A depth integrated, coupled, two-phase model for debris flow propagation

Resumen

Los flujos de derrubios son un tipo de deslizamiento rápido en el que una mezcla de suelo y agua se propaga a lo largo de canales estrechos. Sus características principales son (1) importantes desplazamientos relativos entre las fases sólida y fluida, y (2) el desarrollo de presiones intersticiales que exceden a las hidrostáticas. La relación entre los desplazamientos verticales y horizontales del flujo, desde el punto de desencadenamiento hasta la deposición, indica que los ángulos de fricción son mucho menores que los medidos en los laboratorios. Los flujos de derrubios se modelizan como un flujo bifásico, pero la implementación de la presión intersticial es una cuestión fundamental. El propósito de este artículo es mejorar los modelos bifásicos de flujos de derrubios existentes mediante la implementación del exceso de presiones intersticiales respecto a las hidrostáticas. Se constata que la evolución de la presión intersticial depende de la consolidación, de los cambios en la profundidad del flujo, y de los cambios y gradientes de la porosidad. El modelo matemático integrado en la profundidad propuesto se discretiza utilizando dos conjuntos de nodos SPH (sólido y fluido), con un conjunto de mallas de diferencias finitas asociadas a cada punto SPH de material sólido. El artículo presenta dos ejemplos a partir de los cuales es posible comprender mejor las diferencias entre los modelos (con y sin exceso de presión intersticial).