Effect of rainfall infiltration on the hydraulic response and failure mechanisms of sandy slope models

Efecto de la infiltración de lluvia en la respuesta hidráulica y en los mecanismos de falla de modelos de taludes arenosos

Presenta los resultados experimentales obtenidos en modelos de taludes arenosos sometidos a lluvia. Se construyeron cuatro modelos para evaluar el efecto del contenido inicial de agua y de la intensidad de la lluvia en el comportamiento hidráulico y el mecanismo de falla en los taludes. Estos modelos fueron instrumentados con sensores de contenido volumétrico de agua, para monitorear el avance del frente húmedo y con inclinómetros para medir los movimientos laterales de talud. Los modelos fueron sometidos a intensidades de lluvia y duraciones que se encontraron entre 25 y 50 mm/h y 19 y 152 minutos, respectivamente. Adicionalmente, se discutió el efecto de un evento de lluvia de baja intensidad previo a una lluvia de alta intensidad. De los resultados, se observa que el tiempo requerido para alcanzar la falla del talud está influenciado por el contenido inicial de agua; siendo más corto el tiempo para contenidos de agua iniciales más altos. Los resultados presentados son útiles para entender el comportamiento de los taludes naturales y terraplenes parcialmente saturados y expuestos a infiltración de lluvias; así como para complementar la base de datos existente en este tema.

I. INTRODUCCIÓN

Entre los riesgos naturales, los deslizamientos de tierra se producen prácticamente en todo el mundo. Aunque se atribuyen a muchos factores, se reconoce ampliamente que la infiltración de la lluvia es el principal desencadenante de la inestabilidad de las laderas. Los deslizamientos de tierra provocados por las lluvias son de naturaleza superficial [1], y pueden producirse durante una lluvia intensa o inmediatamente después de ella [2]. Suelen producirse en laderas que son marginalmente estables y afectan a diferentes tipos de suelos [3-4]. El estudio de los deslizamientos inducidos por las lluvias es un importante tema de interés en la investigación geotécnica debido a sus efectos negativos sobre las laderas naturales y los terraplenes [5-9], y porque este tipo de fallas son frecuentemente severas, resultando en daños a las instalaciones y pérdida de vidas humanas.

Entender la naturaleza del movimiento del agua a lo largo de un geomaterial no saturado ha sido un tema de interés para muchas disciplinas y profesionales como hidrólogos, geólogos, edafólogos, ingenieros geotécnicos y medioambientales, ingenieros agrícolas, etc. También es esencial para entender una variedad de problemas relacionados con la predicción de la escorrentía debido a las fuertes lluvias, el transporte de sedimentos y el control de las inundaciones, los deslizamientos de tierra inducidos por la lluvia, la estimación de la recarga de los acuíferos, la estimación de la disponibilidad de agua para las plantas, la velocidad de desplazamiento de los contaminantes, etc.