Modelamiento numérico 2D de efectos de incorporación de agua en la estabilidad de laderas rocosas

Abstract

Una remoción en masa se define como una movilización lenta o rápida de un determinado volumen de suelo, roca o ambos, en diversas proporciones, generados por una serie de factores. En Chile, estos procesos constituyen uno de los peligros geológicos cordilleranos más importantes. Una manera de estudiarlas es mediante modelamiento numérico 2D. En este contexto, diversos trabajos de título se han desarrollado estudiando varios deslizamientos del país (Vejar, 2016; Escudero, 2017; Aravena, 2017; Saavedra, 2018; García, 2016) con un factor desencadenante sísmico. No obstante, no existen muchos estudios que consideren como factor desencadenante la incorporación de agua. Este artículo presenta un estudio sobre un modelamiento numérico bidimensional, que tiene como objetivo principal, analizar los efectos de la incorporación de agua en la estabilidad de laderas rocosas fracturadas. Se seleccionó la ladera afectada por el deslizamiento de roca de 1987 en el Cerro Rabicano desencadenado por la infiltración de agua debido a las altas tasas de derretimiento de nieve durante el mes de noviembre. Para lograr el objetivo, en primer lugar, se estableció el montaje del modelo representando las características geológicas, geotécnicas y topográficas con información extraída principalmente de bibliografía y modelos de elevación digital. Luego se ejecutó el modelamiento en el software UDEC y se realizó una validación del caso estático. Por último, se estudiaron los mecanismos de incorporación de fluidos para ingresar el agua en el modelo. Se utilizaron dos modos de flujo para la simulación: estacionario y transitorio incompresible. Por cada uno se generaron varios modelos para analizar el comportamiento y estabilidad de la ladera. El caso de estudio fue mejor representado por el modo transitorio por considerar volúmenes de agua a través del tiempo. Los resultados mostraron que, en el caso estacionario, no se generaron rupturas de roca intacta ni deslizamiento de cizalle o abertura de estructuras en superficie que permitan el movimiento de bloques, mientras que, en el modo de flujo transitorio incompresible, ambos fueron observados. Sin embargo, ninguno de los modelos fue capaz de reflejar el mecanismo de ruptura del deslizamiento y, a mayor saturación, se invalidó el modelo por presentar en profundidad aberturas y presiones excesivas. Finalmente, se recomendó realizar un estudio previo de terreno, en la zona de interés, en el caso de que se quiera desarrollar un modelamiento numérico de este tipo y se sugirió probar nuevas propiedades como la presión de poros dentro de los bloques.