Modelo de bloque deslizante para analizar el comportamiento cinemático de deslizamientos en suelos a partir de las fuerzas resultantes de un modelo de equilibrio límite

• Autores: Andrés Felipe Prieto, Laura Camila Cantor, Carlos Eduardo Rodríguez
• Localización: Obras y proyectos: revista de ingeniería civil, ISSN-e 0718-2813, ISSN 0718-2805, Nº. 27, 2020, págs. 64-77
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • A sliding block model to analyse the kinematic behaviour of soil landslides from the resultant forces of a limit equilibrium analysis
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    En este trabajo se plantea un modelo bidimensional de bloque deslizante -discretizado en dovelas-, en el cual se acoplan las variables geométricas, mecánicas y reológicas del deslizamiento que permite el análisis del comportamiento cinemático de los deslizamientos en suelos. El movimiento de la masa deslizada es modelado mediante un sistema de bloques adyacentes conectados mediante resortes. La resistencia al movimiento es dada por el modelo reológico Coulomb-viscoso, en el cual se consideran las componentes friccionantes y viscosas, representadas con un sistema en paralelo compuesto por un deslizador y un amortiguador, respectivamente. La ecuación de movimiento del modelo corresponde a una ecuación diferencial lineal de segundo orden. Esta es resuelta por el método de diferencias finitas, obteniendo una ecuación explicita para conocer el desplazamiento, velocidad y aceleración de cada dovela. Se realizó un algoritmo en el software MATLAB® en el cual se programaron las ecuaciones necesarias para obtener resultados de la cinemática del deslizamiento. Por medio del algoritmo, fue posible realizar un análisis de sensibilidad a los parámetros del modelo. Este fue ejecutado en el problema del bloque deslizante en el talud infinito, donde se logra conocer la influencia de cada parámetro del modelo. El modelo es aplicado al deslizamiento de Hiegaesi, ocurrido en Japón en 1998, donde se logró modelar el comportamiento cinemático teniendo en cuenta los registros reportados. Sin embargo, se considera necesario más investigación para poder aplicar el modelo propuesto en la predicción del comportamiento cinemático de deslizamientos, debido a las limitaciones discutidas en este documento.

  • English

    In this paper, a two-dimensional sliding block model –discretized in slices- is presented, in which the geometrical, mechanical and rheological variables of the landslide are considered in order to analyse the soil landslide kinematic behaviour. The movement of the sliding mass is presented as a system of adjacent blocks; the movement strength is given by the Coulomb-viscous rheological model, where the friction and viscous components are considered, represented by a parallel system of a slider and a damper, respectively. The movement equation of the model corresponds to a second order differential equation, which was solved by the finite difference method, obtaining an explicit equation to know the displacement, velocity and acceleration of each block. An algorithm was developed in MATLAB® software, where movement equations were programmed to obtain results of the sliding kinematics. With the algorithm developed it was possible to make a sensitivity analysis to the parameters of the model. This was implemented in the problem of the sliding block at infinity slope, where it was possible to know the influence of each of the parameters of the model. The model has also been applied to the Hiegaesi landslide occurred in Japan in 1998, where the kinematic behaviour has been analysed in the model, regarding the records reported. However, further research is needed in order to apply the published model for prediction of the kinematic behaviour of landslides due to different limitations discussed in this paper.