Efecto de la saturación en el deslizamiento CHIAPAS

8/3/2019 Efecto de la saturacin en el deslizamiento CHIAPAS

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Ingeniera Investigacin y Tecnologa.Vol. XIII, Nm. 1, 2012, 55-68ISSN 1405-7743 FI-UNAM

(artculo arbitrado)

Efecto de la saturacin en el deslizamientode talud en la comunidad San Juan de Grijalva, Chiapas

The Effect of Saturation on the Slope Slidingin the San Juan de Grijalva Comunity, Chiapas

Informacin del artculo: recibido: marzo de 2009, reevaluado: octubre de 2010, aceptado: febrero de 2011

Mora-Ortiz R.S.Facultad de Ingeniera

Universidad Autnoma de QuertaroCorreo: [email protected]

Rojas-Gonzlez E.Facultad de Ingeniera

Universidad Autnoma de QuertaroCorreo: [email protected]

Resumen

Algunos taludes que permanecen estables durante muchos aos pueden

presentar deslizamientos cuando ocurre un perodo de lluvia extraordinaria.En este fenmeno intervienen no slo las caractersticas litolgicas, geom-

tricas y mecnicas del talud, sino tambin el rgimen de lluvia-evaporacininfiltracin del sitio. En este artculo se analiza la estabilidad de un talud enla comunidad San Juan de Grijalva, municipio de Ostuacn, Chiapas, el cual

present un deslizamiento durante un perodo de lluvias intensas. El volu-men de este deslizamiento fue de ms de 5 millones de metros cbicos de

suelo y ocasion la obstruccin del cauce del ro Grijalva. De este talud seobtuvieron sus caractersticas estratigrficas y geomtricas y se realiz un

muestreo inalterado para determinar las caractersticas mecnicas del mate-rial del talud. En el anlisis de estabilidad se consider la variacin de la

cohesin provocada por el humedecimiento y con ello se pudo observarcmo el factor de seguridad del talud evoluciona con el contenido de aguadel cuerpo del talud. Mediante el anlisis de la infiltracin de agua de lluvia

y de la estabilidad del talud ha sido posible reproducir el proceso de falla.

Descriptores

talud estabilidad humedecimiento cohesin

grado de saturacin infiltracin


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Efecto de la saturacin en el deslizamiento de talud en la comunidad San Juan de Grijalva, Chiapas

Ingeniera Investigacin y Tecnologa.Vol. XIII, Nm. 1, 2012, 55-68, ISSN 1405-7743 FI-UNAM56

Introduccin

En Mxico, durante cada poca de lluvia ocurren desli-zamientos de talud en algunas zonas del pas. Estosdeslizamientos causan prdidas tanto econmicas

como en vidas humanas. Este fenmeno se ha visto in-crementado debido al cambio climtico que ha provo-

cado la aparicin de lluvias ms intensas y de mayorduracin.

En general, las fallas estructurales de taludes son elproducto de una combinacin de factores tales como elrelieve, la geologa, la historia tectnica, as como el in-

temperismo y la erosin a la que ha estado sometida lazona. Las fallas en taludes durante periodos prolonga-

dos de infiltracin, son atribuidas al avance del hume-decimiento dentro del cuerpo del talud. Como conse-

cuencia de esto la resistencia al esfuerzo cortanteproducida por la succin se ve disminuida significati-

vamente (Cho y Lee, 2001, 2002).El objetivo de este artculo es proponer una metodo-

loga para determinar el efecto de la saturacin en la

estabilidad de taludes, utilizando los conocimientos so-bre el flujo de agua, la resistencia y la estabilidad de

taludes en suelos no saturados. Este procedimiento seaplic al talud localizado en la comunidad de San Juan

de Grijalva, Ostuacn, Chiapas (figura 1), el cual falldurante un periodo de lluvia intensa en el ao 2007. En-tre los factores principales de esta inestabilidad estn

las caractersticas litolgicas, geomtricas y mecnicasdel talud, pero de manera preponderante estn las con-

diciones climticas y de drenaje de la regin.Por lo general, las fallas estructurales de talud que

ocurren durante la poca de lluvia tienen el mismo de-tonante. Para las fallas poco profundas, la superficiecrtica de deslizamiento puede originarse por una de

tres opciones: humedecimiento de la superficie del ta-

lud, incremento del nivel de agua subterrnea o hume-decimiento de la interfaz suelo-roca (Xie et al., 2004).

Este tipo de fallas estn relacionadas con periodos lar-gos de lluvia con moderada intensidad y pueden gene-

rar presiones de poro positivas en el cuerpo del talud(Flores et al., 2003). Las fallas ms profundas estn rela-

cionadas con la disminucin de la succin (Collins yZnidarcic, 2004) y se deben a precipitaciones de corta

duracin pero de gran intensidad (Casagli et al., 2005).Es importante sealar que una gran parte de los desli-zamientos de taludes tiene lugar en zonas tropicales, es

decir, con precipitaciones frecuentes durante el ao(Bujang, 2006); y pueden ocurrir en una gran variedad

de suelos en climas tropicales y subtropicales (Tohari etal., 2007), presentndose tanto en taludes arenosos

(Ching-Chuan et al., 2008) como en arcillosos (Cancelli,

1981).

Localizacin y caractersticas del evento

El municipio de Ostuacn se localiza en los lmites delas montaas del norte y de la llanura costera del Golfo,predominando el relieve montaoso (figura 1). Sus

coordenadas son 17 24 N y 93 20 W.El clima es clido hmedo con lluvias todo el ao,

con una precipitacin media anual de 1968.9 mm, si-tundose junto con Tabasco y el sur de Veracruz como

las zonas con mayor precipitacin en la RepblicaMexicana.

Las rocas que componen los taludes de esta zona

son generalmente muy permeables, es decir, permitenfcilmente el paso del agua, esta condicin tiene sus

ventajas y sus desventajas. La ventaja es que facilitan lainfiltracin de aguas metericas a los mantos freticos y

Keywords

slope stability wetting cohesion degree of saturation infiltration

Abstract

A number of slopes that have been stable during many years may fail when an ex-

traordinary rain period occurs. This phenomenon involves not only the lithology,the geometric and the mechanical characteristics of the slope but also the rain-evap-oration-infiltration regime of the site. In this paper, the stability of a slope in the

comunity of San Juan de Grijalva, Ostuacn, Chiapas (Mexico) that failed duringan intense raining period is analyzed. The volume of this slide was over 5 millions of

cubics meters of soil and it produced the obstruction of the Grijalva river. The strati- graphic and geometric properties of the slope were determined and undisturbed

samples were obtained in the site to determine the mechanical properties of the mate-rial. The stability analysis considered the variation of the cohesion of the soil causedby weing and it was possible to observe the evolution of the safety factor with the

water content of the material. Through the analysis of the rain infiltration and thestability of the slope, it has been possible to reproduce the failure process.


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Mora-Ortiz R.S. y Rojas-Gonzlez E.

Ingeniera Investigacin y Tecnologa.Vol. XIII, Nm. 1, 2012, 55-68, ISSN 1405-7743 FI-UNAM

zonas de recarga, pero la gran desventaja para este casoes que esa infiltracin afecta al suelo constituyente de

los taludes. Por otra parte, la cantidad de agua que co-rre sobre la superficie de los taludes provoca su erosiny la infiltracin puede generar tubificacin en suelos

que no son autoestables y en algunos casos, puede ge-nerar presiones de agua positivas.

El domingo 4 de noviembre de 2007 a las 20:32 ho-ras, en la comunidad San Juan de Grijalva, 2 Seccin de

Ostuacn, ocurri un deslizamiento de terreno que ge-

ner un alud de rocas, tierra y rboles, de aproximada-mente 170 mil toneladas, el cual al precipitarse sobre el

cauce del ro Grijalva, provoc una ola de aproximada-

mente 50 metros de altura y 5 kilmetros de extensin,inundando y destruyendo viviendas en la localidad y

obstruyendo el cauce, como se observa en la figura 2(Evaluacin para Presidencia de la Repblica, 2007).

Metodologa

En este sitio se realiz la extraccin de dos muestras in-alteradas representativas del suelo que conforma el

cuerpo del talud. De este material se obtuvieron las

propiedades ndice, peso especifico de slidos, relacinde vacos, contenido de agua, grado de saturacin, con-

ductividad hidrulica, granulometra por va seca y h-meda, esfuerzo de preconsolidacin y parmetros de

resistencias (ngulo de friccin (), cohesin (c)) me-diante pruebas triaxiales realizadas en el laboratorio de

Mecnica de Suelos de la Universidad Autnoma deQuertaro.

Tambin, se obtuvo la geometra del talud antesdel deslizamiento, con informacin proporcionadapor la Comisin Federal de Electricidad (CFE). Una

vez que se obtuvieron las propiedades mecnicas e hi-drulicas del material, se realiz una modelacin del

comportamiento mecnico del talud antes y durante elperiodo de lluvias utilizando dos programas de cm-

puto especializados. El primero para simular el flujode agua en suelos no saturados (PlaxFlow, 2003a) y elsegundo en el anlisis de la estabilidad de taludes

(Geo, 1995). Las caractersticas del material empleadoaparecen en la tabla1. La granulometra del material se

muestra en la figura 3.

Figura 1. Localizacin del rea deestudio. Fuente: INEGI

Figura 2. Fotografa area del deslizamiento de talud en lacomunidad San Juan de Grijalva.Fuente: Comisin Federal de Electricidad (CFE)


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Simbologia:

L.L. lmite lquido,

L.P. lmite plstico,I.P. ndice de plasticidad,SUCCS Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos,

(MH) limo de alta compresibilidad,Ss Peso especfico relativo de slidos,

m Peso especfico de la masa de suelo (kN/m3),

e Relacin de vacos,

W(%) humedad natural,Gw(%) Grado de saturacin natural,

Ks conductividad hidrulica (cm/seg),

Pc carga de preconsolidacin (kN/m2).

La conductividad hidrulica en un suelo no satura-do no es una constante, sino que es una funcin de la

succin. Por lo tanto, primero es necesario determinarla relacin entre succin y grado de saturacin. A esta

relacin se le denomina curva de retencin (Jaehong etal., 2004). A su vez, de esta curva se puede obtener laconductividad hidrulica del material en funcin de la

succin, ya que la curva de retencin puede proporcio-nar una estimacin de la distribucin de los tamaos de

poros del suelo (Pires et al., 2008). La curva de retencinse obtuvo por el mtodo del papel filtro. Para ello, pri-meramente se realiz la calibracin del papel y los re-

sultados se muestran en la figura 4. El papel utilizadofue marca Schleicher y Shuell, numero 589 y se calibr

de acuerdo al siguiente procedimiento: se prepararonsoluciones de agua destilada con diferentes concentra-

ciones de sal, lo cual proporciona una succin conocida.Dichas soluciones se colocaron dentro del contenedorde vidrio. Adems se colocaron dos papeles filtro inme-

diatamente por encima de la solucin sobre una canas-tilla de alambre y se sell el contenedor hermticamente.

Despus se coloc el contenedor en una caja aislada tr-

micamente y se introdujo en un cuarto de temperaturacontrolada en donde se permiti el equilibrio de la hu-medad relativa entre el papel y la solucin por espaciode 7 das. Una vez terminado el periodo de equilibrio,

se determin la humedad de los papeles filtro y se gra-

ficaron los datos obtenidos segn el procedimiento des-

L.L. (%) 51 L.P. (%) 36 I.P.(%) 16 SUCCS MHm 16.37 Ss 2.70 e 1.32 W (%) 41.9

Gw (%) 85.54 Ks 8.95E-05 Pc 435.49

Tabla 1. Propiedades del suelo

Figura 3. Granulometra va humedad

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

10 0

0,00010,00100,01000,10001,000010,0000100,0000

DIMETRO DE LAS PARTCULAS (mm)

%Q

U

EPASA

Figura 4. Curva de calibracin (succin vscontenido de humedad)

1 0 , 0 0 0

1 0 0 , 0 0 0

1 0 0 0 , 0 0 0

1 0 0 0 0 , 0 0 0

1 0 ,0 0 2 0 ,0 0 3 0 ,0 0 4 0 ,0 0

Contenido de Humedad (%)

Succin

(kPa)


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crito por la norma ASTM D 5298-94 (1994). Con esta

calibracin es posible determinar la succin de mues-tras de suelo con distintos grados de saturacin para lo

cual basta con realizar sobre la muestras el mismo pro-cedimiento de papel filtro y utilizar la grfica de cali-

bracin. Con este procedimiento se obtuvo la curva deretencin en humedecimiento (figura 5).Se realizaron ensayes triaxiales consolidados-drena-

dos, con suelo saturado, para los cuales, se utilizaron 3especmenes de suelo de 3.5 cm de dimetro y 9 cm de

alto, se coloc cada una de las muestras en la base deuna cmara triaxial, se cubrieron con una membrana de

ltex, ligada perfectamente al cabezal y la base de la c-mara para evitar que penetre el agua que se utiliz paradar confinamiento al suelo. A cada muestra se le apli-

caron esfuerzos confinantes de 49.03 kN/m2, 98.07 kN/m2 y 147.10 kN/m2. Se utiliz una carga axial en incre-

mentos, permitiendo el drenaje a la muestra en todo

momento, la velocidad de aplicacin fue de 0.01mm/min, tomndose lecturas de unidades de carga y uni-dades de deformacin, hasta que se registraron dosunidades de carga iguales (Jurez y Rico, 1998).

Posteriormente, con las lecturas tomadas se elabo-

raron los crculos de Mohr para la determinacin delngulo de friccin interna del suelo (), los cuales semuestran en la figura 6 en donde: c representa la cohe-sin, es el ngulo de friccin interna del material,

es el esfuerzo cortante y

el esfuerzo normalDe la misma manera, se realizaron ensayes triaxialesconsolidados-drenados a diferentes grados de satura-

cin y con un esfuerzo confinante de 147.10 kN/m2. Losdiferentes grados de saturacin de las probetas ensaya-

das se obtuvieron del humedecimiento de muestras to-talmente secas (figura 7). Con los valores obtenidos del

desviador a la falla, se construyeron los respectivos cr-culos de Mohr (figura 8).

Se obtuvieron datos de precipitacin pluvial de la

zona (CONAGUA), con la finalidad de realizar la mo-delacin del flujo de agua en el cuerpo del talud, di-

chos datos se muestran el la figura 9, donde tambin

se observan los das de mayor precipitacin registra-dos en la estacin Ocotepec: 28 de octubre con 403.4mm, 29 de octubre con 308.9 mm y 30 de octubre con250.5 mm.

Figura 6. Resultados de los ensayes triaxiales saturados

0. 0

50.0

100 .0

150 .0

200 .0

250 .0

300 .0

0 .0 100 .0 200 .0 300 .0

(kPa)

(kPa)

=29,0

c = 3,63 kPa

Figura 5. Curva de retencin en humedecimiento y secado(succin vs grado de saturacin)

HUMEDECIMIENTO

SECADO

0

10

20

30

4050

60

70

80

90

10 0

0,1 1 10 100 1000 10000 100000 1E+06 1E+

Succin (kPa)

Gradodes

aturacin(%

)

SUCCIN


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Resultados

Anlisis de estabilidad

Para el anlisis de la estabilidad estructural del talud seutiliz el software Geo-Slope (1995), alimentado por los

siguientes parmetros de entrada: peso especfico delmaterial m en kN/m

3 , cohesin c en kPa y ngulo de

friccin interna en grados.El Geo-Slope (1995) es un software de uso internacio-nal con el que se puede analizar la estabilidad de taludes

de suelo e incluso de roca. Permite entre otras cosas in-cluir en el clculo varias capas de diversos materiales, la

presencia del nivel fretico y diversas condiciones decarga, adems de que toma en cuenta la presin de poro.

Todo lo anterior hace de este programa uno de los mejo-res para este anlisis.

El factor de seguridad es calculado con el mtodo de

las dovelas de Fellenius, por lo cual se muestra la zonaque se desliza dividida en dovelas y en otro color. El

resultado de cada anlisis muestra una malla dondecada punto es el radio de un posible crculo de falla,mostrando el valor del crculo con el menor factor de

seguridad.

El anlisis se realiz con los datos del perfi

l del ta-lud en la zona media del deslizamiento.Tomando como constante el ngulo de friccin in-

terna del suelo () obtenido de los ensayes triaxialessaturados (figura 6) y utilizando los crculos de Mohr

para diferentes grados de saturacin (figura 8), se de-termin el valor de la cohesin para diversos grados desaturacin (Fredlund y Rahardjo, 1985). Esta relacin se

puede observar en la figura 10.

Figura 8. Crculos de Mohr de ensayes triaxiales a diferentesgrados de saturacin en humedecimiento, con un mismoconfinante (147.10 kN/m2)

0. 0

500.0

1000.0

1500.0

2000.0

2500.0

3000.0

0 .0 5 0 0. 0 1 0 00 .0 1 50 0 .0 2 00 0 .0

(kPa)

(kPa)

G w = 0%

G w = 25 %

G w = 58%

Gw = 70%

G w = 85%

Gw = 98,93%

=29

Figura 9. Precipitacin pluvial registrada en la estacinOcotepec

Nota: los das que no se muestran en la figura no tuvieron precipitacin.Fuente: CONAGUA

Precipitacin ao 2007

0. 0

100.0

200.0

300.0

400.0

204

216

228

240

252

264

276

288

300

312

324

336

348

360

Tiempo (dias)

Precipitacin(mm)

Periodo de anlisis

Figura 7. Esfuerzo desviador vsdeformacin unitaria, ensayes triaxialescon diferentes grados de saturacin enhumedecimiento

0.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

2500.00

0 .00 2.00 4.00 6 .00

Esfuerzodesv

iador

(kPa)

Deformacin Unitaria (%)

Ensayes triaxiales (Humedecimiento)

0%

25 %

58 %

70 %

85 %

98,93%


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Se consider una falla de tipo traslacin. En este caso,se realizaron una serie de anlisis haciendo variar elvalor del grado de saturacin del material. La varia-

cin se hizo desde el estado seco hasta el estado satu-

rado. Con la ayuda de la curva caracterstica en latrayectoria de humedecimiento (figura 5) se pudo de-terminar la succin existente en el talud para cada gra-

do de saturacin (figura 11). De acuerdo con este

anlisis, se puede clasificar al talud como de alto ries-go (Fs < 1.1), de bajo a mediano riesgo (1.1 < Fs < 1.5) osin riesgo (Fs>1.5).

En funcin del factor de seguridad se realizaron las

grfi

cas que relacionan el factor de seguridad con elgrado de saturacin (figura 12) y el factor de seguri-dad con la succin (figura 13).

Figura 10. Cohesin (c) vs Grado de saturacin (Gw)

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

0 25 58 70 85 93.33 100

C,k

N/m2

Gw%

a)Gw = 0.00 (%),Fs = 7.63,

s = 894619.255 kPa

(b)Gw = 25 (%),Fs = 5.89,s = 263.024 kPa

(c)Gw = 58 (%),Fs = 4.08,s = 4.027 kPa

Figura 11. Anlisis de la estabilidad del talud a diferentes grados de saturacin Gw(%) = Grado de saturacin, en porcentaje, Fs =Factor de seguridad, s = Succin, en rama de humedecimiento (contina)


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(d)Gw = 70 (%),Fs = 2.54,s = 2.91 kPa

(e)Gw = 85 (%),Fs = 1.68,

s = 1.691 kPa

(f)Gw= 98.41 (%),Fs = 1.00,s = 0.305 kPa

(g)Gw = 100 (%),Fs = 0.962,s = 0.140 kPa

Figura 11 (Continuacin). Anlisis de la estabilidad del talud a diferentes grados de saturacin Gw(%) = Grado de saturacin, enporcentaje, Fs = Factor de seguridad, s = Succin, en rama de humedecimiento

Nota: factor de seguridad = 1, es considerado como falla estructural. La lnea punteada representa el NAF


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Flujo de agua en el talud

Las fallas estructurales del talud, no slo dependen delas caractersticas de resistencia del suelo, sino tambin

de sus propiedades hidrulicas, de ah la importanciadel flujo de agua a travs del talud (Collins y Znidarcic,2004). La infiltracin del agua producto de la precipita-

cin pluvial bsicamente puede ser de dos tipos: inun-dacin de la superficie del suelo y la infiltracin con-

trolada (Alonso et al., 1995). La infiltracin que se pre-sent es de tipo controlada y en este caso, la inclinacin

del talud es un factor determinante (Jaehong et al.,2004).

Mediante el programa de cmputo PlaxFlow

(2003a), se simul el flujo de agua en el cuerpo del ta-lud, con lo cual, se pudieron observar las zonas en don-

de se infiltra el agua, as como la profundidad de lainfiltracin (figura 14).

Para la simulacin del flujo de agua en el cuerpo deltalud, adems de los parmetros fsicos y mecnicos, sedeterminaron las propiedades hidrulicas bsicas de

suelos, con los que se aliment el software: Coeficiente

de permeabilidad saturado (ks); Grado de Saturacin

(Gw); Succin ().PlaxFlow (2003a) es un programa de cmputo que

utiliza el mtodo de elementos finitos para modelar el

flujo de agua establecido o transitorio en suelos no satu-

rados utilizando la ecuacin de Van Genuchten paracalcular la conductividad a partir de la curva de reten-

cin, la cual juega un rol esencial en la determinacinde las caractersticas hidrulicas del suelo. Adems el

software toma en cuenta la relacin entre la presin deporo, el grado de saturacin, el tamao de las partculasy el coeficiente de permeabilidad, lo que hace que den-

tro de los programas comerciales PlaxFlow sea uno delos ms completos para este anlisis.

Entre los modelos matemticos desarrollados, elmodelo de Van Genuchten histricamente ha sido el

ms ampliamente adoptado. Sus tres parmetros (, y) son la clave para la aplicacin de este modelo:

0,000

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

0,14 0,83 1,69 2,91 4,23 228,99 894619,25

Succin (kPa)

Factorde

Segurida

d

(FS)

Figura 13. Factor de seguridad vs Succin

21

/2

1 ( ) (1 ( ) )

(1 ( ) )kr

+ =+

Figura 12. Factor de seguridad vs Gradode saturacin (Gw)

0.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

0 25 58 70 85 93 .33 100

Factorde

Seguridad

(FS)

Gw%


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Donde:

kr = conductividad hidrulica relativa de Van Ge-

nuchten, = succin,

,, = los parmetros, pero se considera que = (-1)/.

Van Genuchten y otros (PlaxFlow, 2003b) propusieronun mtodo de optimizacin por el mtodo de mnimos

cuadrados para determinar los parmetros anteriores(Cervantes, 2001).

Se utiliz una evaporacin constante para zona tro-pical de 0.002m/da. PlaxFlow utiliza una red de ele-mentos finitos para el anlisis de la infiltracin, la cual

es considerada solo en una direccin. La tasa de infiltra-cin es calculada a travs de los registros de precipita-

cin diaria en mm en la zona, de la curva de retencin

de agua, de la permeabilidad, de la pendiente del terre-no y la vegetacin de la zona.

Adems utiliza los siguientes parmetros: tensor depermeabilidad saturada (Ksat), grado de saturacin

mxima y residual Ssat y Sresidu, respectivamente. Los va-lores de dichos parmetros para este caso fueron lospropuestos por el software para una arcilla: 0.077 m/

da, 1 y 0.23, respectivamente. El grado de humedadque se us para iniciar la simulacin fue el que tena el

suelo al momento de hacerse los muestreos y se consi-der homogneo para toda la masa de suelo localizada

por encima del nivel fretico.En la figura 14 podemos observar el proceso de sa-

turacin en el cuerpo del talud, la barra localizada en la

parte derecha de cada figura muestra el rango del gra-do de saturacin.

Figura 14. Simulacin de flujo de agua en el talud (contina)

a) Estado del talud antes de temporada delluvias

b) 5 de octubre 2007


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Figura 14 (Continuacin). Simulacin de flujo de agua en el talud

c) 15 de octubre 2007

d) 25 de octubre de 2007

e) 4 de noviembre de 2007


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En la figura 15 se observa que al momento del desli-

zamiento, la superficie de falla real reportada en campo(CFE, 2008) se encuentra completamente inmersa den-

tro de la zona saturada, por lo que el factor de seguri-dad alcanza el valor de 1 de acuerdo al anlisis de

estabilidad (fi

gura 11-f).Los resultados de la simulacin de flujo de agua pre-sentados en la figura 14 se pueden comparar con los ob-

tenidos para el anlisis de estabilidad con un factor deseguridad de uno. El estado inicial del suelo corresponde

al de la humedad natural en la que se tomaron las mues-tras. A partir de este momento, esta comparacin mues-

tra que para un periodo de 34 das de lluvia (1 de octubre 4 de noviembre) la infiltracin de agua prcticamentecoincide con la superficie de falla, de tal manera que la

falla del talud ocurrira a los 4 primeros das del mes denoviembre, lo cual coincide con los reportes sobre la falla

del talud. Das antes del 4 de noviembre se observ una

zona de inestabilidad que crecera conforme la infiltra-cin de agua se incrementaba.

Para prevenir este fenmeno en taludes naturales esnecesario encauzar correctamente el agua de lluvia por

medio de drenes en la parte superior del talud y contra-cunetas que conduzcan el agua hacia la parte baja, mi-

nimizando la infiltracin al cuerpo del talud. En casoscrticos resulta necesario combinar esta solucin con el

uso de una membrana impermeable que puede serplstica o a base de una malla metlica y concreto lan-zado. En estos casos es necesario implementar un siste-

ma de drenes en la cara protegida. Algunos autoresrecomiendan reforzar al talud por medio de la coloca-

cin de vegetacin (rboles) de races profundas, debi-do a que dichas races pueden atravesar la zona

potencial de falla y as contribuir a su estabilizacin(Danjon et al., 2008). En combinacin, se pueden usar

plantas como la Leucaena leucocephala para prevenir laerosin del talud debido al flujo superficial del agua(Normaniza et al., 2008).

Este trabajo muestra la metodologa que puede em-plearse para determinar el riesgo de deslizamiento de

un talud ante un evento de lluvias extraordinarias. Talmetodologa consiste en:

a) Identificar las zonas sensibles de deslizamiento enlas comunidades o tramos carreteros. Se recurrir a

planos topogrfico areos de la zona para ubicar los

sitios que se consideren con mayor peligro.b) Una vez identificadas dichas zonas, se deber reali-

zar un recorrido de los sitios para recabar la siguien-te informacin: geometra del talud, construcciones

aledaas, condiciones de drenaje, vegetacin, clima,estratigrafa, nivel fretico, impacto de la falla en elaspecto econmico y de vidas humanas.

c) Se obtendrn muestras alteradas e inalteradas re-presentativas de los materiales que conforman el

talud para realizar los ensayes de laboratorio nece-sarios.

d) En el laboratorio se obtendr el ngulo de friccininterna de cada material en condiciones saturadasmediante ensayes de corte directo aplicando tres va-

lores de carga normal representativas del sitio. Tam- bin pueden realizarse ensayes triaxiales consoli-

dados-drenados o consolidados-no drenados con

medicin de la presin de poro, aunque estos lti-mos ensayes resultan ms complicados por el tama-o de las muestras que se deben labrar y el pro-cedimiento del ensaye en s.

e) Se realizar el anlisis de la estabilidad del talud encondiciones crticas, es decir, cuando el material se

encuentra saturado.f) Se obtendrn los registros de lluvia de la regin. El

anlisis de la intensidad de lluvia que puede causarla falla del talud se puede realizar con un programade flujo de agua en medios no saturados. En tal caso

tambin se requerir la realizacin de ensayes decorte directo con muestras sometidas a diversos gra-

dos de saturacin.

Por medio de este procedimiento se pudo evaluar la es-tabilidad del talud antes y despus del periodo de llu-

vias, y mediante el anlisis de flujo en suelos nosaturados, se verific que la zona que se desliz, efecti-vamente presentaba altos grados de saturacin. Este

procedimiento permite no slo analizar deslizamientosocurridos y verificar la influencia del humedecimiento

en ellos, sino tambin analizar taludes con alto riesgode deslizamiento. Esto permitira prevenir este fenme-

no al menos en las zonas ms sensibles como son laszonas urbanas o rurales densamente pobladas y auto-pistas o caminos con gran afluencia de vehculos, y en

Figura 15. Localizacin de la superficiereal de falla en el flujo de agua en elcuerpo del talud. Donde se observa quela zona de falla est localizada en la zonasaturada (zona roja)


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el mejor de los casos, evitar la prdida de vidas huma-

nas. As mediante el monitoreo de los taludes en la po-cas de lluvia y con la aplicacin del procedimiento

descrito en esta investigacin se podrn tomar las me-didas necesarias para emitir oportunamente avisos de

peligro a la poblacin.

Conclusiones

Mediante algunas pruebas de laboratorio y el anlisis

de la estabilidad estructural del talud, se ha podido es-tablecer la relacin entre el grado de saturacin del sue-lo y el factor de seguridad del talud analizado.

Este anlisis demuestra que el humedecimiento delsuelo fue la causa del deslizamiento de tierra en la co-

munidad de San Juan de Grijalva, Chiapas. As las pre-cipitaciones registradas entre los das 28 de octubre y 4

de noviembre de 2007, fueron el detonante del desliza-

miento. El resultado de la modelacin coincide aproxi-madamente con la fecha en que ocurri el evento, as

como con el volumen del desprendimiento (55 millo-nes de metros cbicos aproximadamente) y su longi-

tud (320m).

Fuente: Comisin Federal de Electricidad (CFE)

Figura 16. Fotografa area del deslizamiento de talud

Aquellos taludes susceptibles al deslizamiento y que

ponen en peligro vidas humanas es conveniente prote-gerlos contra el humedecimiento excesivo. Esto se pue-

de realizar mediante la colocacin de drenes y/omembranas que canalicen el agua de lluvia hacia otras

zonas.En este trabajo se establece una metodologa que

puede emplearse para determinar el riesgo de desliza-

miento de un talud ante la ocurrencia de lluvias ex-traordinarias.

Agradecimientos

Los autores agradecen al Ing. Eduardo Mora Serafn y a

la Universidad Jurez Autnoma de Tabasco, que a tra-vs de su Divisin Acadmica de Ingeniera y Arquitec-

tura, representada por el M. en C. Emmanuel MungaBalvanera prest un valioso apoyo para la toma de

muestras inalteradas. Al Ing. Javier Espinosa del depar-tamento de climatologa de la CONAGUA,al Ing. Ge-rardo Cruz Velsquez, Residente General de la

Contingencia ro Grijalva, a cargo de la Comisin Fede-ral de Electricidad (CFE), por su importante apoyo y las

facilidades brindadas para el desarrollo de este trabajo.

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Semblanza de los autores

Ren Sebastin Mora-Ortiz. Obtuvo el grado de ingeniero civil por la Universidad Jurez

Autnoma de Tabasco en el 2006, recibi el reconocimiento como mejor promedio

de la generacin 2001-2006. Actualmente estudia el posgrado en mecnica de sue-

los en la Universidad Autnoma de Quertaro. Particip en el 4 Congreso Interna-

cional de Ingeniera organizado en la ciudad de Santiago de Quertaro, Quertaro,con el artculo: Anlisis de un terrapln carretero desplantado sobre suelo panta-

noso, el cual fue publicado en las memorias. Particip como co-autor del artculo

cientfico Resistencia al esfuerzo cortante de los suelos no saturados, el cual fue

publicado en las memorias de la XXIV Reunin Nacional de Mecnica de Suelos,

que se celebr en la ciudad de Aguascalientes, Aguascalientes.

Eduardo Rojas-Gonzlez. En 1980 realiza la especialidad en hidrulica en Toulouse,

Francia, posteriormente se traslad al Instituto de Mecnica de Grenoble, en donde

realiz los estudios de maestra (1982) y doctorado (1984) en mecnica de suelos.

Fue profesor asociado del Instituto Tcnico Universitario en 1983 y 1984, ao en el

que se integr como investigador del Instituto de Ingeniera de la UNAM en donde

permanece hasta 1996. Fue profesor de la Divisin de Estudios de Posgrado de la

UNAM y asesor de investigacin de la Fundacin Barros Sierra en 1987 y 1988. Fue

jefe del rea de mecnica de suelos de la Divisin de Estudios de Posgrado de laUNAM de 1993 hasta 1996. Ha recibido mltiples distinciones como: Investigador

Nacional nivel 1 por el Sistema Nacional de Investigadores, el Premio Gonzlez

Flores en investigacin por la Sociedad Mexicana de Mecnica de Suelos en 1992,

la mejor prediccin para el comportamiento de pilotes en un campo de prueba,

Simposio sobre Prediccin y Teora, Universidad de Oxford, Inglaterra. Asimismo

el 2o lugar del Premio Alejandrina en Investigacin (Ciencia y Tecnologa),

UAQ, 2000, el 1 y 2 lugar de la misma distincin en 2002 y 2004, respectivamente.

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Efecto de la saturación en el deslizamiento CHIAPAS