Modelamiento geológico-geotécnico 3D de laderas afectadas por deslizamientos de roca mediante el método de elementos distintos

Abstract

Durante las últimas décadas se han realizado grandes avances en el modelamiento geomecánico y en el desarrollo de técnicas de teledetección. Estos avances han permitido el perfeccionamiento de los análisis de estabilidad en laderas de roca al mejorar nuestro entendimiento tanto de los mecanismos como de los procesos involucrados, y de los riesgos asociados a los deslizamientos. La presente memoria tiene como propósito la implementación de herramientas de modelamiento numérico, específicamente, el programa 3DEC, basado en el método de elementos distintos, para la caracterización de laderas de rocas afectadas por deslizamientos considerando su superficie topográfica y sus propiedades geológicas y geotécnicas. Además, en base a la experiencia adquirida con el uso del software, se propone una metodología consistente en siete etapas, que sirva como guía para ser aplicada por futuros usuarios de este tipo de herramientas aplicado a problemas geoingenieriles en taludes de roca. A grandes rasgos, para el desarrollo de estos modelos, se requiere, en primera instancia, contar con un Modelo de Elevación Digital, el cual permite generar la topografía de la zona, ya sea en base a modelos de bloques o de superficies. Luego, se le asignan a los materiales y las discontinuidades sus propiedades correspondientes. Finalmente, se desarrollan los modelos considerando los objetivos del mismo. Se elabora un modelo geométrico para el caso de estudio de Cerro Catedral, ubicado en la Cordillera Principal de la Región Metropolitana, el cual refleja la topografía reconstruida y las propiedades de la roca y de las discontinuidades. Se analiza la estabilidad estática para 2 variantes del modelo: un escenario en donde todas las discontinuidades que separan al talud de la remoción están abiertas y otro que considera un puente de roca en la segunda rampa del talud. Se concluye del análisis, que el modelo con discontinuidades abiertas es estable estáticamente para valores de fricción interna superiores a 25°, con un modelo puramente friccional, y que al introducir un puente de roca, el talud pasa a ser estable para todo el rango de propiedades consideradas.