Desarrollo de una metodología que permita calcular la distancia de viaje y velocidad de deslizamientos en suelos a partir de las fuerzas resultantes de un modelo de equilibrio límite
Fecha
2019Director(es)
Rodriguez Pineda, Carlos EduardoPublicador
Pontificia Universidad Javeriana
Facultad
Facultad de Ingeniería
Programa
Maestría en Ingeniería Civil
Título obtenido
Magíster en Ingeniería Civil
Tipo
Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
COAR
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Citación
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Resumen
Este trabajo de grado tiene como objetivo desarrollar una metodología para el cálculo de la distancia de viaje y velocidad de deslizamientos en suelos a partir de las fuerzas resultantes de un modelo de equilibrio límite. Para ello, se plantea un modelo bidimensional de bloque deslizante -discretizado en dovelas-, en el cual se acoplan las variables geométricas, mecánicas y reológicas del deslizamiento. El movimiento de la masa deslizada es modelado mediante un sistema de bloques adyacentes que intercambian energía al colisionar entre si mediante resortes; y la resistencia al movimiento es obtenida en función de las componentes friccional y viscosa del modelo reológico Coulomb-viscoso. Estas fuerzas fueron modeladas con un sistema en paralelo compuesto por un deslizador y un amortiguador.
La ecuación de movimiento del modelo corresponde a una ecuación diferencial lineal de segundo orden, la cual es resuelta por el método de diferencias finitas, obteniendo una ecuación explicita para obtener el desplazamiento de cada dovela, y así mismo la velocidad y la aceleración.
Se realizó un algoritmo en el software MATLAB® en el cual se programaron las ecuaciones necesarias para obtener resultados de la cinemática del deslizamiento.
El modelo fue aplicado a tres deslizamientos ocurridos en Asia y dos ejemplos supuestos considerados como deslizamientos típicos, sin embargo, se evidencian limitaciones en la metodología propuesta, que no permiten que esta sea aplicable para la predicción del comportamiento cinemático de deslizamientos. Por tanto, se realizan recomendaciones para trabajo futuro.
Abstract
The objective of this Master’s degree work research is to develop a methodology to calculate the soil landslide runout and velocity from the interslice forces as a result of a limit equilibrium analysis. In order to get it, a discretized sliding block bidimensional model with geometric, mechanic and rheologic variables linked, was proposed. The sliding mass movement is modeled through a spring-block model and the movement resistance is obtained by frictional and viscous components of the rheologic Coulomb-viscous model. This resistance forces were modeled with a parallel system of a slider and a damper.
The movement equation of the model is a linear second order differential equation, which was solved by the difference finite method. The result is an explicit equation to obtain the displacement, velocity and acceleration of each slice.
Moreover, an algorithm to solve the equations that allows the landslide movement calculus, was developed in MATLAB®.
The model was applied to three landslides -which took place in Asia- and to two supposed examples -typic landslides-. In spite of the precise results obtained, some methodology limitations evidenced, do not allow to apply the proposal methodology for the prediction of the movement landslide. Recommendations for future research are described and available.
Palabras clave
Distancia de viajeVelocidad de deslizamientos
Estabilidad de taludes
Ecuación de movimiento
Temas
Maestría en ingeniería civil - Tesis y disertaciones académicasEcuaciones de movimiento
Taludes (Mecánica de suelos)
Estabilización de suelos
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