15.2: Clasificación de la pérdida masiva

Es importante clasificar las fallas de taludes para que podamos entender qué las causa y aprender a mitigar sus efectos. Los tres criterios utilizados para describir fallas de pendiente son:

• El tipo de material que falló (normalmente ya sea lecho rocoso o sedimento no consolidado)
• El mecanismo de la falla (cómo se movió el material)
• La tasa a la que se movió

El tipo de movimiento es la característica más importante de una falla de pendiente, y hay tres tipos diferentes de movimiento:

• Si el material cae por el aire, verticalmente o casi verticalmente, se conoce como caída.
• Si el material se mueve como una masa a lo largo de una superficie inclinada (sin movimiento interno dentro de la masa), es una diapositiva.
• Si el material tiene movimiento interno, como un fluido, es un flujo.

Desafortunadamente normalmente no es tan sencillo. Muchas fallas de pendiente involucran dos de estos tipos de movimiento, algunos involucran los tres, y en muchos casos, no es fácil decir cómo se movió el material. Los tipos de falla de pendiente que cubriremos aquí se resumen en la Tabla 15.1.

Cuadro 15.1 Clasificación de fallas de pendiente según tipo de material y tipo de movimiento

[Omitir tabla]
Tipo de falla	Tipo de Material	Tipo de Movimiento	Tasa de movimiento
Caída de roca	Fragmentos de roca	Caída vertical o casi vertical (más rebote en muchos casos)	Muy rápido (Mayor a 10s de metros por segundo)
Tobogán de roca	Un gran cuerpo de roca	Movimiento como una unidad a lo largo de una superficie plana (deslizamiento de traslación)	Normalmente muy lento (milímetros por año a centímetros por año), pero algunos pueden ser más rápidos
Avalancha de rocas	Un gran cuerpo de roca que se desliza y luego se rompe en pequeños fragmentos	Flujo (a altas velocidades la masa de fragmentos de roca se suspende sobre un colchón de aire)	Muy rápido (Mayor que decenas de metros por segundo)
Arrastramiento o solifluction	Suelo u otra sobrecarga; en algunos casos, mezclado con hielo	Flujo (aunque también puede ocurrir un movimiento deslizante)	Muy lento (milímetros por año a centímetros por año)
Slump	Depósitos gruesos (de un metro a 10s de metros) de sedimento no consolidado	Movimiento como una unidad a lo largo de una superficie curva (deslizamiento rotacional)	Lento (centímetros por año a metros por año)
Flujo de lodo	Sedimento suelto con un componente significativo de limo y arcilla	Flujo (una mezcla de sedimento y agua se mueve por un canal)	Moderado a rápido (centímetros por segundo a metros por segundo)
Flujo de escombros	Arena, grava y fragmentos más grandes	Flujo (similar a un flujo de lodo, pero normalmente más rápido)	Rápido (metros por segundo)

Caída de la Roca

Figura\(\PageIndex{1}\) La contribución de la congelación-descongelación a la caída de rocas.

Los fragmentos de roca pueden desprenderse con relativa facilidad de las pendientes empinadas del lecho rocoso, más comúnmente debido al acuñamiento de las heladas en áreas donde hay muchos ciclos de congelación-descongelación por año. Si alguna vez has caminado por un sendero empinado de montaña en una mañana fresca, es posible que hayas escuchado la caída ocasional de fragmentos de roca en una pendiente de astrátalo. Esto sucede porque el agua entre grietas se congela y se expande durante la noche, y luego cuando esa misma agua se descongela en el sol de la mañana, los fragmentos que habían sido empujados más allá de su límite por el hielo caen a la pendiente inferior (Figura\(\PageIndex{1}\)).

Una pendiente típica del astrágalo, cerca de Keremeos en el sur de B.C., se muestra en la Figura\(\PageIndex{2}\). En diciembre de 2014, un gran bloque de roca se partió de un acantilado en esta misma zona. Se rompió en pedazos más pequeños que cayeron por la pendiente y se estrelló contra la carretera, rompiendo las barreras de concreto y sacando grandes partes del pavimento. Por suerte nadie resultó herido.

Figura\(\PageIndex{2}\) Izquierda: Un talud astrágalo cerca de Keremeos, B.C., formado por la caída de roca desde los acantilados de arriba. Derecha: Los resultados de una caída de roca sobre una carretera al oeste de Keremeos en diciembre de 2014.

Tobogán de roca

Un deslizamiento de roca es el movimiento deslizante de la roca a lo largo de una superficie inclinada. En la mayoría de los casos, el movimiento es paralelo a una fractura, lecho o plano de foliación metamórfica, y puede variar de muy lento a moderadamente rápido. La palabra sackung describe la cámara muy lenta de un bloque de roca (milímetros por año a centímetros por año) en una pendiente. Un buen ejemplo es el Downie Slide al norte de Revelstoke, B.C., que se muestra en la Figura\(\PageIndex{3}\). En este caso, un cuerpo masivo de roca se desliza muy lentamente por una pendiente pronunciada a lo largo de un plano de debilidad que es aproximadamente paralelo a la pendiente. El Downie Slide, que fue reconocido por primera vez en la década de 1950, antes de la construcción de la presa Revelstoke a fines de la década de 1970, se movía muy lentamente en ese momento (unos centímetros por año). A los ingenieros geológicos les preocupaba que la presencia de agua en el embalse (visible en la Figura\(\PageIndex{3}\)) pudiera debilitar aún más el plano de falla, conduciendo a una aceleración del movimiento. El resultado habría sido una falla catastrófica en el embalse que habría enviado un muro de agua sobre la presa y a la comunidad de Revelstoke. Durante la construcción de la presa hicieron túneles en la roca en la base del tobogán y perforaron cientos de agujeros de drenaje hacia arriba en el plano de falla. Esto permitió que el agua drenara para que se redujera la presión, lo que redujo la velocidad de movimiento del bloque deslizante. BC Hydro monitorea este sitio continuamente; actualmente el bloque deslizante se mueve más lentamente que antes de la construcción de la presa.

Figura\(\PageIndex{3}\) El tobogán Downie, un saqueo, en la orilla del embalse de Revelstoke (sobre la presa Revelstoke). La escarpa de la cabeza es visible en la parte superior y una escarpa lateral a lo largo del lado izquierdo.

Figura\(\PageIndex{4}\) Sitio del tobogán de roca 2008 en la ensenada Poreau. Observe el conjunto de fracturas prominentes paralelo a la superficie de la pendiente. La pendiente se ha estabilizado con pernos de roca (visibles cerca de la parte superior de la foto) y se han perforado agujeros en la roca para mejorar el drenaje (uno es visible en la parte inferior derecha). El riesgo al paso de vehículos por caída de rocas se ha reducido colgando cortinas de malla (fondo).

En el verano de 2008, un gran bloque de roca se deslizó rápidamente desde una pendiente pronunciada sobre la autopista 99 cerca de Porteau Cove (entre Horseshoe Bay y Squamish). El bloque se estrelló contra la carretera y el ferrocarril adyacente y se rompió en muchos pedazos. La carretera estuvo cerrada por varios días, y posteriormente se estabilizó la pendiente con pernos de roca y agujeros de drenaje. Como se muestra en la Figura\(\PageIndex{4}\), la roca está fracturada paralela a la pendiente, y esto casi con certeza contribuyó a la falla. Sin embargo, en realidad no se sabe qué desencadenó este evento ya que el clima era seco y cálido durante las semanas anteriores, y no hubo sismo significativo en la región.

Avalancha de rocas

Figura\(\PageIndex{5}\) La avalancha rocosa del Monte Esquilo de agosto de 2010, que muestra dónde se originó el tobogán (flecha roja, 4 km aguas arriba) y su camino por un valle estrecho y empinado. Las flechas amarillas muestran hasta qué punto en el valle se extendió la avalancha.

Si una roca se desliza y luego comienza a moverse rápidamente (metros por segundo), es probable que la roca se rompa en muchos trozos pequeños, y en ese punto se convierte en una avalancha de rocas, en la que los fragmentos grandes y pequeños de roca se mueven de manera fluida apoyada por un colchón de aire dentro y debajo del movimiento masa. La Hope Slide (Figura\(\PageIndex{1}\)) de 1965 fue una avalancha de rocas, al igual que lo fue el famoso Frank Slide 1903 en el suroeste de Alberta. El tobogán de 2010 en Mount Meager (al oeste de Lilllooet) también fue una avalancha de rocas, y rivaliza con el Hope Slide como la falla de pendiente más grande en Canadá durante los tiempos históricos (Figura\(\PageIndex{5}\)).

Arrastramiento o solifluction

Figura\(\PageIndex{6}\) Una representación de la contribución de la congelación-descongelación a la fluencia. Las flechas azules representan elevación causada por la congelación en el suelo húmedo debajo, mientras que las flechas rojas representan depresión por gravedad durante la descongelación. El levantamiento es perpendicular a la pendiente, mientras que la caída es vertical.

El movimiento muy lento (milímetros por año a centímetros por año) del suelo u otro material no consolidado en una pendiente se conoce como fluencia. La fluencia, que normalmente solo afecta a los varios centímetros superiores de material suelto, suele ser un tipo de flujo muy lento, pero en algunos casos, puede tener lugar un deslizamiento. La fluencia se puede facilitar congelando y descongelando porque, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{6}\), las partículas se elevan perpendiculares a la superficie por el crecimiento de cristales de hielo dentro del suelo, y luego bajan verticalmente por gravedad cuando el hielo se derrite. El mismo efecto puede ser producido por la humectación y secado frecuentes del suelo. En ambientes fríos, la soliflución es una forma más intensa de fluencia provocada por congelación-descongelación.

La fluencia es más notable en laderas moderadas a empinadas donde árboles, postes de cercas o marcadores de tumbas se inclinan constantemente en una dirección cuesta abajo. En el caso de los árboles, intentan corregir su inclinación creciendo erguidos, y esto lleva a un tronco inferior curvo conocido como “culata de pistola”. Un ejemplo se muestra en la Figura\(\PageIndex{7}\).

Figura Árboles en forma de\(\PageIndex{7}\) culata de pistón en una pendiente que está experimentando fluencia

Slump

Figura\(\PageIndex{8}\) Una representación del movimiento de sedimentos no consolidados en una zona de desplome.

La depresión es un tipo de deslizamiento (movimiento como masa) que tiene lugar dentro de depósitos gruesos no consolidados (típicamente más gruesos de 10 metros). Las caídas implican movimiento a lo largo de una o más superficies curvadas de falla, con movimiento hacia abajo cerca de la parte superior y movimiento hacia afuera hacia la parte inferior (Figura\(\PageIndex{8}\)). Por lo general, son causadas por un exceso de agua dentro de estos materiales en una pendiente pronunciada.

Figura\(\PageIndex{9}\) Una caída a lo largo de las orillas de un pequeño coulee cerca de Lethbridge, Alberta. La escarpa principal es claramente visible en la parte superior, y una segunda más pequeña es visible aproximadamente una cuarta parte del camino hacia abajo. El dedo del pie de la caída está siendo erosionado por el arroyo estacional que creó el coulee.

Un ejemplo de una caída en el área de Lethbridge en Alberta se muestra en la Figura\(\PageIndex{9}\). Esta característica probablemente ha estado activa durante muchas décadas, y se mueve un poco más cada vez que hay fuertes lluvias primaverales y escorrentía significativa de deshielo. El dedo del pie del bajón está fallando porque ha sido erosionado por el pequeño arroyo en el fondo.

Flujos de lodo y flujos de escombros

Figura\(\PageIndex{10}\) Una depresión (izquierda) y un flujo de lodo asociado (centro) en la misma ubicación que la Figura\(\PageIndex{9}\), cerca de Lethbridge, Alberta.

Como viste en el Ejercicio 15.1, cuando una masa de sedimento se satura completamente de agua, la masa pierde fuerza, en la medida en que los granos se separan, y fluirá, incluso en una pendiente suave. Esto puede ocurrir durante el rápido deshielo primaveral o las fuertes lluvias, y también es relativamente común durante las erupciones volcánicas debido al rápido derretimiento de la nieve y el hielo. (Un flujo de lodo o escombros en un volcán o durante una erupción volcánica es un lahar.) Si el material involucrado es principalmente del tamaño de arena o más pequeño, se conoce como flujo de lodo, como el que se muestra en la Figura\(\PageIndex{10}\).

Si el material involucrado es grava de tamaño o más grande, se conoce como flujo de escombros. Debido a que se necesita más energía gravitacional para mover partículas más grandes, normalmente se forma un flujo de escombros en un área con pendientes más pronunciadas y más agua que un flujo de lodo. En muchos casos, un flujo de escombros tiene lugar dentro de un canal de corriente empinado, y es desencadenado por el colapso del material del banco en la corriente. Esto crea una presa temporal, y luego un flujo importante de agua y escombros cuando se rompe la presa. Esta es la situación que provocó el flujo fatal de escombros en Johnsons Landing, B.C., en 2012. Un flujo típico de escombros de la costa oeste se muestra en la Figura\(\PageIndex{11}\). Este evento se llevó a cabo en noviembre de 2006 en respuesta a lluvias muy fuertes. Había suficiente energía para mover grandes cantos rodados y derribar árboles grandes.

Figura\(\PageIndex{11}\) La parte inferior de los escombros fluye dentro de un canal de arroyos empinados cerca de Buttle Lake, B.C., en noviembre de 2006.

Ejercicio 15.2 Clasificar fallas de taludes

Estas cuatro fotos muestran algunos de los diferentes tipos de fallas de pendiente descritas anteriormente. Trate de identificar cada tipo y proporcionar algunos criterios para apoyar su elección.

Figura\(\PageIndex{12}\) a

Figura\(\PageIndex{12}\) b

Figura\(\PageIndex{12}\) c

 

Figura\(\PageIndex{12}\) d

a:	b:
c:	d:

Consulte el Apéndice 3 para el Ejercicio 15.2 respuestas.

Atribuciones de medios

• Figura\(\PageIndex{1}\), 15.2.2: © Steven Earle. CC POR.
• Figura\(\PageIndex{3}\): © Google Earth. Usado con permiso para fines no comerciales.
• Figura\(\PageIndex{4}\): © Steven Earle. CC POR.
• Figura\(\PageIndex{5}\): “2010 Mt. Escasa avalancha de rocas” © Isaac Earle. CC POR.
• Figura\(\PageIndex{6}\), 15.2.7, 15.2.8, 15.2.9, 15.2.10, 15.2.11, 15.2.12: © Steven Earle. CC POR.