peligro por deslizamientos ante sismo y lluvia...

PELIGRO POR DESLIZAMIENTOS ANTE SISMO Y LLUVIA INTENSA INTEGRADO EN

UN SISTEMA DE INFORMACIÓNUN SISTEMA DE INFORMACIÓNGEOGRÁFICA

Mauro Niño

junio 2009

Situación

México es un país conformado en dos terceras partes por sistemas montañosos, en los cuales se conjugan

Factores geológicos

Factores geomorfológicos

Factores estructurales

Factores climáticos

Riesgo potencial ante la generación de deslizamientos y derrumbes de roca o flujos de lodos.

Habitantes

Inmuebles

Infraestructura

Impacto directo

Carreteras

Impacto directo

Viviendas

Impacto indirecto

Objetivo

Establecer una metodología para la estimación de deslizamientos por estimación de deslizamientos por sismos y lluvias intensas usando

sistemas de información geográfica (SIG)

Parámetros requeridos

Cohesión (c )

GEOLOGÍA (SIG) PENDIENTE (αααα) (SIG)

Peso volumétrico (γγγγ)))) Espesor (t ) Tipo de proceso

Ángulo de fricción (φφφφ)

Uso del método del talud infinito

tantan

tan tan

wmcFS

t sen

γ φφγ α α γ α

= + −⋅ ⋅ ⋅

α= −

Metodología

1.952 1.279

max max

ln 1.284 log 1 0.588c c

a aD

a a

− = − + − ±

Desplazamientos

permisibles

( 1)ca FS senα= −

≥

Desplazamiento de NewmarkPara sismos de subducción en México

2

3

4

(cm

) .

2

3

4

(cm

) . Ambraseys y Menu (1988)

Jibson (2007)

Ecuación 3 (Este artículo)

2

3

4

(cm

) .

2

3

4

(cm


Jibson (2007)


2

3

4

(cm

) .

2

3

4

(cm


Jibson (2007)


2

3

4

(cm

) .

2

3

4

(cm

) .

2

3

4

(cm

) .

2

3

4

(cm


Jibson (2007)


Ambraseys y Menu (1988)

Jibson (2007)


Expresión de deslizamiento en función de ac

Metodología

-4

-3

-2

-1

0

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Ac/Amax

logDN (cm

) .

-4

-3

-2

-1

0

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Ac/Amax

logDN (cm

) .

ac/amax

-4

-3

-2

-1

0

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Ac/Amax

logDN (cm

) .

-4

-3

-2

-1

0

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Ac/Amax

logDN (cm

) .

-4

-3

-2

-1

0

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Ac/Amax

logDN (cm

) .

-4

-3

-2

-1

0

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Ac/Amax

logDN (cm

) .

-4

-3

-2

-1

0

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Ac/Amax

logDN (cm

) .

-4

-3

-2

-1

0

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Ac/Amax

logDN (cm

) .

-4

-3

-2

-1

0

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Ac/Amax

logDN (cm

) .

-4

-3

-2

-1

0

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Ac/Amax

logDN (cm

) .

ac/amax

1.952 1.279

max max

ln 1.284 log 1 0.588c c

a aD

a a

− = − + − ±

Desplazamiento de

Newmark

Materiales afectados

5 cm Rocas frágiles

5-10 cm Materiales limo-arcillosos

10 cm Materiales arcillosos

Uso del método del talud infinito para deslizamiento por lluvias

( ) 2

tan1

cos tan tan

sc

w w

T sen cQ

a b g h

γα αγ α φ γ φ

= + − ⋅ ⋅ ⋅

Precipitación crítica

Metodología

( ) w w

( )tan

1tan

sc

w

T senQ

a b

γα αγ φ

= −

Precipitación crítica para

suelos no cohesivos

t

αααα

2tan 1 tan

cos

c

g h

γα φ

γγ α

< + −

Taludes incondicionalmente estables

Metodología

2tan 1 tan

cos wg hα φ

γγ α< + −

2tan tan

cos

c

ghα φ

γ α> +

Taludes incondicionalmente inestables

Valle de México

Zona del Valle de México

γγγγ SECOCOHESIÓNSECO Ángulo de fricción φφφφ SECO

Espesor t Desplazamientos permisibles Pendiente (αααα)

Valle de México

Sismo de subducción M=8.1

Valle de México

Sismo de M=8.1 de subducción

Estado Seco 30% Humedad 50% Humedad

Zona del Valle de México

80% Humedad 100% Humedad

Valle de México

Carreteras

Valle de México

Escuelas

Valle de México

Hospitales

Monterrey y Zona Metropolitana

Ubicación

Litología


Topografía Pendiente del terreno

Litología


Ángulo de fricción (φφφφ) Cohesión (c )

Litología


PermeabilidadPeso volumétrico

Amenaza y Susceptibilidad


Huracán Gilberto (1988) Susceptibilidad de deslizamientos

Topografía

Nicaragua y Costa Rica

Nicaragua

CostaRica

Litología

Nicaragua y Costa Rica

Ángulo de fricción (φφφφ)Cohesión (c )

Amenaza y susceptibilidad

Costa Rica

Sismo Ms = 5.21 Newmark Mora-Vahrson


Costa Rica



Nicaragua


EVALUACIÓN DEL PELIGRO POR SOCAVACIÓN EN PUENTES INTEGRADO EN

UN SISTEMA DE INFORMACIÓNUN SISTEMA DE INFORMACIÓNGEOGRÁFICA

Socavación en puentes

Existen más de 7000 puentes en el país que forman parte del sistema carretero federal.


Debido al conjunto de sistemas montañosos que existen en el territorio nacional, se crean una gran cantidad de cauces


Resultado de la combinación de las situaciones anteriores:

Cruzan cauces


Daños severos durante inundaciones o grandes avenidasen estos puentes producidos por la socavación en sucimentación u obras de acceso.

Pérdidas considerables debido a la reparación de losmismos.

Interrupción en la comunicación entre comunidadesafectadas.


A pesar de las investigaciones que se han estadodesarrollando, los puentes continúan fallando debido a lasocavación en su cimentación.

Inadecuados criterios de diseño que se adoptaron en la

construcción de puentes antiguos.construcción de puentes antiguos.

Estado de conocimiento actual sobre algunos aspectos

de hidráulica de puentes y socavación.

Falta de una disponibilidad apropiada, por parte de los

ingenieros encargados del diseño de puentes, de resultados

de investigaciones pasadas en socavaciones.

Objetivo

Establecer una metodología para la estimación de socavación en puentes estimación de socavación en puentes

por lluvias intensas usando sistemas de información geográfica (SIG)


La socavación en puentes estará definida por tres tipos.

Socavación general.

Socavación por restricción.

Socavación local.Socavación local.

Socavación

local

Socavación total

en pila

Socavación por contracción

más socavación general

Socavación local en estribo

Nivel de avenida

Nivel normal

Nivel final


La socavación general se presenta independientemente dela presencia de un puente en la trayectoria del flujo.

La socavación por contracción se origina debido alLa socavación por contracción se origina debido alcambio de velocidad y dirección del flujo del cauce.


Nivel de avenida

La socavación local se presenta debido a la presencia deun obstáculo en la trayectoria del flujo, siendo éstos las pilasy los estribos.

Nivel

de av

enida


Sobre las características de los puentes que afectan lasocavación se toma en cuenta:

Espacio libre

LongitudLongitud

Número de pilas

Georreferenciación

Tipo de cimentación


Sobre los factores que definen la amenaza se toma encuenta:

Topografía del lugar

Área tributariaÁrea tributaria

Precipitación en un evento dado

Características de la litología

Sección transversal del cauce

Vulnerabilidad por socavación en puentes

Socavación general

0.15

0.764.56

G

m

W WY

D

=

Socavación por contracción

67

22 2 11 3

2

1.48 ; C

m

QY Y Y Y

D W

= = −

Socavación local

0.63

2 12 1

1 2

; LP

Y WY Y Y

Y W

= = −

Vulnerabilidad por socavación en puentes

0.8

1

1.2

Pé

rdid

a e

spe

rad

a

0

0.2

0.4

0.6

0 20 40 60 80 100 120

Pé

rdid

a e

spe

rad

a

Gasto m3/s

FV Soc 1

FV Soc 2

FV Soc 3

Conclusiones

Se presenta una metodología para estimación dedaños por deslizamientos en el país inducidos por sismos ylluvias intensas usando sistemas de informacióngeográfica (SIG).geográfica (SIG).

Se presenta una metodología para estimación desocavación en puentes por lluvias intensas usandosistemas de información geográfica (SIG).

Conclusiones

Los resultados que se obtienen son de utilidad en laevaluación y mitigación de daños debidos a este tipo defenómenos.

G R A C I A SG R A C I A S

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