Movimentos_masa

GEOLOGÍA FÍSICA

Universidad Nacional de ColombiaSede Medellín

2009

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. Son las geoformas más comunes y llamativas.

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


2. Pendientes muy inclinadas

Comunes en la naturaleza: socavación lateral de los ríos, erosión de las olas en las costas, ...

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, aunque la velocidad de los procesos es menor que en materiales no consolidados

(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


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


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 (no hay contacto con la superficie / el aire atrapado y comprimido bajo los materiales favorece su desplazamiento)

Deslizamiento

Reptación: movimiento muy lento, casi imperceptible


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 de un fluido viscoso. Normalmente están saturados en agua y se mueven siguiendo formas lobulares

4. Tamaño

Pequeños (<1E5 m3), medianos (1E5–1E6 m3), grandes (1E6–1E9 m3), megadeslizamientos (>1E9 m3)


Desprendimiento (caída) de rocas

Flujos (Armero, 1985)

Deslizamiento en suelo


Desprendimientos de roca

Caída libre de fragmentos de cualquier tamaño


Desprendimientos de roca


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 ríos) o por excesos de carga sobre las pendientes


Desplome (deslizamiento rotacional)


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


Deslizamientos de rocas y translacionales


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



Avenidas torrenciales del Estado Vargas, Venezuela, 1999



Lahar, Armero, 1985


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)

Pueden estar asociados a desplomes (pie)

Licuefacción: asociada a sismos. Los suelos tamaño arena saturados se comportan como fluidos al recibir las

vibraciones


Flujo de tierra


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


Reptación:


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

Bermas en los taludes

Material de retención y filtro

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

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