Aprovechando los Sistemas de Cobertura Verde para una Estabilización Efectiva de Pendientes en Singapur
Autores: Kim, Yongmin; Sim, Tze En; Chua, Yuan Shen; Bakytuly, Nurdaulet; Satyanaga, Alfrendo; Pu, Jaan H.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencias medioambientales generales
Palabras clave
Estabilidad de taludes
Métodos de rectificación
Infiltración de aguas pluviales
Análisis numéricos
Factor de Seguridad
Condiciones del suelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
La estabilidad de las pendientes es crucial en la ingeniería civil, especialmente en áreas urbanas como Singapur, donde las fuertes lluvias pueden resultar en fallos catastróficos de las pendientes. Este estudio tiene como objetivo evaluar la efectividad de tres métodos de rectificación, es decir, cubiertas de vegetación, Sistemas GeoBarrier (GBS) y Sistemas de Barrera Capilar (CBS), para reducir la infiltración de agua de lluvia y mantener la estabilidad de las pendientes. Se realizaron análisis numéricos utilizando software de filtración por elementos finitos y estabilidad de pendientes en equilibrio límite, incorporando diversas condiciones de lluvia y suelo para simular escenarios del mundo real, centrándose en las variaciones del Factor de Seguridad (FOS) y el Factor de Sobrediseño (ODF) durante y después de los eventos de lluvia. Los resultados de los análisis numéricos indican que los tres métodos de rectificación redujeron significativamente la presión de poro negativa en las capas de la pendiente bajo diferentes escenarios de lluvia, siendo el CBS ligeramente menos eficiente en comparación con otros métodos. En comparación con las simulaciones de pendientes sin métodos de rectificación, las presiones de poro negativas de la pendiente rectificada mejoraron en 50 kPa, demostrando la efectividad de los métodos de rectificación en la mitigación de la infiltración de agua de lluvia. Los métodos de rectificación mostraron tendencias similares en los valores de FOS, con mejoras significativas sobre las simulaciones de pendientes desnudas. El FOS de la pendiente desnuda cayó en 0.7, alcanzando 1.0 bajo lluvias cortas e intensas y 0.94 bajo lluvias prolongadas y fuertes. El FOS de la pendiente con métodos de rectificación se mantuvo estable, con solo una caída de 0.05 bajo diferentes escenarios de lluvia. El ODF mostró resultados similares. Las simulaciones con suelos de alta permeabilidad revelaron las mismas tendencias, confirmando la fiabilidad de los métodos de rectificación para representar con precisión la presión de poro negativa y el FOS. Estos hallazgos sugieren que los tres métodos de rectificación son altamente efectivos para mantener la estabilidad de las pendientes bajo fuertes lluvias, lo que los convierte en opciones viables para la estabilización de pendientes en Singapur.
Descripción
La estabilidad de las pendientes es crucial en la ingeniería civil, especialmente en áreas urbanas como Singapur, donde las fuertes lluvias pueden resultar en fallos catastróficos de las pendientes. Este estudio tiene como objetivo evaluar la efectividad de tres métodos de rectificación, es decir, cubiertas de vegetación, Sistemas GeoBarrier (GBS) y Sistemas de Barrera Capilar (CBS), para reducir la infiltración de agua de lluvia y mantener la estabilidad de las pendientes. Se realizaron análisis numéricos utilizando software de filtración por elementos finitos y estabilidad de pendientes en equilibrio límite, incorporando diversas condiciones de lluvia y suelo para simular escenarios del mundo real, centrándose en las variaciones del Factor de Seguridad (FOS) y el Factor de Sobrediseño (ODF) durante y después de los eventos de lluvia. Los resultados de los análisis numéricos indican que los tres métodos de rectificación redujeron significativamente la presión de poro negativa en las capas de la pendiente bajo diferentes escenarios de lluvia, siendo el CBS ligeramente menos eficiente en comparación con otros métodos. En comparación con las simulaciones de pendientes sin métodos de rectificación, las presiones de poro negativas de la pendiente rectificada mejoraron en 50 kPa, demostrando la efectividad de los métodos de rectificación en la mitigación de la infiltración de agua de lluvia. Los métodos de rectificación mostraron tendencias similares en los valores de FOS, con mejoras significativas sobre las simulaciones de pendientes desnudas. El FOS de la pendiente desnuda cayó en 0.7, alcanzando 1.0 bajo lluvias cortas e intensas y 0.94 bajo lluvias prolongadas y fuertes. El FOS de la pendiente con métodos de rectificación se mantuvo estable, con solo una caída de 0.05 bajo diferentes escenarios de lluvia. El ODF mostró resultados similares. Las simulaciones con suelos de alta permeabilidad revelaron las mismas tendencias, confirmando la fiabilidad de los métodos de rectificación para representar con precisión la presión de poro negativa y el FOS. Estos hallazgos sugieren que los tres métodos de rectificación son altamente efectivos para mantener la estabilidad de las pendientes bajo fuertes lluvias, lo que los convierte en opciones viables para la estabilización de pendientes en Singapur.