Complex Failure Simulation of Underinclined Shale Slope Based on Discrete Element Method

Simulación de fallas complejas de la pendiente de lutita con inclinación inferior basada en el método de elementos discretos

Este estudio parte de un deslizamiento de tierra en el corte de una pendiente en la estación de ferrocarril oeste de Chongqing, en la China central. Este corte se encuentra en el echado abajo de una pendiente de lutita, lo que significa que su ángulo de inmersión es mayor que el ángulo de inclinación y está compuesto de roca blanda. Se han realizado algunas investigaciones en el sitio para explorar las características de deformación de esta pendiente. El resultado sugiere que existía deformación por deslizamiento, pandeo y caída en sus diferentes partes. Para dilucidar el complejo mecanismo de falla que se ve en la pendiente de inmersión bajo la influencia a largo plazo de la gravedad y el deterioro del material, se ha empleado el método de elementos discretos en simulaciones. Los patrones de falla simulados han demostrado ser acordes con la falla real de la pendiente. Este estudio sugiere que el deslizamiento, el pandeo y el vuelco ocurren en diferentes partes de la pendiente estudiada en secuencia.

INTRODUCCIÓN

En este artículo se describe y analiza el complejo fallo de un talud de pizarra sumergido descubierto en la estación de ferrocarril oeste de Chongqing, en el que intervienen tres mecanismos: deslizamiento en la parte superior, pandeo en la parte inferior y derrumbe en la punta.

El ángulo de inclinación del lecho (68°) del talud es mayor que el ángulo de la pendiente (45°) y está compuesto por pizarra. La pizarra es una típica roca sedimentaria blanda y frágil, que se compone principalmente de mineral de arcilla y siempre tiene foliaciones finas obvias llamadas laminación y la facilidad con la que esta roca se divide a lo largo de la dirección de la laminación debilita su resistencia a la erosión y a la intemperie. La pizarra presenta una fuerte foliación, la influencia a largo plazo de la gravedad, el agua subterránea, la infiltración del agua de lluvia y la intemperie pueden debilitar la forma, dando lugar a deformaciones y coluviones profundamente erosionados, lo que facilita que los taludes de pizarra sean propensos a fallar. En este trabajo se analizó el mecanismo de fallo subyacente mediante una combinación de análisis geológico y modelos numéricos.

Los trabajos recientes sobre los mecanismos de fallo se han centrado en las deformaciones por pandeo en los taludes consecuentes en los que las discontinuidades penetrantes se sumergen en los taludes (Cavers, 1981; Choquet &Tanon, 1986). Sin embargo, Lugeon (1933) sugirió que la deformación por desprendimiento también se producía en los taludes en los que las discontinuidades penetrativas se sumergen de forma más pronunciada pero en la misma dirección que el talud. Estos taludes en los que las discontinuidades buzan por debajo de la pendiente se denominan taludes con buzamiento inferior (Cruden, 1989).