Base de datos de deslizamientos inducidos por sismos

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BASE DE DATOS DE DESLIZAMIENTOS INDUCIDOS POR SISMOS

OSCAR JAVIER CABALLERO CHAVES

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

BOGOTÁ, COLOMBIA

DICIEMBRE DE 2011

___________________________________

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DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

BOGOTÁ, COLOMBIA

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TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL

DIRECTOR

CARLOS EDUARDO RODRÍGUEZ PINEDA

INGENIERO CIVIL, PhD, MG, MSc, DIC

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REGLAMENTO DE LA PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

Art. 23 de la resolución No. 13 del 6 de Julio de 1964

“La Universidad no se hace responsable por los conceptos emitidos por sus alumnos en sus trabajos de tesis. Solo velará porque no se publique nada contrario al dogma y la moral católica y porque las tesis no contengan ataques o polémicas puramente personales; antes bien, se ve en ellas el anhelo de buscar la verdad y la justicia”.

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AGRADECIMIENTOS.

A mis padres que me dieron la grandiosa oportunidad de estudiar en ésta Universidad y por lo tanto, sin la colaboración de ellos, éste trabajo nunca se hubiera desarrollado, a mis hermanos por su grandiosa colaboración en el desarrollo de éste trabajo.

Al Ingeniero Carlos Eduardo Rodríguez, director de éste trabajo por su guía, consejos y llamados de atención, sin los cuales, no hubiera terminado nunca ésta tesis, y en especial, por su confianza depositada en mí para el desarrollo de éste documento.

A Geoterra Consultores Geotécnicos, bajo la guía del Ingeniero Neimar Castaño por su gran apoyo a éste escrito y a todos mis compañeros de trabajo, que tanto me apoyaron en mis largas ausencias (Ingeniero Diego Olaya y Enith Jaramillo).

A David Agudelo y Jhon Jairo Díaz quienes dieron grandes aportes al desarrollo de ésta tesis de grado, en especial, por su tiempo y gran colaboración.

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A todos aquellos que colaboraron con el desarrollo de este trabajo, en especial a mí Familia, que sin

ellos, esto nunca fuera posible “El Tiempo es el mejor maestro, solo tiene un defecto… Te Mata” Txus

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Oscar Javier Caballero

Página 8 de 185 Tabla de contenido

TABLA DE CONTENIDO

Tabla de contenido ... 8 Listado de anexos ... 11 Índice de tablas ... 12 Índice de figuras ... 15 Nomenclatura ... 19 1. Introducción ... 22 1.1 Objetivos ... 28 1.1.1 Objetivo general ... 28 1.1.2 Objetivos específicos ... 28

2. Estudios Publicados de deslizamientos inducidos por sismo ... 29

2.1 Estudios regionales ... 31

2.1.1 Deslizamientos de tierra inducidos por terremotos en China ... 31

2.1.2 Deslizamientos inducidos por sismos en Japón ... 34

2.1.3 Deslizamientos inducidos por terremotos en Costa Rica ... 38

2.1.4 Deslizamientos inducidos por terremotos en Nueva Zelanda ... 39

2.1.5 Deslizamientos inducidos por terremotos en Italia ... 42

2.1.6 Deslizamientos inducidos por terremotos en Grecia ... 47

2.1.7 Deslizamientos inducidos por terremotos en España ... 50

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Base de Datos de Deslizamientos Inducidos por Sismos

2.1.9 Deslizamientos inducidos por terremotos en la extinta Unión de Repúblicas

Socialistas Soviética (URSS) ... 55

2.1.10 Deslizamientos inducidos por terremotos en Canadá ... 57

2.1.11 Deslizamientos inducidos por terremotos en Papúa Nueva Guinea ... 58

2.1.12 Deslizamientos inducidos por terremotos en el Salvador ... 59

2.1.13 Deslizamientos inducidos por terremotos en Venezuela ... 61

2.1.14 Deslizamientos inducidos por terremotos en Colombia ... 62

2.1.15 Deslizamientos inducidos por terremotos en Suramérica ... 66

2.2 Estudios de casos alrededor del mundo. ... 67

2.2.1 Producciónde sedimentos debido a deslizamientos inducidos por sismos .. 67

2.2.2 Deslizamientos inducidos por terremotos debido a licuación ... 68

2.2.3 Estudios de David Kenneth Keefer ... 72

2.2.4 Estudios de Rodríguez ... 82

3. Base de Datos de Deslizamientos Inducidos por Sismos. ... 87

3.1 Identificación y localización de deslizamientos ... 89

3.2 Identificación del sismo ... 91

3.3 Magnitud del sismo ... 92

3.4 Tipo de deslizamiento ... 92

3.4.1 Deslizamientos ... 96

3.4.2 Flujos de tierra y/o detritos ... 96

3.4.3 Caídas ... 97

3.4.4 Extensión o propagación lateral. ... 97

3.5 Aspectos geológicos y topográficos ... 98

3.6 Características morfométricas ... 105

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Página 10 de 185 Tabla de contenido

3.9 Parámetros sísmicos ... 116

3.10 condiciones climáticas Antecedentes ... 118

3.11 Resumen de las variables Compiladas en la base de datos: ... 119

3.11.1 Identificación del sismo y del deslizamiento. ... 120

3.11.2 Localización del Deslizamiento: ... 121

3.11.3 Localización del sismo ... 121

3.11.4 Magnitud del sismo ... 121

3.11.5 Geología ... 122

3.11.6 Descripción del deslizamiento ... 122

3.11.7 Condiciones Climáticas ... 123

3.11.8 Litología ... 124

3.11.9 Características Morfométricas ... 124

3.11.10 Parámetros sísmicos. ... 125

4. Programa de Compilación de Datos ... 127

4.1 Insertar nuevo registro. ... 128

4.2 Navegar a través de los registros ... 131

4.3 Buscar o filtrar registros ... 132

4.4 Graficar ... 134

5. Análisis Estadístico ... 135

5.1 Estadísticas descriptivas de parámetros incluidos en la base de datos ... 135

5.1.1 Magnitud del sismo ... 138

5.1.2 Tipo de deslizamiento ... 139

5.1.3 Geología ... 141

5.1.4 Parámetros morfométricos ... 142

5.1.5 Propiedades de los materiales ... 143

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5.1.7 Parámetros sismológicos ... 145

5.1.8 Parámetros climáticos ... 147

5.2 Análisis de correlación ... 150

5.2.1 Análisis comparativo con Keefer (1984 & 1993) ... 151

5.2.2 Análisis directo de relaciones ... 158

5.2.3 Análisis multivariado ... 164

6. Conclusiones y recomendaciones ... 174

7. Referencias ... 177

LISTADO DE ANEXOS

Anexo No. 1: Base de datos de deslizamientos inducidos por sismos. Anexo No. 2: Convenciones de la base de datos.

Anexo No. 3: Referencias de las fuentes de información de los deslizamientos.

Anexo No. 4: Referencias de las fuentes de información de magnitud y localización de sismos.

Anexo No. 5: Graficas de relación directa entre parámetros del sismo y del deslizamiento. Anexo No. 6: Graficas tridimensionales y análisis estadístico multivariado.

Anexo No. 7: Nuevo formato de recopilación de información aplicado para 6 Sismos de Estados Unidos de América y para el caso Colombiano

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Página 12 de 185 Índice de tablas

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1.1. Resumen de publicaciones a nivel local. ... 24 Tabla 2.1. Deslizamiento inducidos por Sismo en China (Basada en Feng and Guo, 1985, 1986) ... 31 Tabla 2.2. Deslizamientos inducidos por sismo en Japón 1949 – 1984 (Basado en Tanaka, 1985) ... 34 Tabla 2.3 Deslizamientos inducidos por terremotos en Costa Rica. Mora, (1997b) ... 39 Tabla 2.4. Deslizamientos inducidos por terremotos en Nueva Zelanda (Basados en Adams, 1981; Perrin y Hancox, 1991) ... 40 Tabla 2.5. Deslizamientos característicos debido a terremotos pre-históricos en Taranaki, Isla del norte, Nueva Zelanda. (Adaptado de Crozier, 1990) ... 41 Tabla 2.6. Depósitos de caída de rocas debido a los terremotos en los Alpes del sur, Nueva Zelanda, usando la calibración liquenometrica por Bull y Brandon (1998). ... 42 Tabla 2.7. Deslizamientos de tierra inducidos por terremotos en Italia (Murphy, 1993, 1995) ... 43 Tabla 2.8. Terremotos que han inducido deslizamientos en Camicciola, la isla de Isquia (Adaptado de Guadagno y Mele, 1995) ... 44 Tabla 2.9. Terremotos que inducen deslizamiento en Italia (Adaptado de Parise, 2000) . 45 Tabla 2.10. Deslizamientos inducidos por sismos en Italia (basado en Tossati, et al. 2008) ... 46 Tabla 2.11. Deslizamientos inducidos por terremotos en Grecia (Después de Papodopoulos y Plessa, 1999) ... 47 Tabla 2.12. Sismos que han detonado deslizamientos en la Cordillera Bética, Delgado et ál., (2011) ... 50 Tabla 2.13. Deslizamientos inducidos por terremotos en la antigua URSS (Basado en Solonenko, 1977) ... 56 Tabla 2.14. Terremotos históricos causan deslizamientos en El Salvador (Adaptado de Rymer y White, 1989) ... 60

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Tabla 2.15. Deslizamientos inducidos por terremotos en Colombia (Adaptado de García, 1994) ... 62 Tabla 2.16. Deslizamientos inducidos por terremotos en California (Adaptado de Wilson y Keefer, 1985) ... 65 Tabla 2.17. Número de sismos que han inducido deslizamientos en Suramérica (a partir de Rodríguez, 2006) ... 66 Tabla 2.18. Características de terremotos históricos que han generado sedimentos (Basado en Seguret et át., 1984) ... 67 Tabla 2.19. Deslizamientos durante terremotos debido a la licuación (Después de Seed, 1968) ... 68 Tabla 2.20: Casos Históricos compilados por Keefer (1984), los números están referidos al estudio de Keefer (1984) ... 72 Tabla 2.21. Pequeños terremotos que causaron deslizamientos de varios tipos, Keefer (1984ª) ... 79 Tabla 2.22. Áreas denudadas y volúmenes de sedimentación debidos a sismos históricos. (Adaptado de Keefer, 1994 y 1999) ... 81 Tabla 2.23. Número de deslizamientos inducidos por cada sismo, basado en Keefer (2002) ... 82 Tabla 2.24. Casos históricos presentados por Rodríguez et ál., (1999) ... 83 Tabla 2.25. Pequeños terremotos que causaron deslizamientos de varios tipos (Adaptado de Rodríguez et ál., 1999) ... 84 Tabla 3.1. Clasificación de la litología basada en mecanismo de falla comúnmente reportada ... 93 Tabla 3.2. Clasificación del tipo de deslizamiento, Varnes (1978) ... 94 Tabla 3.3. Estructuras geológicas (Adaptado de Blythy De Freitas, 1984). ... 103 Tabla 3.4. Escala de los grados de meteorización de las rocas de masas (Dearman, 1995) ... 104 Tabla 3.5. Nomenclatura para descripción de deslizamientos por la IAEG Comisión de deslizamientos (1990). Números referidos a esos en la figura 1.4. ... 107 Tabla 3.6. Descripción de los parámetros adicionales de los deslizamientos ... 109 Tabla 3.7 Clases de velocidad sugerida por la Unión Internacional del grupo de Trabajo

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Página 14 de 185 Índice de tablas

Tabla 3.8 Términos descriptivos para actividad de deslizamientos (UNESCO grupo de

trabajo sobre inventario mundial de deslizamientos (1993). ... 112

Tabla 5.1. Descripción estadística de datos de magnitud del sismo. ... 139

Tabla 5.2. Análisis de frecuencia del tipo de mecanismo ... 140

Tabla 5.3. Análisis de frecuencia del tipo de depósito ... 141

Tabla 5.4. Descripción estadística de datos de parámetros morfométricos ... 143

Tabla 5.5. Descripción estadística de datos de las propiedades del material. ... 144

Tabla 5.6. Descripción estadística de datos de distancia al epicentro y a la proyección de falla. ... 145

Tabla 5.7. Descripción estadística de datos de parámetros sismológicos ... 146

Tabla 5.8. Descripción estadística de datos de lluvias promedio ... 147

Tabla 5.9. Descripción estadística de datos de lluvias actuales en el momento del sismo. ... 148

Tabla 5.10. Descripción estadística de datos de lluvias de excesos. ... 150

Tabla 5.11. Resumen del análisis multivariado entre magnitud de ondas de superficie, precipitación anual de excesos y características morfométricas ... 168

Tabla 5.12. Resumen del análisis multivariado entre magnitud de ondas de superficie, precipitación semestral de excesos y características morfométricas ... 168

Tabla 5.13. Resumen del análisis multivariado entre magnitud de ondas de superficie, precipitación mensual de excesos y características morfométricas ... 169

Tabla 5.14. Resumen del análisis multivariado entre Magnitud de Momento, precipitación anual de excesos y características morfométricas ... 169

Tabla 5.15. Resumen del análisis multivariado entre Magnitud de Momento, precipitación semestral de excesos y características morfométricas ... 170

Tabla 5.16. Resumen del análisis multivariado entre Magnitud de Momento, precipitación mensual de excesos y características morfométricas ... 170

Tabla 5.17. Resumen del análisis multivariado de las características morfométricas en función de la magnitud y la distancia epicentral ... 172

Tabla 5.18. Resumen del análisis multivariado de las características morfométricas en función de la magnitud y la distancia epicentral ... 173

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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.2. Relación entre la Magnitud del Sismo y el área afectada por el deslizamiento, Keefer (1984) ... 25 Figura 1.3. Relación entre la Magnitud del Sismo y el Volumen de Sedimentos Producidos, Keefer (1994) ... 26 Figura 2.1. Características de los deslizamientos ocasionados por el sismo de Nagano-ken 1984 en Japón, Kobayashi, (1997). ... 36 Figura 2.2. Frecuencia de volumen de deslizamientos. Superior: área de Nashimoto durante el sismo de Izuoshima de 1978, Grafica Inferior área de Otaki durante el sismo de Nagano en 1984. Kobayashi, (1997). ... 37 Figura 2.3. Aceleración critica en función del factor de seguridad y el ángulo de inclinación de la ladera. Ishihara & Hsu (1986) ... 38 Figura 2.4: Áreas afectadas por deslizamiento durante terremotos pre-históricos en Taranaki, Isla del Norte, Nueva Zelanda (Crozier, 1991). ... 41 Figura 2.5. Deslizamiento en el sector noroccidente de la isla de Isquia Leyenda: 1) Deslizamiento de detritos su curso, 2) Flujo de detritos, 3) Caída de escarpes (1881, 1863, 1828, 1797); 4) Área afectada por los deslizamientos superficiales de los terremotos de 1881 y 1828 (Guadagno& Mele, 1995) ... 44 Figura 2.6. Comparación entre las envolventes de Keefer (1984) y deslizamientos reportados por Tossati, et ál., (2008). Los círculos corresponden a los deslizamientos ocasionados por el sismo de Garfagnana ... 46 Figura 2.7. Relación magnitud – distancia epicentral para deslizamientos coherentes (superior) y de alto grado de alteración interna (de aquí en adelante destructurados) (inferior) en Grecia. Números relacionados a la Tabla 2.11 La líneas solidas corresponden a las envolventes de Keefer (1984a) ... 49 Figura 2.8. Relación entre magnitud y área afectada por deslizamientos (Delgado et ál., 2011) ... 52 Figura 2.9. Relación entre distancia epicentral y Mw (Delgado et ál., 2011) ... 52 Figura 2.10. Litologias suceptibles a deslizamientos inducidos por sismos en la antigua

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Página 16 de 185 Índice de figuras

Figura 2.11. Tipos de deslizamientos comunes inducidos por terremotos en la Antigua Yugoslavia (Sunarić y Nedeljković, 1994).1). Deslizamientos retrogresivos en aluviales; 2) Deslizamientos retrogresivos en areniscas, conglomerados y lutitas. 3) deslizamientos complejos y profundos en diabasas, areniscas, lutitas y calizas, 4) deslizamientos retrogresivos en detritos y; 5) Propagaciones laterales en calizas, arcillas y arenas. ... 54 Figura 2.12. Localización de deslizamientos y terremotos dentro del área de Yukón. (Everard y Savagny, 1994) ... 58 Figura 2.13. Áreas afectadas por deslizamientos en El Salvador debido a terremotos históricos ( Rymer y White, 1989) ... 61 Figura 2.14. Riesgo geológico en Venezuela. Puntos negros son fenómenos inducidos por sismos, puntos medio llenos corresponden a fenómenos probablemente relacionados con sismos y puntos sin relleno son eventos causados por fenómenos diferentes a los sismos. (Lugo, 1984) ... 61 Figura 2.15. Intensidad de Mercalli Modificada asociados con diferentes mecanismos de deslizamiento de tierra. La gráfica de la izquierda muestra las intensidades mínimas para cada mecanismo en diferentes terremotos históricos, las zonas sombreadas representan los datos de Keefer (1984). El gráfico de la derecha muestra la intensidad para deslizamientos de tierra individuales (Rodríguez et ál., 1999). ... 75 Figura 2.16. Relación Magnitud-distancia para deslizamientos destructurados. Las grafica superiores para distancia epicentral y las inferiores para la distancia de proyección de falla, la de la izquierda para MS y la de la derecha para MW. Las líneas son la envolvente de Keefer (1984). ... 76 Figura 2.17. Relación magnitud –distancia para deslizamientos coherente. Las superiores para distancias epicentrales, las inferiores para la distancia de proyección de falla. Las de la izquierda para MS y las de la derecha para MW. Las líneas son la envolventes de Keefer (1984) ... 77 Figura 2.18. Relación magnitud –distancia para deslizamientos laterales y flujos. Las superiores para distancias epicentrales, las inferiores para la distancia de proyección de falla. Las de la izquierda para MS y las de la derecha para MW. Las líneas son la envolvente propuesta por Keefer (1984) ... 78 Figura 2.19. Relación Magnitud-Volumen de sedimentos ( Keefer, 1994) ... 80 Figura 2.20. Relación entre el número de deslizamientos detonados por sismos y la magnitud de momento del sismo, Keefer (2002). ... 82

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Figura 3.1. Formulario para la recopilación de información ... 89

Figura 3.2. Principales mecanismos de falla actuantes, Varnes (1978) ... 95

Figura 3.3. Clasificación de las rocas ígneas (Blyth y De Freitas, 1984) ... 100

Figura 3.4. Clasificación de sedimentos y rocas sedimentarias (Blyth y De Freitas, 1984). ... 101

Figura 3.5. Clasificación de rocas metamórficas (Blyth y De Freitas, 1984). ... 102

Figura 3.6. Nomenclatura sugerida para deslizamientos propuesto por la IAEG (1990). Términos explicados en la tabla 1.4. ... 106

Figura 3.7 Clasificación de perfiles y formas del plano (Clark y Small, 1982 a partir de Richter, 1962). ... 108

Figura 3.8. Sección transversal de derrumbes en diferentes estados de actividad.1) Activo, 2) Suspendido, 3) Reactivación, 4) Durmiente, 5) Abandonados, y 6) Relicto. (De la UNESCO Grupo de Trabajo sobre inventario de deslizamientos Mundial, 1993). ... 112

Figura 3.9. Secciones transversales de deslizamientos que muestra la distribución de la actividad: 1) Avanzado, 2) En retroceso, 3) Alargamiento, 4) Menguante, y 5) Confinados. Subdivisiones1 y 2 representan las condiciones de los deslizamientos antes y después del movimiento. (UNESCO Grupo de Trabajo sobre Inventario Mundial de deslizamientos de tierra, 1993). ... 113

Figura 3.10. Secciones a través de deslizamientos de tierra que muestra los tipos de actividad: 1) Complejo, 2) Compuesto,3) Sucesivos, y 4) Simple. (UNESCO Grupo de Trabajo sobre Inventario Mundial de deslizamientos de tierra, 1993). ... 114

Figura 4.1. Pantalla de inicio. ... 128

Figura 4.2. Formulario para el ingreso de nuevos registros... 129

Figura 4.3. Formularío guía para incluir el código de cada deslizamiento ... 130

Figura 4.4. Formulario para navegación en la base de datos ... 132

Figura 4.5. Formulario para filtrar o buscar registros. ... 133

Figura 4.6. Formulario de la función graficar. ... 134

Figura 5.1. Análisis de frecuencia del tipo de mecanismo. ... 140

Figura 5.2. Análisis de frecuencia del tipo de depósito ... 142

Figura 5.3 Variación de la distancia epicentral en función de la magnitud de ondas de superficie para deslizamientos coherentes ... 152

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Página 18 de 185 Índice de figuras

Figura 5.5 Variación de la distancia epicentral en función de la magnitud de ondas de

superficie para Flujos y deslizamientos laterales ... 153

Figura 5.6 Variación de la distancia epicentral en función de la Magnitud de Momento para deslizamientos coherentes ... 153

Figura 5.7 Variación de la distancia epicentral en función de la Magnitud de Momento para Flujo y propagaciones laterales ... 154

Figura 5.8 Variación de la distancia epicentral en función de la magnitud de momento para Flujos y propagaciones laterales ... 154

Figura 5.9 Variación del volumen de sedimentos en función de la magnitud de ondas de superficie para deslizamientos coherentes ... 155

Figura 5.10 Variación del volumen de sedimentos en función de la magnitud de ondas de superficie para deslizamientos con un alto grado de alteración ... 156

Figura 5.11 Variación del volumen de sedimentos en función de la magnitud de ondas de superficie para flujos y propagacioness laterales ... 156

Figura 5.12 Variación del volumen de sedimentos en función de la Magnitud de Momento para deslizamientos coherentes ... 157

Figura 5.13 Variación del volumen de sedimentos en función de la Magnitud de Momento para deslizamientos con alto grado de alteración ... 157

Figura 5.14 Variación del volumen de sedimentos en función de la Magnitud de Momento para deslizamientos con flujo y desprendimientos laterales ... 158

Figura 5.15. Variación del Lr en función de Ms ... 159

Figura 5.16. Variación del Lr en función de mb ... 159

Figura 5.17. Variación del Lr en función de Mw ... 160

Figura 5.18. Variación del Lr en función de Ml ... 160

Figura 5.19. Variación de Lr en función de la distancia epicentral ... 161

Figura 5.20. Variación de Lr en función de la distancia a proyección de falla ... 161

Figura 5.21. Variación de Lr en función de MS por mecanismo de falla ... 163

Figura 5.22. Variación de Lr en función de MS por material ... 164

Figura 5.23. Variación de Lr en función de MS por clasificación del perfil ... 164

Figura 5.24. Variación del Volumen de sedimentos en función de la magnitud de ondas de superficie y la precipitación anual de excesos ... 165

Figura 5.25. Variación del Volumen de sedimentos en función de la magnitud de ondas de superficie y la precipitación mensual de excesos. ... 165

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Figura 5.26. Variación del Volumen de sedimentos en función de la magnitud de ondas de superficie y la precipitación promedio en 6 meses de excesos. ... 166 Figura 5.27. Variación del Volumen de sedimentos en función de la Magnitud de Momento y la precipitación anual de excesos ... 166 Figura 5.28. Variación del Volumen de sedimentos en función de la Magnitud de Momento de cuerpo y la precipitación mensual de excesos. ... 167 Figura 5.29. Variación del Volumen de sedimentos en función de la Magnitud de Momento y la precipitación de excesos en seis meses. ... 167 Figura 5.30. Variación de Lr en función de la Magnitud de Momento y distancia epicentral ... 171 Figura 5.31. Variación de Lr en función de la Magnitud de ondas de superficie y distancia epicentral ... 172

NOMENCLATURA

ML: Magnitud Local

MW: Magnitud de Momento mb: Magnitud de ondas de cuerpo Ms: Magnitud de ondas de superficie

MMI: Intensidad en la escala de Mercalli Modificada MCS: Intensidad en la escala de Mercalli-Cancani-Sieberg EMS-98: Intensidad en la Escala Macrosísmica Europea de 1998 MSK: Intensidad en la Escala Medvedev-Sponheuer-Karnik ISC: Centro Sismológico Internacional

USGS: Servicio Geológico de los Estados Unidos NEIC: Centro de Información Nacional de Sismos EERI: Centro de Investigación de Ingeniería Sísmica Lr: Longitud de la superficie de falla

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Página 20 de 185 Nomenclatura

Wr: Ancho de la superficie de falla Wd: Ancho de la masa desplazada Dr: Profundidad de la superficie de falla Dd: Profundidad de la maza desplazada d: Ladera con forma en planta divergente p: Ladera con forma en planta paralela k: Ladera con forma en planta convergente X: Ladera con forma en la sección convexa R: Ladera con forma en la sección rectilínea V: Ladera con forma en la sección cóncava A: Área del deslizamiento

V: Volumen del deslizamiento H: Altura del deslizamiento

Lr/Dr: Relación de forma del deslizamiento : Angulo del talud

PGA: Aceleración pico del terreno PGV: Velocidad pico del terreno PGD: Desplazamiento pico del terreno IA: es la intensidad de Arias

üg:: aceleración del suelo durante el movimiento sísmico t0: duración total del movimiento

g: aceleración de la gravedad

NOAA Centro de Investigación Climática de Estados Unidos. C.C.: Coeficiente cíclico.

E.C.: Coeficiente de evento

m.c.: Contenido de humedad del material movilizado. LL: Limite liquido del material movilizado.

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IP: Índice de plasticidad del material movilizado. u.w.: Peso unitario del material movilizado. c.f.: Contenido de finos del material movilizado. S: Saturación del material movilizado.

g.s.: Gravedad especifica.

cp: Cohesión pico del material movilizado. cr: Cohesión residual del material movilizado.

angp: Ángulo de fricción pico del material movilizado. angr: Ángulo de fricción residual del material movilizado. Max alt dif: Maxima diferencia de altura del talud.

Rel relef: Relación de relieve, definida como la relación entre la máxima diferencia de altura en el talud y la diferencia de altura en 1 Km.

ED: Densidad de energía en la zona del deslizamiento. DUR: Duración del sismo en la zona del deslizamiento. annual avg: Promedio anual de precipitación

6 month avg: Promedio de 6 meses anteriores de precipitación 1 month avg: Promedio mensual de precipitación

ann act: Valor actual de precipitación.

6 months act: Precipitación de 6 meses actual al momento del sismo. 1 month act: Precipitación mensual actual al momento del sismo. ann exc: Precipitación anual de excesos.

6 months exc: Precipitación de 6 meses de excesos. mont exc: Precipitación mensual de excesos.

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Página 22 de 185 Introducción

1. INTRODUCCIÓN

Los sismos se han identificado como una de los fenómenos naturales más peligrosos, los cuales han ocasionado grandes pérdidas económicas y sociales, donde no sólo los eventos considerados como fuertes producen daños severos, sino también los moderados y algunas veces los sismos de reducido tamaño han causado daños considerables debido a las condiciones locales tales como topografía y características geológicas de cada sitio.

Los daños causados debido a los sismos han sido usualmente asociados con fallas estructurales de viviendas. Sin embargo, una gran proporción de los daños por sismos alrededor del Mundo son debidos principalmente a fallas del terreno, tales como licuación, fallas en rellenos antrópicos e inestabilidad de taludes, las cuales son comúnmente asociadas al riesgo sísmico-geotécnico.

Los deslizamientos ocasionados por sismos han sido los causantes de decenas de miles de muertos y billónes de dólares en pérdidas económicas alrededor del mundo. Por ejemplo el sismo del 31 de mayo de 1970 en Chimbote (Perú) ocasiono más de 54.000 muertes (Rodríguez et ál., 1999) y un deslizamiento ocasionado por este sismo en el Nevado de Huascarán sepulto la ciudad de Yungay, o los sismos del 13 de enero y 13 de Febrero del 2001 en El Salvador, los cuales ocasionaron más de 1000 víctimas por deslizamientos (Bommer et ál., 2002) en Santa Tecla y alrededores.

Con el fin de reducir el número de víctimas y las pérdidas económicas, existen diferentes metodologías para evaluar la amenaza o riesgo que ocasionan éste tipo de

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deslizamientos y con base en esto, poder tomar las medidas preventivas que sean necesarias. Un primer paso de estas metodologías es el estudio de casos históricos con el fin de encontrar zonas homogéneas de estudio, y de esa manera encontrar posibles relaciones causa – efecto; para el desarrollo de este estudio es indispensable dirigirse a la literatura técnica y bases de datos, con el fin de obtener la mayor cantidad de información existente.

Aunque dentro de la literatura técnica es posible encontrar una gran cantidad de reportes individuales de deslizamientos ocasionados por sismos, han sido muy pocos los autores que han intentado reunir estos registros en una sola publicación o base de datos. La gran mayoría de estos intentos han sido a nivel local. En la Tabla 1.1 se puede observar una relación de los diferentes autores que han realizado estudios locales con su respectivo país y año de publicación.

Uno de los más antiguos estudios que incluyen casos a nivel mundial de deslizamientos inducidos por sismo fue realizado por el Conde Montessus de Ballore (1924); en su libro “La Géologie Seismologique”, a través de todo el libro se presenta una detallada descripción de los efectos geológicos que ocasionaron los diferentes eventos sísmicos a lo largo del mundo.

Otro estudio que relaciona deslizamientos inducidos por sismos a nivel mundial es el realizado por Seed (1968); en el cual relaciona alrededor de 42 deslizamientos ocasionados debido a la licuación de arenas, adicionalmente, relaciona la magnitud del sismo que ocasiono el fenómeno de licuación y la distancia del deslizamiento al epicentro del sismo, de estas mediciones el autor define que la magnitud del sismo varía entre 5.5 y

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relación teórica entre los diferentes mecanismos de deslizamientos y las características de los “movimientos fuertes”.

Tabla 1.1. Resumen de publicaciones a nivel local.

País Autores Año Publicación

China Feng &Guo 1985, 1986

China Maugeri et al 1994

China Zengjian & Baoyan 1986

Japón Tanaka 1985

Japón Kobayashi 1997

Japón Ishihara & Hsu 1986

Costa Rica Mora 1997

Nueva Zelanda Adams 1981

Nueva Zelanda Perrin & Hancox 1991

Nueva Zelanda Bull & Brandon 1998

Italia Murphy 1993, 1995

Italia Guadagno & Mele 1995

Italia Parise 2000

Italia Tossati, et al. 2008

Grecia Papadopoulos &

Plessa 1993

Grecia Papadopoulos &

Plessa 1999 Antigua Yugoslavia Sunarić & Nedeljković 1994 USSR Solonenko 1977

Canadá Everard & Savagny 1994

Nueva Guinea Simonett 1967

Salvador Rymer& White 1989

Venezuela Lugo 1984

Colombia Ramírez 1975

Colombia García 1994

Colombia Rodríguez, Alarcón

& Sanchez 1998

Colombia Rodríguez 2006

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El primero en realizar una base de datos de deslizamientos inducidos por sismo con fines de establecer herramientas para la evaluación de amenazas fue Kefeer (1984, 1994), quien identificó alrededor de 36 sismos, donde el más reciente fue en el año 1980. A partir de la información recopilada, Keefer (1984, 1994), intentó establecer relaciones entre la extensión del área afectada por los deslizamientos con la magnitud del sismo (ver Figura 1.1) y entre la magnitud mínima del sismo con el número de eventos producidos por el mismo. De esta última correlación Keefer (1994) concluye que un sismo con una magnitud menor a 6.0 puede ocasionar cientos de inestabilidades y un sismo que presente una magnitud mayor a 7.0 puede ocasionar miles de deslizamientos.

Figura 1.1. Relación entre la Magnitud del Sismo y el área afectada por el deslizamiento, Keefer (1984)

Keefer (1994), realizó una actualización de la base de datos donde el sismo más reciente reportado es del 17 de diciembre de 1994 y ocurrió en el Estado de California (USA). En ésta nueva base de datos Keefer (1994), compiló datos sobre el volumen de sedimentos producidos por los diferentes eventos sísmicos evaluados y presentó una correlación entre éste y la magnitud del evento sísmico (ver Figura 1.2).

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Figura 1.2. Relación entre la Magnitud del Sismo y el Volumen de Sedimentos Producidos, Keefer (1994)

Posterior a Keefer (1994), Rodríguez et ál., (1999), presentó una extensión de la base de datos presentada por Keefer (1994), en la cual, identifica de igual forma 36 sismos; no obstante el número de deslizamientos aumenta; Rodríguez et ál,. (1999), concluyen que contrario a lo establecido por Keefer (1994), el número de deslizamientos por cada evento sísmico no parece depender de la magnitud del evento, el sismo con menor magnitud que identifico Rodríguez et ál,. (1999), que haya ocasionado al menos un deslizamiento fue el ocurrido en Qinghai, China, el 7 de Marzo de 1984, con una magnitud de 2.9. Posterior a esto, Rodríguez (2001), presenta una base de datos en la cual recopila información de deslizamientos ocasionados por sismos hasta el año 2001.

En función de lo expresado anteriormente, el trabajo propuesto pretende brindar una herramienta actualizada para el desarrollo de estudios de casos históricos de

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deslizamientos inducidos por sismos, donde el principal objetivo, consiste en el análisis y recopilación de la información necesaria para el desarrollo de esta base de datos.

Para el desarrollo del presente trabajo se tiene como base los esfuerzos a nivel local y mundial realizado por los diferentes autores que fueron mencionados anteriormente, del cual se toma como base principal el trabajo presentado por Rodríguez (2001) y todos los trabajos realizados posteriormente, de los cuales se realiza una breve revisión en el Capítulo 2 del presente documento.

Es de resaltar que el presente trabajo se encuentra enmarcado dentro del proyecto de investigación denominado “Efectos geológicos durante eventos sísmicos” del Ingeniero Carlos Eduardo Rodríguez y por lo tanto el segundo capítulo como el tercero son una adaptación y complementación de lo presentado por este en Rodríguez (2001).

A partir del trabajo presentado por Rodríguez (2001), se realizó la definición de las variables a evaluar y se construye un formato con el cual se facilite la compilación de esta información; la descripción de este formato y de cada variable que se analiza se presenta en el Capítulo 3 del presente documento.

Con el fin de facilitar la creación de la base de datos se desarrolló una programa en Microsoft Excel 2010, a partir de la herramienta de Visual Basic que trae incorporada este programa. La macro elaborada presenta cuatro funciones principales, las cuales consisten en un formulario para la inserción de datos, un segundo formulario para la navegación de los registros, la tercera función consiste en la posibilidad de graficar las diferentes variables que se compilan y la última función permite filtrar los registros con el fin de facilitar la búsqueda de registros dentro de la base de datos, dentro del Capítulo 4 del

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A partir de los datos recopilados en el Capítulo 5, se presentan el análisis de los datos compilados durante el desarrollo de la presente investigación, los cuales consisten en una breve evaluación de correlación entre los parámetros de cada sismo y las características de los procesos de remoción en masa; se resalta que esta se presenta como un trabajo previo para futuras investigaciones que evalúen las correlaciones con métodos de análisis más robustos.

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 Objetivo general

Generar una base de datos de deslizamientos ocasionados por sismos a nivel mundial.

1.1.2 Objetivos específicos

 Generar un inventario de deslizamientos inducidos por sismos.

 Desarrollar una herramienta computacional que sintetice información de deslizamientos y eventos sísmicos

 Establecer relaciones entre las características de los eventos sísmicos y deslizamientos inducidos por estos.

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2. ESTUDIOS PUBLICADOS DE DESLIZAMIENTOS INDUCIDOS

POR SISMO

Los deslizamientos detonados por sismos en laderas han sido reportados alrededor del mundo desde tiempos remotos. El primer deslizamiento registrado data del año 1767 A.C en China, el cual es reportado por Feng y Guo (1985, 1986), en “Crónica de deslizamiento en Bomboo” en el que se relata un evento que causó el bloqueo de los ríos Yi y Lou. A pesar de las remotas evidencias, los casos antiguamente registrados cuentan con una descripción mínima e incompleta.

En la literatura técnica de orden geotécnico y sismológico es posible identificar una gran variedad de descripciones de deslizamientos causados por sismos, no obstante, pocos intentos se han hecho para compilar esta información y su posterior análisis de orden estadísticos con el fin de estudiar posibles correlaciones entre el agente detonante (sismo) y el evento (deslizamiento).

Uno de los primeros estudios realizado sobre deslizamientos inducidos por eventos sísmico a nivel global fue el presentado por el Conde Montessus de Ballore en “La Géologie seismologique” (Geología sismológica) publicada en 1924. A través de todo el libro, se describen diferentes casos históricos de deslizamientos inducidos por sismos, adicionalmente se presentan las descripciones de los efectos geológicos de los diferentes sismos reportados por el Conde Montessus de Ballore (1924). Estas descripciones

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Página 30 de 185 Estudios Publicados de deslizamientos inducidos por sismo diferencian los efectos debido a los mecanismos de cada sismo y los diferentes entornos en que se presentan.

Algunos de los casos más notorios de deslizamientos inducidos por sismos, son los ocasionados por la licuación de depósitos arenosos de suelo, un sinnúmero de este tipo de inestabilidades fueron compilados por Seed (1968). Adicional a la recopilación de la información, Seed (1968), también presenta el desarrollo teórico de la relación entre mecanismos de deslizamiento y características de los sismos.

Algunos estudios de recopilación y análisis de deslizamientos inducidos por sismo se han desarrollado a nivel local y regional (Feng y Guo, 1985; Tanaka, 1985; Mora, 1997b, etc.). Sin embargo, en ninguno de estos estudios se presentan esfuerzos por definir factores que influyen en los deslizamientos inducidos por terremotos a partir de análisis de casos históricos.

Keefer (1984a), presenta una recopilación de casos históricos de deslizamientos inducidos por sismos, con el fin de establecer una relación general entre la extensión de los deslizamientos y los parámetros sísmicos como herramienta preliminar de zonificación de riesgos. Una extensión de estos datos y relación fue presentado por Rodríguez et ál., (1999).

Otros intentos regionales de recopilar información de deslizamientos de tierra y sismos fueron desarrollados, entre otros, por Maugeri et ál., (1994) para China e Italia, Everard y Savigny (1994) para Canadá, Guadagno y Mele (1995) para la isla de Isquia en Italia. En la siguiente sección, un resumen de estos estudios es presentado como punto de partida para la recopilación de información realizada en el presente estudio.

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2.1 ESTUDIOS REGIONALES

2.1.1 Deslizamientos de tierra inducidos por terremotos en China

Un resumen de sismos históricos que han detonado deslizamientos en China fue presentado por Feng y Guo (1985, 1986). Los cuales presentaron una discriminación de las características de los deslizamientos de tierra en función de la magnitud del sismo. Estos autores reportaron, que al menos, 656 sismos con una magnitud superior a 6.0 se han presentado en China durante el periodo comprendido entre el año 780 A.C y el año 1976 D.C., y un tercio de estos eventos, estuvieron acompañados por deslizamientos. Esta información solo incluye eventos en la parte continental de China debido a la falta de información para las áreas marinas. En la Tabla 2.1 se presentan los principales terremotos que generaron deslizamientos reportados por Feng y Guo (1985, 1986).

Maugeri et ál., (1994), presentó algunas relaciones entre extensiones de deslizamiento y parámetros sísmicos, magnitudes especificas e intensidad macro-sísmica, adicionalmente presentan una breve descripción de los mecanismos de deslizamiento, distribución espacial y características morfométricas de deslizamiento inducidos por los terremotos de 1974, en Zhaotong (Provincia de Yunnan) y 1976, en Sunpan (provincia de Sichuan).

Tabla 2.1. Deslizamiento inducidos por Sismo en China (Basada en Feng and Guo, 1985, 1986)

FECHA TERREMOTO ML CARACTERÍSTICAS DEL DESLIZAMIENTO

EFECTOS DEL DESLIZAMIENTO

1767 A.C Deslizamientos bloquearon los

ríos Yi y Luo. 780 A. C Condado de Qishan

Provincia de Shaanki

6.7 Deslizamiento de tierra en las montañas de Qishan y los valles de los ríos Jin, Wei y Luo. Flujos a lo largo de los canales del rio

Los ríos Jin, Wei and Luo fueron represados.

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Página 32 de 185 Estudios Publicados de deslizamientos inducidos por sismo Continuación de la Tabla 2.1

FECHA TERREMOTO ML CARACTERÍSTICAS DEL DESLIZAMIENTO

EFECTOS DEL DESLIZAMIENTO Septiembre 17 -1303. Condado Hongdong Provincia de Shanxi

8.0 Un deslizamiento de tierra en la montaña de Xumbao. Este deslizamiento reporto tener una longitud de 1600 m, 1400 m de ancho y compuesta de loess del cuaternario que se encuentra encima de un depósito de grava de 2 m de espesor.

El mecanismo de deslizamiento fue licuación debido al alto contenido de agua.

Este deslizamiento sepulto una villa matando a todos sus habitantes. Julio 21 - 1654 Gansu Tianshui 8.0 El terremoto cubrió más de 1000 km2_y desencadeno 59 deslizamientos. La mayoría de estos deslizamientos estuvieron concentrados en un área de 158 km2_{, de la} cual el 25% del área fue afectada por los deslizamientos.

El mayor deslizamiento fue el de Luojiabao con 45 km de longitud y 2m de ancho.

El rio Chouniho fue represado por el deslizamiento del monte este

Junio 19 - 1718

Condado Tanguei Provincia de Gansu

7.5 572 km2 fueron cubiertos por los deslizamientos, uno de ellos tuvo 665 km² de área, 40 km de longitud y 18 km de ancho. El total de deslizamientos fue de 337 entre ellos el deslizamiento de Yangning con 8 km de longitud, 3 km de ancho, 17 km² de superficie

El deslizamiento de Yangning sepulto el pueblo de Yangning matando a 2000 personas. Octubre 10 - 1786 Providencia de Kangding- louding Sichuan

7.5 Causo muchos deslizamientos incluyendo el de Mamianshan, el cual represo el rio Dabu.

Un dique natural se rompió 10 días después, y posteriormente los flujos de agua se llevaron las villas ubicadas a ambos lados del rio. Se reportaron olas de 10 m de altura, recorrió una distancia de 1400 km. Las victimas debido al deslizamiento de tierra más de 100 mil en comparación a los 500 debido al sismo.

1879 Terremoto de Targe Wudu, Gansu.

8.0 El área cubierta por los deslizamientos es de aproximadamente 400km de largo y 200km de ancho, con una mayor concentración en un área de 48km de longitud y 24km de ancho. El promedio del largo de deslizamientos fue de 1 km.

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Continuación de la Tabla 2.1

FECHA TERREMOTO M CARACTERÍSTICAS DEL DESLIZAMIENTO EFECTOS DEL DESLIZAMIENTO Diciembre

16 - 1920

Haiyuan 8.5 Se promovieron 657 deslizamientos Muchos ríos fueron represados. Un deslizamiento en Xijitan sepulto Ma Yuanhong matando a 660 personas. El total de víctimas fue de 240000 y muchos de ellos fue debido al deslizamiento.

1920 Ningxia 8.5 El área cubierta por los deslizamientos fue aproximadamente de 50000 km².

El número total de deslizamientos fue de 675. Longitudes fueron de pocos cientos de metros y en promedio de altura eran de 150m

El deslizamiento de Dangjiaca represó el río formando un lago de 5km de largo y 380m de ancho.

Agosto 23 -1933

Diexi 7.5 Muchos deslizamientos se desencadenaron. Los deslizamientos de Taidj y Jiaochangoo represaron el río Minjiang creando cuatro grandes lagos a lo largo del río.

6800 personas murieron entre ellos 557 fueron sepultados en un pequeño pueblo.

El total de víctimas debido a los deslizamientos fueron 2500. Agosto 12

-1952

Nagu Sand Xong Xizang

7.5 Extensos deslizamientos dentro de regiones con intensidad de VIII.

Septiembre 30 - 1952

Mianning, Sichan 6.8 Un deslizamiento en el área epicentral tuvo 2.5km de longitud. Mínima intensidad IV para deslizamientos desencadenados. Abril 14 -1955 Kangding Sichran 7.5 30 deslizamientos. Abril 14 - 1961 Jiash Xinjiang

6.8 Serios deslizamientos dentro del área epicentral. Enero 5 -1970 Tonghai Yunnan 7.7 Más de 30 deslizamientos en el área epicentral.

Los ríos fueron represados.

Febrero 6 -1973

Luhuo Sichuan

7.9 137 deslizamientos en el área epicentral con una intensidad de IX.

Mayo 14 - 1974

Doguan Yunnan

7.1 Extensos deslizamientos en el área epicentral, el mayor deslizamiento tiene 200m de ancho, 300m de largo y formaron una presa de 30m de alto. Deslizamientos encontrados en áreas con intensidades de VI,

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Página 34 de 185 Estudios Publicados de deslizamientos inducidos por sismo Deslizamientos de tierra en China fueron identificados como eventos precursores de grandes terremotos por Zengjian y Baoyan (1986). Esta relación entre deslizamientos y terremotos fue obtenida del estudio de casos históricos de deslizamientos durante los terremotos de 1920, en Haiyuan, 1927, en Gulang y 1961, en Mingxian.

2.1.2 Deslizamientos inducidos por sismos en Japón

Una compilación de deslizamientos debidos a eventos sísmicos en Japón fue presentada por Tanaka (1985). Estos casos ocurrieron durante el periodo de 1949 – 1984 y se resumen en la Tabla 2.2; otros casos en Japón han sido reportados para terremotos individuales, los cuales son parte de la base de datos del presente estudio.

Tabla 2.2. Deslizamientos inducidos por sismo en Japón 1949 – 1984 (Basado en Tanaka, 1985)

FECHA TERREMOTO ML DESCRIPCIÓN DE LOS DESLIZAMIENTOS Diciembre

26 -1949

Imaichi Tochigi

6.4 y 6.7 Principal tipo de falla en las laderas fueron caída de rocas a los largo de las laderas empinadas o acantilados, y en el suelo varias caídas se produjeron en zonas de granito plástico.

Deslizamientos ocurrieron en lechos de arcillas del pleistoceno originados por la meteorización de rocas.

Febrero 21 -1968

Ebino Miyazaki

5.7 El principal tipo de deslizamientos fueron caída y desplome de suelos. El suelo es una especie de capa de pomitiva producida por la meteorización de roca volcánica.

La distribución de los deslizamientos de tierra se relaciona con los depósitos de lacustre.

Mayo 16 -1968

Tokaichi - oki 7.9 Muchos deslizamientos ocurrieron alrededor de Gonobe en la prefectura de Aomori.

La mayoría de fallas en las laderas fueron deslizamientos de roca cuya superficie de ruptura estaba situada en la capa de pomitiva Cerca de 200 mm de precipitación fue registrada por 3 días. Mayo 9

-1974

Izuhanto – oki Peninsula de Izu

6.9 El principal tipo de falla en las laderas fueron caídas de suelo y desplomes de suelo. El mayor deslizamiento fue el de Nakagi, el cual estaba en toba blanca alterada.

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Continuación de la Tabla 2.2

FECHA TERREMOTO M DESCRIPCIÓN DE LOS DESLIZAMIENTOS

Abril 21 - 1975

Oitaken- chubu 6.4 Fallas en laderas ocurren en áreas de baja consolidación tierra lacustre diatomeas, roca piro-clástica y lava. Tipos incluidos caída de rocas, deslizamientos de rocas y desplome de rocas. Enero 14 -

1978

Izu Oshima - Kinkai

7.0 La principal área dañada fue Kawazu-cho, península Izu que está conformada por roca piro-clástica del volcán Amagi en el periodo cuaternario.

Caída de rocas, suelo y deslizamientos de roca fueron los principales tipos de deslizamientos.

Septiembre 14 -1984

Nagahoken-Seibu 6.8 El terremoto ocurrió cerca de la montaña de Ontake.

Las fallas en las laderas pueden dividirse en dos grupos. El primer grupo fue controlado pro estructuras geológicas (especialmente las capas de pomitiva), y el segundo grupo fue causado por factores topográficos principalmente en laderas empinadas y acantilados.

El resultado del primer grupo fue deslizamientos de rocas y el segundo fue caída de rocas. La geología de Ontake-Kogen, donde tomo lugar el deslizamiento de rocas, fue una alternación de capa de pomitiva y capa de ceniza volcánica.

Las superficies de ruptura fueron situadas en la parte más baja de la capa de pómez.

Fueron registrados 165mm de precipitaciones por 5 días antes del terremoto.

Kobayashi (1997), presenta un estudio comparativo de deslizamientos inducidos por sismos durante los terremotos de 1978, en Izuoshima y 1984, en Nagano-Ken; Kobayashi (1997), estableció que el 30% de las muertes producidas por éste terremoto fueron ocasionadas por deslizamientos, lo cual sirve como base para resaltar la importancia del análisis de riesgos que presentan este tipo de eventos. Adicional a lo anterior, Kobashi (1997), presenta una descripción de la distribución del área de deslizamientos y un análisis de las relaciones de ésta distribución con características del sitio tales como: topografía, clima y condiciones sísmicas.

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Página 36 de 185 Estudios Publicados de deslizamientos inducidos por sismo Para el terremoto de 1984, en Nagano-Ken, Kobayashi (1997), presenta un análisis estadístico del inventario de deslizamientos que obtuvo; éste análisis se resume en la Figura 2.1. La severidad de los daños debidos a los deslizamientos durante ambos terremotos fue comparada con base en ilustraciones de volumen-frecuencia (ver Figura 2.2). Basados en este gráfico, el autor concluye que el terremoto de 1978 en Izushima fue más severo que el terremoto de 1984 en Nagano-Ken en términos de deslizamientos.

Figura 2.1. Características de los deslizamientos ocasionados por el sismo de Nagano-ken 1984 en Japón, Kobayashi, (1997).

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Figura 2.2. Frecuencia de volumen de deslizamientos. Superior: área de Nashimoto durante el sismo de Izuoshima de 1978, Grafica Inferior área de Otaki durante el sismo de

Nagano en 1984. Kobayashi, (1997).

Los deslizamientos producidos por los terremotos de 1978 y 1984, fueron también estudiados por Ishihara & Hsu (1986). En este caso, se llevaron a cabo análisis pseudo – estáticos individuales para los planos de falla de cada uno de los deslizamientos, con el fin de determinar la aceleración crítica y los factores de seguridad estáticos basados en la topografía y las propiedades de los materiales involucrados. Ishihara & Hsu (1986), evaluaron los efectos dinámicos a la resistencia al corte por medio de un incremento en la cohesión.

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Página 38 de 185 Estudios Publicados de deslizamientos inducidos por sismo La aceleración mínima para cada deslizamiento de tierra desencadenado fue relacionada con el factor de seguridad estático, para los diferentes ángulos de laderas como se presenta en la Figura 2.3.

Figura 2.3. Aceleración critica en función del factor de seguridad y el ángulo de inclinación de la ladera. Ishihara & Hsu (1986)

2.1.3 Deslizamientos inducidos por terremotos en Costa Rica

Los deslizamientos de tierra ocasionados por sismos han sido una fuente importante de daños en Costa Rica. Mora (1997a), presenta una compilación de los sismos más fuertes que detonaron deslizamientos. Un resumen de los mayores eventos está compilado en la Tabla 2.3, en la cual, se incluyen eventos durante el periodo de 1888 a 1993, en esta región, los deslizamientos ocurrieron por terremotos con magnitudes mayores a 5.2, y se muestra que la extensión y distribución de los deslizamientos dependen de las condiciones climáticas. Por otro lado, Mora (1997) encontró una relación muy cercana

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entre la susceptibilidad de las laderas y la rugosidad topográfica, y el cual fue definido por parámetros de relieve relativo incluidos en la Tabla 2.3.

Tabla 2.3 Deslizamientos inducidos por terremotos en Costa Rica. Mora, (1997b)

FECHA TERREMOTO Ms INTENSIDAD MMI ÁREA AFECTADA (Km2) MÁXIMA DISTANCIA EPICENTRAL (km) MÍNIMA RELIEVE RELATIVO (m/km2) >60% <15% >60% <15% >60% <15% 30-Dic-1888 Fraijanes 5.9 VIII-IX 15 7 21 450 350 -

10-Oct-1911 Guatuao 5.7 VIII+ 6 90 4 12 475 375

29-Ago-1911 Bajos del Toro 5.5 VII+ 4 15 3 15 485 350

06-Jun-1912 Sarchí 5.5 VII 4 70 3 9 515 375

04-Mar-1924 Orotina 7.0 IX-X 56 900 21 50 425 275

30-Dic-1952 Patillos 5.8 VIII+ 9 130 6 18 450 375

01-Sept-1955 Bajos del Toro 5.5 VII 2 50 2 8 500 400

14-Abr-1973 Tilarán 6.5 IX 18 750 19 40 475 225

03-Jul-1983 División-Buvia 6.2 VIII-IX 29 550 11 35 500 225

May-Dic-1990 Puriscal Swarm Max

=5.8 VIII 9 390 5 25 500 300

22-Abr-1991 Valle de la

Estrella 7.45 VIII-IX 75 1525 40 80 500 300

Julio-1993 Pejibave Swarm Max

=5.2 VI+ - 20 - 10 - 400

2.1.4 Deslizamientos inducidos por terremotos en Nueva Zelanda

Debido al aspecto tectónico y actividad sísmica en Nueva Zelanda, ésta área es muy propensa a deslizamientos desencadenados por terremotos. Adams (1981 a, b), estableció que debido al terreno, la mayoría de los deslizamientos inducidos por los terremotos son avalanchas de rocas y caídas de rocas. Los deslizamientos son

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Página 40 de 185 Estudios Publicados de deslizamientos inducidos por sismo preponderadamente superficiales, los cuales caen rápidamente desde la cresta hasta los valles, acumulándose en las paredes de los mismos.

Los deslizamientos generados por terremotos en Nueva Zelanda, han sido estudiados usando lagos naturales como evidencia paleo-sísmica. Algunos estudios han intentado relacionar lagos naturales con terremotos históricos (Adams, 1981b; Perrin & Hancox, 1991), un resumen de estos eventos es presentado en la Tabla 2.4.

Tabla 2.4. Deslizamientos inducidos por terremotos en Nueva Zelanda (Basados en Adams, 1981; Perrin y Hancox, 1991)

FECHA TERREMOTO MAGNITUD (Ms)

DESCRIPCIÓN DE LOS DESLIZAMIENTOS

LAGOS VOLUMEN DESLIZAMIENTO (x106m3)

1855 Oeste de Wairarapa 8.2 Bruce 10

1929 Arthur Pass y Murchinson 7.1 / 7.8 Burgoo Lago Earthquakes Ellis Elmer Falls Glasseye Bajo Lindsay Marina Moonstone Mud Perrine Sandra Sandstone Six Mile Stanley Thompson Alto de Matiri 0.15 1.0 5.0 4.0 15.0 3.5 2.5 22.0 0.3 15.0 0.5 4.0 1.6 0.1 40.0 16.0 0.2 1968 Inangahua 7.4 Buller Downey Quebrada Ram Waitahn 4.3 0.6 1.5 0.8

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Los epicentros y las magnitudes de tres diferentes eventos pre-históricos en Taranaki (Al oeste de la isla norte) fueron determinados a parir de la distribución de deslizamientos hecha por Crozier (1991). Se infirieron tres eventos antiguos, para los cuales, se definieron unos parámetros sísmicos usando la relación de área afectada y máxima distancia epicentral de Keefer (1984a). Los resultados de este estudio están resumidos en la Tabla 2.5, mientras que la localización y área afectada por los deslizamientos para cada caso es presentada en la Figura 2.4.

Tabla 2.5. Deslizamientos característicos debido a terremotos pre-históricos en Taranaki, Isla del norte, Nueva Zelanda. (Adaptado de Crozier, 1990)

EVENTO FECHA ÁREA AFECTADA POR

DESLIZAMIENTOS (Km2₎ MÁXIMA DISTANCIA EPICENTRAL (Km) ML A 3100 A.C 1015 23 6.5 – 7.4 B 1200 – 1400 A.C 825 20 6.4 – 7.3 C 1400 A.C 1855 28 6.8 – 7.5

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Página 42 de 185 Estudios Publicados de deslizamientos inducidos por sismo Bull & Brandon (1998), a partir de liquinometría, identificaron antiguos depósitos de caída de rocas y relacionados con terremotos en los Alpes del sur. El área epicentral de terremotos históricos puede ser definida por el estado de crecimiento y el número de Liquen en los bloques de rocas. Este método fue calibrado por depósitos de caídas de rocas conocidos de eventos antiguos, incluyendo algunos debidos a sismos, los cuales son compilados en la Tabla 2.6. Caídas de rocas en 1833, 1836 y 1841, fueron identificadas por medio de éste método; pero no sismos que hayan ocurrido en esas fechas, por lo tanto, se asumen que los agentes detonantes de estos sismos, son diferentes a eventos sísmicos.

Tabla 2.6. Depósitos de caída de rocas debido a los terremotos en los Alpes del sur, Nueva Zelanda, usando la calibración liquenometrica por Bull y Brandon (1998).

TERREMOTO FECHA Ms DESCRIPCIÓN

Oeste de Wairarapa 1855 8.2 Grandes concentraciones de depósitos de caída de rocas alrededor del área epicentral

Hurunui 1881 >6.5 Depósitos de movimientos de masas cerca al epicentro del terremoto. Abundancia de caída de rocas alrededor del área epicentral.

Murchinson (Buller) 1929 7.8 Depósitos de movimientos de masas cerca al epicentro del terremoto. No hubo testigos pero fotografías fueron tomadas después del terremoto del deslizamiento en la quebrada Rough y la avalancha de rocas que cayó con un volumen de 60x106_m3_.

Seaward Kaikoura 1955 5.1 Depósitos de movimientos de masa cerca al epicentro del terremoto. No hubo testigos pero residentes locales describieron deslizamientos posteriores.

2.1.5 Deslizamientos inducidos por terremotos en Italia

Murphy (1993, 1995), realizó una corta descripción de algunos terremotos conocidos a través de la historia de Italia que han causado deslizamientos, los cuales se resumen en

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la Tabla 2.7. El terremoto de Calabria en 1783, dio lugar a fallas en las laderas a lo largo de un área extensa, y dos fenómenos parecen estar relacionados con ésta área tan extensa: las lluvias posteriores y las réplicas continuas que ocurrieron luego del terremoto. Deslizamientos desencadenados por el terremoto de 1908, en el estrecho de Messina, ocurrieron en 3 principales grupos. El primero corresponde a los movimientos laterales debido a licuación; el segundo grupo ocurrió principalmente en arcillas y arcillas margas; y por último, el grupo final ocurrió en gneis cristalina meteorizada. En el terremoto de 1976, en Friuli, los deslizamientos fueron principalmente caídas de rocas y deslizamientos de rocas. En 1980, el terremoto de Irpina, la mayoría de los deslizamientos eran flujos de lodo, y el retraso en los deslizamientos de tierra después del terremoto, pareció estar relacionado con el cambio de régimen del nivel freático regional.

Tabla 2.7. Deslizamientos de tierra inducidos por terremotos en Italia (Murphy, 1993, 1995)

FECHA TERREMOTO MAGNITUD ML

MÁXIMA INTENSIDAD (MCS)

MÁXIMA DISTANCIA A LOS DESLIZAMIENTOS (km) 1693 Val di Noto 6.9 XI 25 1783 Calabria 6.6 XI 40 1790 Nascemi 4.0 VII 20 1849 Siracusa 5.6 IX 100 1905 Pizzo Calabro 7.0 X 34 1907 Ferruzzano 5.9 IX 16 1908 Strits of Messina 7.1 XI 130 1976 Fruili 6.1 IX 50 1976 Fruili 6.0 IX - 1978 Ferruzzano 5.5 VIII 11 1980 Irpinia 6.9 X 200

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Página 44 de 185 Estudios Publicados de deslizamientos inducidos por sismo terremotos. Guadagno & Mele (1995), presentaron una lista de terremotos acompañados por deslizamientos, estos se presentan en la Tabla 2.8. El análisis presentado por estos autores es de interés particular para los estudios del comportamiento sísmico de depósitos volcánicos; la distribución de deslizamientos debido a estos eventos son presentados en la Figura 2.5.

Tabla 2.8. Terremotos que han inducido deslizamientos en Camicciola, la isla de Isquia (Adaptado de Guadagno y Mele, 1995)

Año 1228 1828 1863 1881 1883

Maxima MMI IX-X VIII-IX VII IX X

Figura 2.5. Deslizamiento en el sector noroccidente de la isla de Isquia Leyenda: 1) Deslizamiento de detritos su curso, 2) Flujo de detritos, 3) Caída de escarpes (1881, 1863,

1828, 1797); 4) Área afectada por los deslizamientos superficiales de los terremotos de 1881 y 1828 (Guadagno& Mele, 1995)

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Los mecanismos y extensiones de deslizamientos en los terremotos de 1976, en Friuli y 1980, en Irpinia fueros descritos por Maugeri et ál., (1994). Las tasas de sedimentos producidos debido al deslizamiento inducido por el terremoto podrían ser determinados usando la relación de Keefer (1994). Para aplicar ésta relación en Italia, Parise (2000), obtuvo Momentos Sísmicos de magnitudes macro-sísmicas para terremotos históricos que reportaron haber causado deslizamientos. La Tabla 2.9 muestra esos casos compilados para este propósito.

Tabla 2.9. Terremotos que inducen deslizamiento en Italia (Adaptado de Parise, 2000)

Fecha I0

MCS Zona epicentral MW

1125-10-11 VIII Sannio-Molise 6.9

1456-12-05 XI Central-southern Italy 7.1

1561-07-31 VII Buccino 6.0

1561-08-19 IX-X Vallo di Diano 6.4

1688-06-05 XI Sannio 6.6 1694-09-08 X-XI Irpinia-Basilicata 6.8 1805-07-26 X Molise 6.5 1851-08-14 X Basilicata 6.3 1853-04-09 IX Irpinia 5.9 1857-12-16 XI Basilicata 6.9 1910-06-07 VIII Irpinia-Basilicata 5.8 1930-07-23 X Irpinia 6.7 1980-11-23 X Irpinia-Basilicata 6.8

Tossati, et ál., (2008), presentan una compilación de 18 deslizamientos inducidos por sismos con magnitudes (ML) entre 3.6 y 6.5 en la zona norte de la cadena montañosa denominada los Apeninos Italianos (ver Tabla 2.10), dentro de la descripción presentada por Tossati, et ál., (2008), presenta la máxima distancia al epicentro y la intensidad en la escala MCS.

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Página 46 de 185 Estudios Publicados de deslizamientos inducidos por sismo Tabla 2.10. Deslizamientos inducidos por sismos en Italia (basado en Tossati, et al. 2008)

N Ubicación Provincia Fecha Mecanismo Sismo

Distancia al epicentro

(km)

ML Intensidad 1 Fellicarolo Modena 24/12/1779 deslizamientos de escombros Pistoia Aps. 30 4.1 VI 2 Rossena Reggio Emilia 13/03/1832 Complejos (caidas - deslizamientos) Reggio E. Aps. 20 5.6 VII 3 S.Anna Pelago Modena 07/09/1920 deslizamientos y flujos de tierra Garfagnana 25 6.5 X 4 Roccapelago Modena 07/09/1920 desprendimientos laterales Garfagnana 28 6.5 X 5 Febbio Reggio Emilia 07/09/1920 deslizamientos Garfagnana 17 6.5 X 6 Riparotonda Reggio Emilia 07/09/1920 deslizamientos Garfagnana 18 6.5 X 7 Asta Reggio Emilia 07/09/1920 deslizamientos y flujos de tierra Garfagnana 18 6.5 X 8 Secchio Reggio Emilia 07/09/1920 deslizamientos de escombros Garfagnana 21 6.5 X 9 Valbona Reggio Emilia 07/09/1920 deslizamientos y flujos de tierra Garfagnana 12 6.5 X 10 Sassalbo Massa-Carrara 07/09/1920 múltiples deslizamientos rotacionales Garfagnana 8 6.5 X 11 Bolognana Lucca 07/09/1920 deslizamientos en roca y flujos Garfagnana 15 6.5 X 12 Caprignana Lucca 07/09/1920 deslizamientos y flujos de tierra Garfagnana 9 6.5 X 13 Camporaghena Massa-Carrara 07/09/1920 múltiples deslizamientos rotacionales Garfagnana 9 6.5 X 14 Caselle Modena 04/03/1952 deslizamientos de escombros Modena Aps. 30 3.5 IV 15 Acquabona Reggio Emilia 09/11/1965 caída de rocas y deslizamientos Reggio E. Aps. 15 3.5 V 16 Montese Modena 01/01/1996 deslizamientos y flujos de tierra Reggio E. Aps. 32 3.3 V 17 Corniglio Parma 01/01/1996 deslizamientos y flujos de tierra Reggio E. Aps. 40 3.3 V 18 Ca’Bonettini Modena 15/09/2003 deslizamientos y flujos de tierra Bologna Aps. 35 5 VII

Figura 2.6. Comparación entre las envolventes de Keefer (1984) y deslizamientos reportados por Tossati, et ál., (2008). Los círculos corresponden a los deslizamientos

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A partir de las distancias epicentrales encontradas, Tossati et ál., (2008), realizan la comparación con la envolventes propuestas por Keefer (1984), de la cual, es posible establecer que: únicamente los deslizamientos detonados por el sismo de Garfagnana respeta la envolvente de Keefer (1984) (ver Figura 2.6).

2.1.6 Deslizamientos inducidos por terremotos en Grecia

Varios sismos que han causado deslizamientos y agrietamientos en Grecia han sido reportados, en la Tabla 2.11 se presenta un breve resumen de estos. Algunos de estos casos fueron presentados por Papadopoulos y Plessa (2000), quienes también mostraron una relación entre la distancia epicentral y la magnitud. En general, se encontró que la relación distancia – magnitud de Grecia es similar a la reportada por Kefeer (1984). Sin embargo, considerando la pequeña replica de Ms = 3.8 del terremoto en Pyrgos en 1993, que generó un deslizamiento de tierra, la relación presenta una pequeña variación. Los datos de los límites superiores presentados por Papadopoluos & Plessa (1999), y Kefeer (1984), se muestran en la Figura 2.7. Un análisis similar fue llevado a cabo por Papadopoulos et al. (1993).

Tabla 2.11. Deslizamientos inducidos por terremotos en Grecia (Después de Papodopoulos y Plessa, 1999)

FECHA TERREMOTO MAGNITUD

(MS) MÁXIMA DISTANCIA EPICENTRAL (km) TIPO DE FALLA

1 09-Oct-1650 Isla Santorini 6.8 13.5 Caída de roca 2 18-Jun-1798 Isla Palaeopolis, Kythira 6.7 28 Caída de roca 3 20-Mar-1837 Isla Hydra 6.2 16 Caída roca

4 30-Oct-1840 Isla Zakynthos 6.7 10 Deslizamiento de roca 5 18-Oct-1843 Isla Chalki 6.5 18 Deslizamiento de roca 6 11-Oct-1845 Isla Lisvori, Lesvos 6.8 14 Caída de roca