Dinámica de taludes inestables

Abstract

Este trabajo presenta una metodología para el análisis de la dinámica de taludes fallados, orientada a estimar su comportamiento en términos de desplazamiento, velocidad y aceleración. La propuesta se basa en un enfoque reológico, en el que la masa deslizada se representa como un sistema de tajadas interconectadas mediante modelos viscoelásticos, mientras que su interacción con la superficie de falla se modela mediante un esquema viscoplástico. La formulación empleada se fundamenta en el principio de trabajo y energía, lo que permite evaluar la evolución temporal del sistema ante distintas configuraciones geométricas —alturas de 10 m, 15 m y 20 m; e inclinaciones de 30°, 40° y 45°— así como frente a diferentes propiedades mecánicas del terreno, representadas mediante los parámetros de rigidez (E) y viscosidad (η). Se desarrollaron 60 simulaciones numéricas a partir de las cuales se estimaron la distancia de viaje, las velocidades máximas, las aceleraciones y la presión de impacto de la masa inestable. Los resultados fueron contrastados con relaciones teóricas y empíricas reportadas en la literatura (Yue, 2014; Moncayo & Ávila, 2022), evidenciando discrepancias cuya magnitud depende de la geometría del talud y de los parámetros reológicos adoptados. Además, se identificaron respuestas típicas de sistemas sobreamortiguados en escenarios de alta viscosidad, comportamiento que permite explicar tanto la geometría de las deformadas como la distribución interna de velocidades. El enfoque propuesto constituye una herramienta útil para la caracterización dinámica de masas inestables, con potencial aplicación en estudios de amenaza y riesgo geotécnico. (Texto tomado de la fuente).

This work presents a methodology for analyzing the dynamics of failed slopes, aimed at estimating their behavior in terms of displacement, velocity, and acceleration. The proposed approach is based on a rheological framework, in which the sliding mass is modeled as a system of slices interconnected through viscoelastic components, while the interaction with the failure surface is described using a viscoplastic model. The formulation relies on the principle of work and energy, allowing the temporal evolution of the system to be evaluated under different geometric configurations —heights of 10 m, 15 m, and 20 m; and inclinations of 30°, 40°, and 45°— as well as varying mechanical properties of the soil, represented by the stiffness (E) and viscosity (η) parameters. A total of 60 numerical simulations were conducted to estimate the runout distance, peak velocities, acceleration and impact pressure of the unstable mass. The results were compared with theoretical and empirical relationships reported in the literature (Yue, 2014; Moncayo & Ávila, 2022), revealing discrepancies that vary according to the slope geometry and rheological parameters considered. Moreover, highly viscous scenarios exhibited typical overdamped behavior, which helps explain both the shape of the deformed mass and the internal velocity distribution. The proposed method offers a valuable tool for the dynamic characterization of unstable slopes and has potential applications in landslide hazard and risk assessments.