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Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana

Volumen 70, núm. 3, 2018, p. 731- 760

http://dx.doi.org/10.18268/BSGM2018v70n3a8

 

 

Titan2F code for lahar hazard assessment: derivation, validation and verification

Gustavo A. Córdoba1*, Michael F. Sheridan2, Bruce Pitman3

1Department of Civil Engineering, University of Nariño, Pasto, 52001, Colombia.
2Center for Geohazards Studies and Department. of Geology, University of Buffalo, Buffalo, NY 14260, USA.
3Center for Geohazards Studies and Department of Mathematics, University of Buffalo, Buffalo, NY 14260, USA

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Resumen

Los flujos de escombros, lahares, avalanchas, deslizamientos y otros flujos de masa geofísicos, pueden contener material del orden de O(106–1010) m3 o más. Estos flujos consisten comúnmente en una mezcla de sólidos y rocas, con una cantidad significativa de fluido intersticial. Pueden tener decenas de metros de espesor y un alcance de muchos kilómetros. La reología complicada de esta mezcla desafía cualquier modelo constitutivo que pueda ser aplicado con solidez. El rango de longitudes y escalas de tiempo involucrados en estos flujos de masa desafía también las capacidades computacionales de los modelos existentes. Este trabajo extiende esfuerzos recientes para desarrollar modelos de “capas delgadas”, integrados en profundidad, para flujos de masa que contienen una mezcla de material sólido y fluido. Se integran conceptos ingenieriles con hallazgos fenomenológicos en las geociencias, que resultan  en una teoría que tiene en cuenta las principales fuerzas de partículas y fluidos, así como las interacciones entre las fases a través de un amplio rango de fracciones volumétricas de sólidos. La principal contribución aquí, es presentar términos para el arrastre y la interacción entre fases, los cuales concuerdan con la literatura de las geociencias. El programa Titan2F predice la evolución de la concentración y presión dinámica. La teoría es validada con datos de soluciones unidimensionales para ruptura de presas y verificada con datos de experimentos de canales artificiales. 

Palabras Clave: Lahar, Modelado, Profundidad promedio, Flujo de dos fases, Flujo de escombros, Presión dinámica, Verificación del modelo, Validación del modelo.