Influencia de la erosión interna en la inestabilidad inducida por la lluvia de taludes de suelo depositado en capas
Autores: Lei, Xiaoqin; Zhang, Weiyu; Chen, Xiaoqing; Ming, Liu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Influencia de la erosión interna en la inestabilidad inducida por la lluvia de taludes de suelo depositado en capas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Pendientes de suelo depositado en capas
Inestabilidad inducida por la lluvia
Proceso de infiltración no saturada
Proceso de erosión interna inducido por la filtración
Modelo de elementos finitos
Evolución de la estabilidad
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Las pendientes de suelo depositado en capas están ampliamente distribuidas en terrenos montañosos. La inestabilidad inducida por la lluvia de las pendientes de suelo depositado en capas no solo está controlada por el proceso de infiltración insaturada, sino también por el proceso de erosión interna inducida por la filtración dentro de los suelos depositados. En este artículo, se resumen los principales procesos físicos dentro de las pendientes de suelo depositado en capas bajo la infiltración de la lluvia, y se establece un modelo de elementos finitos acoplado de filtración-erosión para analizar las interacciones entre el proceso de infiltración de la lluvia y el proceso de erosión interna dentro de las pendientes de suelo depositado en capas. Este modelo de elementos finitos fue validado mediante la simulación del proceso acoplado de filtración-erosión en una columna de suelo en capas unidimensional. Luego, se llevaron a cabo series de simulaciones bidimensionales acopladas de filtración-erosión para investigar los patrones de erosión por filtración inducida por la lluvia, así como su impacto en la evolución de la estabilidad de las pendientes de suelo depositado en capas. Se demostró que la erosión por filtración inducida por la lluvia acelera la infiltración de agua en la pendiente y facilita la generación de flujo de tormenta subsuperficial cerca de la interfaz de capas, lo que debilitará los suelos alrededor de la interfaz de capas y acelerará inevitablemente el proceso de falla de la pendiente. Se debe prestar especial atención al efecto de la erosión por filtración inducida por la lluvia al evaluar la estabilidad de las pendientes de suelo depositado en capas.
Descripción
Las pendientes de suelo depositado en capas están ampliamente distribuidas en terrenos montañosos. La inestabilidad inducida por la lluvia de las pendientes de suelo depositado en capas no solo está controlada por el proceso de infiltración insaturada, sino también por el proceso de erosión interna inducida por la filtración dentro de los suelos depositados. En este artículo, se resumen los principales procesos físicos dentro de las pendientes de suelo depositado en capas bajo la infiltración de la lluvia, y se establece un modelo de elementos finitos acoplado de filtración-erosión para analizar las interacciones entre el proceso de infiltración de la lluvia y el proceso de erosión interna dentro de las pendientes de suelo depositado en capas. Este modelo de elementos finitos fue validado mediante la simulación del proceso acoplado de filtración-erosión en una columna de suelo en capas unidimensional. Luego, se llevaron a cabo series de simulaciones bidimensionales acopladas de filtración-erosión para investigar los patrones de erosión por filtración inducida por la lluvia, así como su impacto en la evolución de la estabilidad de las pendientes de suelo depositado en capas. Se demostró que la erosión por filtración inducida por la lluvia acelera la infiltración de agua en la pendiente y facilita la generación de flujo de tormenta subsuperficial cerca de la interfaz de capas, lo que debilitará los suelos alrededor de la interfaz de capas y acelerará inevitablemente el proceso de falla de la pendiente. Se debe prestar especial atención al efecto de la erosión por filtración inducida por la lluvia al evaluar la estabilidad de las pendientes de suelo depositado en capas.