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GEOLOGÍA FÍSICA
Universidad Nacional de Colombia
Sede Medellín
2013
Movimientos en masa
-
Generalidades
-
Factores que los controlan
-
Tipos y clasificación
-
Control
Generalidades
Laderas
Elementos más comunes del paisaje
Amplias variaciones de tamaño, composición, suelo, pendientes,
vegetación, procesos activos, ...
Generalidades
Procesos gravitacionales (Movimientos en masa)
Movimientos pendiente abajo de roca, regolito y
suelo bajo la influencia directa de la gravedad
No necesitan un medio de transporte (pueden o no
involucrar agua)
Suelen ser la etapa siguiente a la meteorización
Generalidades
Valles fluviales
Formados por la acción conjunta de la escorrentía y los
procesos gravitacionales.
Factores que controlan los MM
Adicionales a la gravedad, favorecen los MM
1. Agua y circulación (porosidad, permeabilidad)
Su presencia en los poros destruye la cohesión o
fricción interna entre las partículas del suelo,
permitiendo que se deslicen fácilmente entre sí
Reduce la resistencia interna de los materiales y
facilita su movilización por la gravedad
Añade peso adicional a los materiales
(Suelos cohesivos y friccionantes)
Cohesión: componente de la resistencia de un
material que depende de fuerzas electrostáticas entre
partículas, presencia de cementante, acción de las
raices vegetales, ...
Suelos predominantemente arcillosos
Fricción interna: componente de la resistencia de un
material que depende de la fricción individual entre
las partículas
Suelos predominantemente arenosos
Factores que controlan los MM
2. Pendientes muy inclinadas
Comunes en la naturaleza: socavación lateral de
ríos, erosión de las olas en las costas, ...
los
Si la inclinación es muy alta, las pendientes se
reajustan hasta alcanzar ángulos cercanos al ángulo
de reposo
También produce movimientos en materiales
cohesivos, regolito y roca viva.
(Ángulo de reposo)
Ángulo más alto en el que un material granular no consolidado
se mantiene estable. Oscila entre 25° y 40 y depende de la
forma y tamaño de los granos = Fricción interna
Arena
Factores que controlan los MM
3. Vegetación
Proporcionan protección contra la erosión y ayudan a
estabilizar las pendientes (las raíces unen suelo y
regolito)
Uso del suelo + Pendiente + Agua: desencadenan muchos
MM
4. Sismos
Implican fuerzas adicionales a las que soportan los
materiales, refuerzan la acción de la gravedad
Factores que controlan los MM
5. Clima (temperatura, precipitación, vientos, ...)
No solo en magnitud sino en periodicidad (ciclos
climáticos anuales o bianuales)
6. Tipo y estado de la roca y del suelo
7. Presencia de discontinuidades estructurales (fallas,
diaclasas, planos de estratificación, contactos entre
unidades, foliaciones, ...)
8. Actividad antrópica (obras civiles, minería,
deforestación, ... peso)
Tipos y clasificación
La clasificación de los MM se realiza según varios
criterios
1. Tipo de material
En roca
En suelo y regolito (derrubios, lodo, tierra)
2. Velocidad del movimiento (muy variable)
Caídas y avalanchas: velocidades muy altas (en muchos casos
no hay contacto con la superficie / el aire atrapado y comprimido
bajo los materiales favorece su desplazamiento)
Deslizamiento
Reptación: movimiento muy lento, casi imperceptible
Tipos y clasificación
3. Tipo de movimiento
- Desprendimientos: caída libre de fragmentos sueltos de
cualquier tamaño (roca y/o suelo). Común en pendientes muy
empinadas.
- Deslizamientos (más comunes): el material se mantiene
aproximadamente junto (conserva cierto grado de unión) y se
mueve a lo largo de una superficie bien definida, que puede ser
plana (discontinuidad estructural) o circular
- Flujos: el material se desplaza pendiente abajo en forma
un fluido viscoso. Normalmente están saturados en agua y
mueven siguiendo formas lobulares
de
se
4. Tamaño
Pequeños (<1E5 m3), medianos (1E5–1E6 m3), grandes (1E6–
1E9 m3), megadeslizamientos (>1E9 m3)
Tipos y clasificación
Deslizamiento en suelo
Flujos (Armero, 1985)
Desprendimiento
(caída) de rocas
Tipos y clasificación
Tipos y clasificación
Tipos y clasificación
Desprendimientos de roca
Caída libre de fragmentos de cualquier tamaño
Tipos y clasificación
Desprendimientos de roca
Tipos y clasificación
Desplome (deslizamiento rotacional)
Deslizamiento hacia abajo de una masa de rocas o material no
consolidado que se mueve como una unidad a lo largo de una
superficie curva
Normalmente son lentos y no viajan muy lejos
Comunes en acumulaciones gruesas de suelos cohesivos
La superficie de ruptura es cóncava, con forma de cuchara
Forma escarpes en la parte superior (cicatrices)
A menudo consta de varios bloques o escalones
Comunes en valles fluviales (socavación de la base por los
o por excesos de carga sobre las pendientes
ríos)
Tipos y clasificación
Desplome (deslizamiento rotacional)
Tipos y clasificación
Desplome (deslizamiento rotacional)
Tipos y clasificación
Desplome (deslizamiento rotacional)
Tipos y clasificación
Desplome (deslizamiento rotacional)
Deslizamiento rotacional en Giraldo, Antioquia
(Septiembre de 2010)
Tipos y clasificación
Deslizamientos de rocas y translacionales
Bloques rocosos se sueltan y se deslizan pendiente abajo a lo
largo de superficies planas. Si el material es poco consolidado
se llaman deslizamientos de derrubios
Movimientos rápidos y destructivos
Ocurren donde los estratos están inclinados a favor del
movimiento, o donde hay diaclasas y fracturas paralelas a la
superficie
El agua puede actuar como lubricante de las superficies de
deslizamiento
Tipos y clasificación
Deslizamientos de rocas y translacionales
Tipos y clasificación
Flujo de derrubios (coladas de barro)
Movimiento rápido de suelo y regolito, con cantidades
abundantes de agua
Comunes en regiones semiáridas (la lluvia arrastra material hacia
los cauces) y en las laderas de volcanes (lahares)
Normalmente siguen los cañones y cauces fluviales
Su velocidad depende de su contenido de agua (moderada)
Crean abanicos aluviales cuando se depositan
Avenidas torrenciales: flujos de gran velocidad,
que involucran además árboles, cantos de roca, ...
Lahares: capas de cenizas y materiales piroclasticos
saturados de agua, que fluyen pendiente abajo
siguiendo los cauces existentes.
Tipos y clasificación
Flujo de derrubios (coladas de barro)
Avenidas torrenciales del Estado Vargas, Venezuela, 1999
Tipos y clasificación
Flujo de derrubios (coladas de barro)
Avenidas torrenciales del Estado Vargas, Venezuela, 1999
Tipos y clasificación
Flujo de derrubios (coladas de barro)
Avenidas torrenciales del Estado Vargas, Venezuela, 1999
Tipos y clasificación
Flujo de derrubios (coladas de barro)
Lahar, Armero, 1985
Tipos y clasificación
Flujo de tierra
Se forman en las laderas (no en los cauces) de colinas, en
áreas húmedas durante épocas de precipitación abundante
El agua satura el suelo y el regolito, el material se desgaja
(dejando una cicatriz) y forma una masa lobular que fluye
pendiente abajo
Tamaño variable (desde unos m hasta km)
Se desarrollan en arcillas y limos con poco % de arenas y
clastos gruesos
Viscosos, se mueven lentamente (mm/día a m/día)
Tipos y clasificación
Flujo de tierra
Tipos y clasificación
Movimientos lentos
Mucho más importantes y frecuentes que los rápidos
- Reptación: movimiento superficial, descendente y gradual de
suelo y regolito. Ocurre por expansiones y contracciones del
suelo (hielo/deshielo o humedad/sequía) o al saturarse éste de
agua (pierde cohesión y fluye lentamente)
Muy lento (cm/año), no es observable
- Solifluxión: común en regiones subpolares. El material no
consolidado y saturado se mueve lentamente sobre la capa de
permafrost (T<0°C) impermeable
Tipos y clasificación
Reptación:
Tipos y clasificación
Otros
- Hundimiento (subsidencia): desplazamiento subvertical del
terreno, lento y progresivo, como resultado de la construcción
de túneles, galerías, minas y de la presencia de agua
subterránea
- En cuña: la combinación de varios planos de discontinuidad
estructural define cuñas de roca susceptibles de deslizarse
- Compuestos: combinación de 2 o más tipos de movimiento
en masa (frecuente)
Control
Mediante obras civiles:
Muros de contención
Anclajes en roca
Barreras de retención
Filtros para agua subterránea
Cunetas para agua superficial
Inyección de aglutinantes al terreno
Correcciones topográficas (reducción de peso)
Revegetalización
Control
Control
Material de retención y filtro
Bermas en los taludes
Control
Terreno original
Las bermas ayudan a
reducir el peso del
terreno por encima de
una superficie de falla
Bermas
Nivel de la vía
Superficie de falla
Control
Pernos en los taludes de la doble calzada Bello-Hatillo
Control
Taludes en la doble calzada Bello-Hatillo
(Desde la perspectiva ingenieril)
Balance entre dos tipos de fuerzas:
Motoras (peso, presión de poros, sismos)
Resistentes (fricción)
Factor de seguridad FS = FR / FM
FS>1.25: Casi nunca se cae
1.05<FS<1.25: A veces se cae
FS<1.05: Casi siempre se cae