Modelación computacional de deslizamientos de tierra masivos inducidos por sismos usando el Método del Punto Material

• Luis Lemus ^[1] ; Jaime Rodríguez ^[1] ; Vicente Cáceres ^[1] ; Diego Mery ^[1]
  1. [1] Universidad de La Serena

     Universidad de La Serena

     La Serena, Chile

     
• Localización: Obras y proyectos: revista de ingeniería civil, ISSN-e 0718-2813, ISSN 0718-2805, Nº. 35, 2024, págs. 31-39
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Computational modeling of earthquake-induced massive landslides using by the Material Point Method
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    Los deslizamientos de tierra representan uno de los riesgos naturales más frecuentes y destructivos en los últimos años. En países altamente sísmicos, la ocurrencia de sismos de gran magnitud es un relevante factor desencadenante en la generación de estos deslizamientos. Bajo este contexto, es de interés para diversas disciplinas de la ingeniería civil, el estudio de estos fenómenos mediante análisis empíricos, métodos analíticos y modelación numérica, que permitan reproducir o predecir estos complejos problemas. Para avanzar en el entendimiento de este tipo de deslizamientos, en este trabajo, se desarrolla una modelación computacional que permita describir la dinámica de un deslizamiento de tierra y/o roca producto de una acción sísmica, utilizando el Método de Punto Material (MPM). Actualmente, el uso del MPM resulta de gran interés al tratarse de un método numérico desarrollado con la capacidad de modelar grandes deformaciones. Esto a diferencia de los métodos tradicionales, como por ejemplo el Método de los Elementos Finitos (MEF), el cual no logra representar de manera precisa este tipo de problemas debido a que en el proceso se generan errores asociados a distorsión de la malla. En este trabajo, se lleva a cabo una modelación sobre un caso real y documentado, consistente en el deslizamiento masivo ocurrido en la localidad de Daguangbao, China, provocado por el terremoto de Wenchuan el año 2008. Los resultados obtenidos logran capturar la dinámica del deslizamiento en términos de velocidades, deformaciones y distancia de recorrido según los reportes existentes y otros trabajos de investigación. Las velocidades máximas alcanzadas del deslizamiento, del orden de los 100 km/h, corroboran la categoría catastrófica de este evento.

  • English

    Landslides represent one of the most frequent and destructive natural hazards in recent years. In highly seismic countries, the occurrence of large earthquakes is a significant triggering factor in the generation of these landslides. Therefore, it is of interest to various disciplines within civil engineering to study these phenomena through empirical analysis, analytical methods, and numerical modelling, aiming to provide a more accurate representation of these complex phenomena. For this purpose, a computational modelling approach is developed to describe the dynamics of a landslide or rockslide induced by seismic loading, using the Material Point Method (MPM). Presently, the utilization of MPM holds considerable significance because it is a numerical method engineered to simulate large deformations. This stands in contrast to conventional methods like the Finite Element Method (FEM), which struggles to precisely deal with this type of problems due to the generation of errors related to mesh distortion. In this study, it is performed a modelling process involving a real and documented scenario—a massive landslide occurrence in the vicinity of Daguangbao, China, triggered by the 2008 Wenchuan Earthquake. The obtained results successfully capture the landslide dynamics in terms of velocities, deformations, and travel distances in accordance with existing reports and other research endeavours. The maximum attained velocities of the landslide are approximately 100 km/h, affirming the catastrophic nature of this event