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Explorando la Influencia del Cambio Climático en Terraplenes de Tierra con Suelo Expansivo

Autores: Ghosh, Debayan; Banerjee, Aritra; Puppala, Anand J.; Kumar, Prince

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Explorando la Influencia del Cambio Climático en Terraplenes de Tierra con Suelo Expansivo


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Ciencias de la Tierra y Geología

Palabras clave

Cambio climático
Diques
Precipitación
Estabilidad de taludes
Clima extremo
Mecánica de suelos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 30

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El cambio climático es conocido por causar alteraciones en los patrones climáticos y perturbar el equilibrio natural. Los cambios en las condiciones climáticas conducen a un aumento del estrés ambiental en los terraplenes, lo que puede resultar en fallos de taludes. Debido a los ciclos de humectación-secado, el suelo arcilloso expansivo a menudo se expande y se contrae, y la succión matricial es un factor importante que controla el comportamiento. El aumento de la temperatura acelera la evaporación y el secado del suelo, lo que puede causar grietas de desecación, mientras que la precipitación puede reducir rápidamente la resistencia al corte del suelo. Los taludes desecados en terraplenes construidos con tales suelos pueden causar fallos superficiales de taludes después de precipitaciones intensas. Este estudio utilizó análisis de estabilidad de taludes para cuantificar cómo el clima extremo inducido por el cambio climático afecta a los terraplenes. Se utilizaron eventos climáticos extremos históricos como base para estimar futuros extremos. El CMIP6 proporcionó datos climáticos históricos y futuros para el área de estudio. Se modeló numéricamente un terraplén para evaluar el efecto en la estabilidad del talud debido al cambio en la precipitación inducido por el cambio climático. Los análisis de elementos finitos hidro-mecánicos acoplados utilizaron un modelo de infiltración transitoria bidimensional no saturada y un modelo de estabilidad de taludes en equilibrio límite. El estudio encontró que las interacciones climáticas extremas como la precipitación y la temperatura debido al cambio climático pueden reducir la seguridad del talud del terraplén. Se investigó la reducción en la estabilidad del terraplén debido al aumento de la precipitación resultante de diferentes escenarios de emisión de gases de efecto invernadero. El uso de la resistencia del suelo no saturado y la variación de la permeabilidad con la succión, junto con la transición de fase de estos terraplenes de tierra de casi seco a casi saturado, muestra cómo la mecánica de suelos no saturados y el modelo hidro-mecánico pueden identificar problemas de cambio climático en infraestructuras geotécnicas críticas.

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