Introducción a los deslizamientos
Transcript of Introducción a los deslizamientos
Introduction to GIS 11
UNESCO RAPC A1
1. Introducción a los deslizamientosTipos y causas
Cees van Westen
International Institute for Aerospace Survey and Earth
Sciences (ITC), Enschede, The
Netherlands.E-mail: [email protected]
UNESCO RAPC A2
Deslizamientos
• Existen una amplia variedad de nombres para los procesos denudacionales donde el suelo o roca es desplazado a lo largo de la pendiente por fuerzas gravitacionales.• “movimientos de masa”• “movimientos de pendiente”,• “deslizamiento”
• Deslizamiento = “movimiento de una masa de roca, debris o tierra, pendiente abajo” (Cruden, 1991).
UNESCO RAPC A3
Deslizamientos
El movimiento ocurre cuando el esfuerzo de corte excede (Shear stress) el esfuerzo de “resistencia” (shear strength) del material. Diferencia con la erosión del suelo.
La ocurrencia de los movimientos de pendiente es consecuencia de un complejo campo de esfuerzos (stress esun esfuerzo por unidad de área), el cual es activo sobre una masa de roca o suelo.
La consecuencia de estos esfuerzos en conjuncióncon la morfología de la pendiente y los parámetros geotécnicos del material definen el tipo específico de deslizamiento que puede ocurrir.
UNESCO RAPC A4
Definición de deslizamiento• Un deslizamiento se define como un movimiento de una
masa de roca, detritos o tierra pendiente abajo bajo la acción de la gravedad, cuando el esfuerzo de corte excedeel esfuerzo de resistencia del material.
UNESCO RAPC A5
Causas de los deslizamientos• La ocurrencia de los deslizamientos es consecuencia de un
complejo campo de esfuerzos (stress es una fuerza por unidad de área) que está áctivo en una masa de roca o de suelo en la pendiente. Básicamente, los dos parámetros más determinantes son:
• Un incremento del stress de corte• Una disminución en la resistencia del material
UNESCO RAPC A6
Incremento en el esfuerzo de corte
• Remoción del soporte lateral o de base (erosión, deslizamientos previos, cortes de carreteras y canteras)
• Incremento de carga (peso de la lluvia/nieve, rellenos, vegetación)
• Incremento de presiones laterales (presioneshidraúlicas, raíces, cristalización, expansión de la arcilla)
• Stress transitorio (terremotos, vibraciones de camiones, maquinaria, explosiones)
• Inclinación regional (movimientos geológicos).
Introduction to GIS 22
UNESCO RAPC A7
Reducción de la resistencia del material
• Disminución de la resistencia del material (motorización, cambios en el estado de consistencia)
• Cambios en las fuerzas intergranulares (presión de los poros de agua, disolución)
• Cambios en la estructura (disminución de la resistencia en el plano de falla, fracturamiento debido a “descargas”)
UNESCO RAPC A8
Listados de las Causas
• Causas geológicas • Causas morfológicas • Causas físicas • Causas humanas
•Material débil •Material sensible •Material meteorizado •Material “cortado” •Material fisurado o fusionado •Discontinuidad de masas orientadas adversamente (yacimientos, schistocity , etc) •Discontinuidad estructural orientada adversamente (falla, disconformidades, etc) •Contraste en la permeabilidad•Contraste en la rigidez (rigidez, material denso sobre material plástico)
•Levantamientos tectónicos o volcánicos •Rebotes glaciales
•Erosion de la base de la pendiente
•Erosion de los márgenes laterales •Erosion subterránea (dilución, conducción)
•Deposición de cargas en la pendiente o en la cresta
•Remoción de la vegetación
•Lluvias intensas / Precipitaciones muy prolongadas•Derretimiento rápido de la nieve/ Deshielo/ Meteorización por
Congelamiento-y-deshielo
•Terremotos/ Erupciones volcánicas
•Excavación de la pendiente o su base•Deposición de cargas en la pendiente o su cresta•Excavaciones de reservorios•Deforestación•Irrigación•Minería•Vibraciónartificial•Filtraciones de agua utilizada (Water leakage from utilities)
UNESCO RAPC A9
Impacto de los deslizamientos
• La actividad de deslizamientos a nivel mundial se está incrementando debido a:– Incremento de urbanización y desarrollo
en áreas propensas a deslizamientos.– Deforestación continua de áreas
propensas a des lizamientos.– Incremento de la prec ipitac ión regional
causada por los cambios de los patrones climáticos
UNESCO RAPC A10
Pérdidas Económicas debidas a los Deslizamientos
• Costos Directos:– Reparación, reemplazo o mantenimiento como resultado de los
daños a la propiedad o infraestructura debido a los deslizamientos
• Costos Indirectos:– Pérdida de productividad e ingresos– Reducc ión del valor de la t ierra– Pérdida de ingreso por impuestos– Medidas de mit igac ión de los
deslizamientos– Efectos adversos en la calidad
del agua/sedimentac ión/ “siltat ion” de los reservor ios
– Pérdida de productividad humana o animal debida a heridas/traumas
– Efectos secundarios, inundac iones causadas por los deslizamientos
Example: La Siria, Manizales, Colombia
UNESCO RAPC A11
•Schuster (1978) : US $ 1.000 million per year (direct and indirect costs)Brabb (1984): US $ 250 million per year (direct only)Schuster & Flemin g: $ 1.800 million per year
UNESCO RAPC A12
Desastres por DeslizamientosAño Localización Tipo No. de muertes
1786 Sichuan (China) Terremoto, muro deslizado 100.000
1786 Calabria (S. Italy) Terremoto, malaria 50.000
1920 Gansu (China) Terremoto, invierto severo 100.000
1933 Sichuan (China) Terremoto, muro deslizado 6.800 1949 Tadzhikistan Terremoto 20.000
1963 Vaiont (Italy) Deslizamiento en lago dañado 2.000
1970 Huascaran (Peru) Terremoto, avalancha de debris
18.000
1985 Armero (Colombia) Lahar Volcánico 20.000
• Desastres estimados por año, alrededor del mundo: 600 - 1000
personas• En US: 25 - 50 por año.
Introduction to GIS 33
UNESCO RAPC A13
Pérdidas por Deslizamientos
Pais Pérdidas anuales Millones US $
Japan 4.700
Italy 2.600 United States 1.800 India 1.350 China 500 Spain 220 Canada 50 Hong Kong 25 New Zealand 12 Norway 6
UNESCO RAPC A14
Clasificación de los Deslizamientos
Los siguientes factores pueden ser utilizados para clasificar los deslizamientos:
• Material: Roca, suelo, litología, estructura, propiedades geotécnicas
• Atributos geomórficos : motorization, forma de la pendiente
• Geometría del deslizamiento: profundidad, longitud, altura, etc.
• Tipo de movimiento: Falla, deslizamiento, flujo, etc
• Clima: Tropical, Periglacial etc.
• Humedad: Seco, mojado, saturado
• Velocidad del movimiento: Muy lento, lento, etc.
• Mecanismo de disparo: Terremoto, lluvias, etc.
UNESCO RAPC A15
Clasificación de Sharpe (1938)
• Materi al tierra, roca• Movimiento flujo, desliz• Velocidad despacio a muy rápido• Contenido de Agua/hi elo
UNESCO RAPC A16
Varnes (1978)
• Materi al yacimiento de roca, debris, tierra• Movimiento caída, derrumbe, deslizamiento, flujo, complejo• Secundario contenido de agua (seco a mojado)
velocidad (lento a rápido)
UNESCO RAPC A17
Hutchinson (1988)• Rebote. Cuando el terreno es “descargado”, ya sea artificialmente o por erosión natural, el área “descargada”
responde inicialmente elásticamente y subsecuentemente con una turgencia lenta. (Peterson,1958)
• Arrastre. Cualquier movimiento extremadamente lento que no es perceptible, al menos que se realicen mediciones por un largo período.
• Hundimiento de las pendientes de montañas. Un término general para estas deformaciones profundas en las pendientes de la montañas, que, en el estado de desarrollo, no justifican la clasificación como deslizamientos.
• Deslizamiento. Movimiento relativamente rápido pendiente abajo del suelo y la roca, que toma lugar característicamente en uno o más límites discretos de una superficie de desliz que define el movimiento de la masa.
• Movimiento de Debris en forma de f lujo. Término que cubre 5 tipos de movimientos en forma de flujo, que se diferencian marcadamente en el mecanismo: deslizamientos de lodo no-periglacial (non-periglacial mudslides) , deslizamientos de lodo periglacial (periglacial mudslides), deslizamientos de flujo (flow slides), flujo de debris (debris flows ) y sturzstroms.
• Derrumbe. Un movimiento que ocurre cuando el vector resultante de fuerzas aplicadas cae a través o fuera de un punto de pivote en la base del bloque afectado.
• Caída. Descenso de masas de suelo o roca de cualquier tamaño desde altas pendientes o riscos que son, más o menos independientes y extremadamnte rápido.
• Movimientos de pendiente complejos (Complex slope movement). La combinación de uno o mástipos de movimientos descritos arriba.
UNESCO RAPC A18
Wieczorek: Sistema de clasificación de deslizamientos unificado
YESF:Y = Dormant-YoungE = EarthS = SlideF = Flow
Introduction to GIS 44
UNESCO RAPC A19
Elementos del Deslizamiento
CoronaEscarpe principalCima (Top)CabezaCuerpo principalPie (Foot)Punta (Tip)Dedo (Toe)
Superficie de rupturaSuperficie de separaciónZona de vaciado
Zona de acumulaciónVaciadoMasa vaciadaAcumulaciónFlanco UNESCO RAPC A
20
Dimensiones de los Deslizamientos
1. Ancho de la masa desplazada (Wd)
2. Ancho de la superficie de ruptura (Wr)
3. Largo de la masa desplazada (Ld)4. Largo de la superficie de ruptura
(Lr)5. Profundidad de la masa
desplazada (Dd)6. Profundidad la superficie de
ruptura (Dr)7. Longitud Total (L)8. Largo de la linea central (Lcl)
UNESCO RAPC A21
Cruden and Varnes (1996)IA EG Commission
UNESCO Working Party on Wor ld Landslide
Inventory(WP/WLI).
UNESCO RAPC A22
Tipos de deslizamiento
Caída Derrumbe Deslizamiento
Extension (Spread) Flujo
UNESCO RAPC A23
Estado de Actividad (1)
•Activo•Suspendido•Reactivado•Inactivo•Dormancia•Abandonado•Estabilizado•Relictual
Activo Suspendido
Reactivo Inactivo
UNESCO RAPC A24
Estado de Actividad(2)
•Active•Suspended•Reactivated•Inactive•Dormancia•Abandonado•Estabilizado•RelictualRelictual
Dormancia Abandonado
Estabilizado
Introduction to GIS 55
UNESCO RAPC A25
Distribución de la actividadAvanzando (Advancing)
Regresivo (Retrogressive)
En aumento (Enlarging)
Decreciente (Diminishing
Confinado (Confined)
En movimiento (Moving)
Ensanchamiento (Widening)
UNESCO RAPC A26
Estilos de Actividad
Complejo
Compuesto (Composite)
Sucesivo
Solitario (Single)
Multiple
UNESCO RAPC A27
Ejemplos de fallas
UNESCO RAPC A28
Caída de Rocas
UNESCO RAPC A29
Ejemplos: Caída
Debris fall
Depósitos típicos de caídas de roca: pendientes de talud
UNESCO RAPC A30
Ejemplos: Derrumbes
Introduction to GIS 66
UNESCO RAPC A31
Deslizamiento translacional (Translational slide)
UNESCO RAPC A32
Deslizamiento rotacional (Hundimiento)
UNESCO RAPC A33
Deslizamiento de Roca (Rock slides)Fallamiento PlanarPlanar failure
Falla de cuña Rotacional Derrumbe
El tipo de deslizamiento de roca depende de la discontinuidad en la masa de roca
UNESCO RAPC A34
Combarse (Sagging) / Sacado (Sackungen)
UNESCO RAPC A35
Movimientos de tipo de flujo: Flujo de debris
UNESCO RAPC A36
Movimientos de tipo de flujo : flujo de tierras
Introduction to GIS 77
UNESCO RAPC A37
Movimientos de tipo de flujo : Avalancha de Debris
UNESCO RAPC A38
Arrastre (Creep)
UNESCO RAPC A39
Soliflucción & Rocas glaciares
Soliflucción Glaciar