El estudio se enmarca en un análisis numérico orientado a determinar la distribución de tensiones efectivas que se generan en un medio poroso cuando el gradiente hidráulico se aproxima al gradiente hidráulico crítico, condición que gatilla la migración de finos en medios porosos de estructura inestable. Este fenómeno ha sido crítico en los suelos de transición y núcleo pertenecientes a la presa W.A.C. Bennet, la cual presentó serias anomalías con manifestaciones de “sinkholes” en varios puntos del coronamiento, luego de 30 años de funcionamiento. Para estos efectos, se ha desarrollado un modelo numérico que utiliza el programa computacional que resuelve las ecuaciones de un medio continuo vía diferencias finitas, para reproducir las trayectorias de esfuerzos verticales obtenidas en probetas de suelos durante la etapa de flujo, i.e., los ensayos efectuados en el permeámetro de grandes dimensiones del laboratorio de UBC. Un aspecto relevante que requiere la solución del fenómeno, se refiere a modelar la pérdida de esfuerzos verticales en el suelo, producto del roce generado en el contacto suelo – permeámetro. Se contempla la implementación de dos alternativas que permiten evaluar por separado dicha pérdida. Éstas corresponden a una interfaz, con propiedades de fricción y rigidez y a la distribución del módulo de deformación, expresada en función del nivel de confinamiento del suelo. La primera solución establece que la interfaz es capaz de provocar la pérdida de los esfuerzos verticales, independiente del módulo de deformación del suelo utilizado. La segunda, que no usa interfaz, requiere del ajuste del parámetro que controla la expansión lateral en el modelo (Modulo de Poisson), en cuanto permite que el suelo se “cuelgue” de las paredes del permeámetro para provocar la pérdida deseada. Debido a que ambas aproximaciones corresponden a diferentes formas de modelar el mismo problema, se establece que la mejor solución corresponde a la alternativa que considera la distribución del módulo de deformación en la probeta. El presente estudio incluye conceptos como línea de falla hidromecánica que, en definitiva, entrega el marco geotécnico requerido para generar una solución que se aproxime al problema de inestabilidad interna, por lo que el programa computacional desarrollado en esta tesis es una útil herramienta práctica en el análisis de estabilidad interna de presas de tierra.

Geólogo / El presente estudio tiene como objetivo estudiar el origen de la Depresión Central mediante modelos numéricos bajo la hipótesis que plantea que el origen de la Depresión Central se debe a una incisión fluvial longitudinal norte sur debido a una erosión diferencial producto a un contraste entre una litología más dura con mayor resistencia a la erosión correspondiente a la Cordillera de la Costa y una litología más blanda con menor resistencia a la erosión correspondiente a la Cordillera Principal. En función de lo anterior, a través del programa Cidre, se estudiarán cómo influyen los parámetros principales correspondiente a la tectónica, coeficientes erosivos y clima en la formación de la Depresión Central, aplicados en tres modelos iniciales distintos con el objetivo de visualizar el efecto de cada parámetro por si solo en la obtención de una depresión central cercana a la que existe actualmente, comparando con la topografía y los rasgos geomorfológicos que se observan en la Región Metropolitana. Finalmente estos parámetros se aplicarán para la obtención de un modelo erosivo en función de la Evolución Andina de Chile Central durante el Neógeno entre los 33° - 34°S. El análisis de los coeficientes erosivos indica que efectivamente se necesita de un contraste litológico con distinta resistencia a la erosión para generar una incisión similar a la Depresión Central. Este contraste permite la formación de redes de drenaje norte sur en el límite de la litología más dura (Cordillera de la Costa) con la litología más blanda (Cordillera Principal). Tectónicamente el modelo sugiere que exista alzamiento en la Cordillera Principal; también una ausencia de actividad tectónica para la Cordillera de la Costa contribuirá a una mayor tasa de erosión implicando un mayor volumen erodado en el sistema contribuyendo a una incisión más característica para la Depresión Central. El modelo sugiere también de un clima con precipitaciones anuales medias altas (>500 mm/año) responsables en la velocidad erosiva del relieve. Luego de aplicar estos parámetros al modelo de Evolución Andina de Chile Central durante el Neógeno se obtiene un resultado donde se muestra claramente las tres Unidades Morfológicas Principales de la zona (Cordillera de la Costa, Depresión Central y Cordillera Principal) junto con rasgos geomorfológicos característicos para la Depresión Central como la visualización de cordones montañosos este oeste, cerros islas y/o colina abandonadas, pedimentos y relictos de peneplanicies en altura para la Cordillera de la Costa y Cordillera Principal; evidenciando la erosión diferencial fluvial como el mecanismo principal en la formación de la Depresión Central y estimando una edad cercana de 10 Ma para la formación de ésta posterior a un alzamiento en la Cordillera de la Costa.