[ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES] TALUDES ]
INFORME DE GEOTECNIA
FACULTAD DE ING. GEOFÍSICA, GEOLOGICA Y MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE ING. GEOFÍSICA
GEOTECNIA TRABAJO N° 1
ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
PRESENTADO POR: SOTO CASTILLONES ERICK BRYAN E-MAIL: b_ryan19e@hotmai
[email protected] l.com CUI: 20090848
AREQUIPA - PERU 2012
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ESTABILIDAD DE TALUDES
INTRODUCCIÓN Se conoce con el nombre genérico de taludes cualesquiera superficies inclinadas respecto a la horizontal que hayan de adoptar permanentemente las masas de tierras. Se puede definir taludes como: Son las obra, normalmente de tierra, que se construyen a ambos lados de la vía (tanto en excavaciones con en terraplén) con una inclinación tal que garanticen la estabilidad de la obra. Los taludes tienen zona de emplazamiento que comprende, además de la vía, una franja de terreno a ambos lados de la misma. Su objetivo es tener suficiente terreno en caso de ampliación futura de la carretera y atenuar en gran medida, los peligros de accidentes motivados por obstáculos dentro de dicha zona, los cuales deben ser eliminados. Cuando el talud se produce en forma natural, sin intervención humana, se denomina ladera natural o simplemente ladera. Cuando los taludes son hechos por el hombre se denominan cortes o taludes artificiales, según sea la génesis de su formación; en el corte, se realiza una excavación en una formación térrea natural, en tanto que los taludes artificiales son los inclinados de los terraplenes. También se producen taludes en los bordes de una excavación que se realice a partir del nivel del terreno natural, a los cuales se suele denominar taludes de la excavación. No hay duda de que el talud constituye la estructura más complejo de las vías terrestres; por eso es preciso analizar la necesidad de definir criterios de estabilidad de taludes entendiéndose, por tales algo tan simple como el poder decir en un instante dado cuál será la inclinación apropiada en un corte o en un terraplén. A diferentes inclinaciones del talud corresponden diferentes masas de material térreo por mover y por lo tanto, diferentes costas. 2
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Los problemas relacionados con la estabilidad de laderas naturales difieren radicalmente de los que se presentan en taludes construidos por el ingeniero. Dentro de éstos deben verse como esencialmente distintos los problemas de los cortes y los de los terraplenes. Las diferencias importantes radican, en primer lugar, en la naturaleza de los materiales involucrados y, en segundo, en todo un conjunto de circunstancias que dependen de cómo se for mó el talud y de su historia geológica, de las condiciones climáticas que privaron a lo largo de tal historia y de la influencia que el hombre ejerce en la actualidad o haya ejercido en el pasado.
II. OBJETIVOS Conocer los factores que trabajan con la estabilidad de taludes Identificar el factor de seguridad del talud mediante el programa Slide v5.0 Analizar el talud mediante 5 métodos diferentes de análisis de estabilidad.
III. GENERALIDADES III.1 Talud
Cualquier superficie inclinada respecto a la horizontal permanente. Son apoyados sobre la base de laderas de pendiente muy alta. Estos taludes son conformados por bloques de roca depositados por gravedad, especialmente por caídos de roca y/o suelo. Para determinar la estabilidad de una masa de suelo debemos determinar su coeficiente de seguridad al deslizamiento. Al existir un coeficiente de seguridad igual a 1, se produce el deslizamiento del talud. Debemos comparar la colaboración de esfuerzos que tienden a producir el deslizamiento (esfuerzos motores) con aquellos que tienden a evitarlo (esfuerzos resistentes) se debe definir la superficie de falla.
III.2 Estabilidad de taludes La estabilidad de taludes es la teoría que estudia la estabilidad o posible inestabilidad de un talud a la hora de realizar un proyecto, o llevar a cabo una obra de construcción 3
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de ingeniería civil, siendo un aspecto directamente relacionado con la geotecnia. La inestabilidad de un talud, se puede producir por un desnivel, que tiene lugar por diversas razones: Razones geológicas: laderas posiblemente inestables, orografía acusada, estratificación, meteorización, etc. Variación del nivel freático: situaciones estacionales, u obras realizadas por el hombre. Obras de ingeniería: rellenos o excavaciones tanto de obra civil, como de minería. Los taludes además serán estables dependiendo de la resistencia del material del que estén compuestos, los empujes a los que son sometidos o las discontinuidades que presenten. Los taludes pueden ser de roca o de tierras. Ambos tienden a estudiarse de forma distinta.
III.3 Tipos de taludes Según Varnes (1998) tenemos los siguientes tipos de fallas comunes en los taludes: Caídas (fallas) Vuelco (tople) Deslizamientos (slides) Escurrimiento (spread) Flujo (flow) IV. METODOLOGÍA Para el siguiente trabajo se uso el programa Slide v5.0 para analizar el factor de seguridad de un talud Para realizar el análisis, se a trabajado con un talud hecha a escala en Autocad, posteriormente se importo el archivo al programa Slide para su análisis con distintos materiales. Para ser analizado en el programa Slide, las medidas del talud son de 1 a 1, es decir las mismas que se miden en el talud que se encuentra en el programa Autocad
V. PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS V.1 MÉTODOS PARA EL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
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Se analizara la estabilidad del talud con 5 métodos diferentes, para el análisis se consideraron los siguientes materiales: Tabla 1: Parámetros de suelos suelo
Cohesión (ton/m2)
Angulo de fricción Peso volumétrico (°) (ton/m3) 13 – 15° 1.5
Arcilla poco 2.1 – 3.0 arenosa CL - CH Arcilla arenosa 4.2 – 4.5 SC Arena limosa 4.5 SM
18 – 230°
1.95
20°
1.95
Estos valores serán agregados a cada material del talud para determinar el factor de seguridad. Un criterio de fallamiento, universalmente aceptado por la mecánica de rocas, lo constituye el criterio de mhor, coulomb.
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MÉTODO: Felenius
Factor de seguridad = 1.216
MÉTODO: Bishop simplified
Factor de seguridad = 1.301
MÉTODO: Janbu simplified
Factor de seguridad = 1.117
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MÉTODO: Spencer
Factor de seguridad = 1.304
MÉTODO: gle/morgestern – Price
Factor de seguridad = 1.300
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V.2 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES CON COEFICIENTES SISMICOS
En los análisis de estabilidad de taludes denominados pseudoestáticos, se considera la influencia de un evento sísmico; la intervención del sismo se da a través de la fuerza sísmica, a la cual se le considera como una fuerza horizontal que actúa sobre la masa de suelo inestable, cuya magnitud es calculada al multiplicar el peso de dicha masa por un factor, denominado coeficiente sísmico. El coeficiente sísmico dependerá del tipo de sismicidad de la zona. Los valores recomendados en análisis de estabilidad de taludes, cuando se utilizan los métodos de equilibrio límite basado en la mecánica del cuerpo rígido, se muestran a continuación para el Perú:
TABLA 1: COEFICIENTES SÍSMICOS EN ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES Sismicidad de la zona
Coeficiente sísmico
Alta, cercana a la costa peruana o 0.17 – 0.22 fuente sismo génica local Media, zona andina y ceja de selva 0.10 – 0.17 o a 75km. De fuente sismo génica local Baja o nula, zona de selva baja 0.00 – 0.10
Para el trabajo se utilizo un coeficiente sísmico de 0.20 en la horizontal y 0.10 en la vertical
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La siguiente grafica muestra el factor de seguridad con coeficientes sísmicos Factor de seguridad = 0.948
La siguiente grafica muestra el factor de seguridad con coeficientes sísmicos en un nivel freático. Factor de seguridad= 1.737
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VI. CONCLUSIONES
La estabilidad del talud va a estar en función al tipo de material que este lo componga, en este caso se escogieron suelos cohesivos que pueden tener una estabilidad de talud. Se puede afirmar que cada método utilizado para la estabilidad del talud varia muy poco, se ha calculado el factor de seguridad usando 5 métodos diferentes y cada uno de ellos nos da un valor mayor que 1. De esto se puede deducir que nuestro talud es estable. En presencia de un evento sísmico, se puede observar que el factor de seguridad es menor a 1. Esto indica que no es estable ante un sismo.
VII. RECOMENDACIONES
Se debe considerar las unidades de los parámetros de los suelos, el programa slide trabaja con KN/m2 en el caso de la cohesión, para ello se usa la siguiente transformación: 1 KN/m2 = 0.10204 ton/m2 De la misma manera para la densidad 1 KN/m3 = 0.10204 ton/m3
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VIII. BIBLIOGRAFIA http://actualizateenconstruccion.blogspot.com/2011/02/estabilidad-de-taludes.html http://es.scribd.com/doc/5255971/Estabilidad-de-Taludes Apéndice de tablas- estratigrafía y propiedades del terreno (pdf) Sistemas de estabilizacin de laderashttp://www.terratest.es/docs/simposiotaludespt.pdf
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