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Impacto de los ciclos de humectación y secado en las propiedades hidromecánicas del suelo y implicaciones en la estabilidad de taludes

Autores: Shah, Syed Samran Ali; Turrakheil, Kanishka Sauis; Naveed, Muhammad

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Impacto de los ciclos de humectación y secado en las propiedades hidromecánicas del suelo y implicaciones en la estabilidad de taludes


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Astronomía

Palabras clave

Infraestructura basada en suelo
Ciclos de humectación y secado
Propiedades hidromecánicas
Dique de inundación
Curva característica del agua en el suelo
Análisis de estabilidad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 28

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La infraestructura basada en el suelo es la columna vertebral de la economía global, conectando a las personas, mejorando la calidad de vida y promoviendo la salud y la seguridad. Sin embargo, sus vulnerabilidades están volviéndose evidentes debido al cambio climático, principalmente a través de ciclos frecuentes de humedecimiento y secado (wd). A pesar de que hay pocos estudios en el pasado, la investigación que muestra la estabilidad de los diques contra inundaciones a largo plazo, incorporando el impacto de los ciclos de humedecimiento y secado en las características hidromecánicas del suelo, es escasa. Este estudio tuvo como objetivo evaluar el impacto de los ciclos de wd controlados en las propiedades hidromecánicas de suelos arcillosos y de arena limosa y sus implicaciones para la estabilidad de un dique típico contra inundaciones. Se monitorearon los cambios volumétricos durante los ciclos de wd. Se midieron la curva característica de agua del suelo (SWCC), la conductividad hidráulica saturada, la cohesión efectiva (c) y el ángulo efectivo de fricción interna en 1 y 10 ciclos de wd. Los resultados indicaron que los 10 ciclos de wd disminuyeron el contenido de humedad saturada y resultaron en una SWCC más plana en comparación con el ciclo de 1 wd para el suelo arcilloso. El valor también fue significativamente mayor en 10 ciclos de wd que en 1 ciclo de wd para el suelo arcilloso. No se encontró una diferencia significativa en la SWCC y en 1 y 10 ciclos de wd para el suelo de arena limosa. El valor para el suelo arcilloso disminuyó de 28.5 a 20.1 a medida que los ciclos de wd aumentaron de 1 a 10, mientras que c permaneció sin cambios en 10 kN/m. Por otro lado, para el suelo de arena limosa, el valor aumentó de 34.6 a 37.5 con un aumento en los ciclos de wd de 1 a 10, y c permaneció constante en 1 kN/m. La modelización numérica del flujo de agua transitorio acoplada con un análisis de estabilidad de taludes reveló que la estabilidad de un dique contra inundaciones depende de la evolución de las propiedades hidromecánicas del suelo debido a los ciclos de wd y la duración de la inundación. Estos hallazgos subrayan la necesidad de medidas proactivas para mitigar los riesgos de deslizamientos de tierra en regiones propensas a ciclos frecuentes de wd, asegurando así la seguridad y la resiliencia de los taludes y la infraestructura asociada.

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