5.2 estab taludes

7/25/2019 5.2 Estab Taludes

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ESTABILIDAD DE TALUDES

Ing. Jos Luis Carrasco Gutirrez

Parte 2/2

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Introduccin

Tipos de deslizamientos

Factores condicionantes y desencadenantes

Mtodos de estabilizacin de taludes y/o laderas

Estabilidad de taludes en suelos

Resistencia al corte en suelos

Mtodos de anlisis de estabilidad

Taller prctico (Uso de programas)

Contenido general



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1. Resistencia al corte en suelos

2. Mtodos de anlisis de estabilidad

3. Taller prctico (Uso de programas)

Contenido temtico

Segunda parte parte



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1. Resistencia al esfuerzo cortante de los suelos

Definicin de falla de un suelo:

El suelo no es capaz de resistir esfuerzos de traccin

Si puede resistir esfuerzos de compresin

La resistencia del suelo al corte es funcin de:

Cohesin

Rozamiento entre partculas

La fuerza normal entre superficies deslizantes y fija


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Cohesin: Se define como la atraccin relativa entrepartculas similares que le da tenacidad y dureza a un suelo

hacindolo resistente a su separacin.

Cementacin

Adherencia

En suelos granulares, C = 0

En arcillas normalmente consolidadas (Cond. drenadas), C es aprox. = 0


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ngulo de friccin interna ( f )


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Se denomina como resistencia al corte de un sueloa la tensin de

cizallamiento en el plano de corte y en el momento de falla.

Aparato de corte

directo >>>


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Si se tiene un elemento de suelo sometido a las presiones normales principales 1y 3siendo1>

3, se tiene un sistema plano de tensiones, donde los pares de tensiones y que se ejercen sobreplanos intermedios a los principales quedan representados en el crculo de Mohr (Punto D).

Una combinacin de tensionesyproducir la rotura en un plano de inclinacina.

Coulomb, 1773: = c+ * tan f Representacin grfica: Crculo de Mohr


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Principio de las tensiones efectivas (Terzaghi, 1936)

= + u >>>

Todos los efectos tangibles provocados por un cambio de presin, tales

como la compresin, distorsin angular, y cambios en la resistencia al corte,

se deben exclusivamente a los cambios de los esfuerzos efectivos.

= - uTerzaghi, 1936:

>>>>

= c+

* tan f

El esfuerzo efectivo es la diferencia entre el esfuerzo total en una direccin y

la presin de poros en los vacos del suelo.


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Presin de poro

= u

La presin del agua reduce la estabilidad de un talud. Reduce la resistencia al

cizallamiento.

= c + * tan f

u u

u


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Anlisis en condiciones drenadas

Condicin drenada es cuando el agua es capaz de fluir hacia fuera o hacia

dentro de la masa del suelo cuando es sometida a una carga y no se

producen presiones de poro.

La resistencia de falla en condiciones drenadas se da cuando las cargas se

aplican en forma lenta no generando exceso de presiones de poro.

Anlisis en condiciones No drenadas

Condicin No drenada es cuando el agua NO es capaz de fluir hacia fuera

o hacia dentro de la masa del suelo cuando es sometida a una carga

producindose presiones de poro.

La resistencia de falla en condiciones No drenadas se da cuando las cargas

se aplican sobre la masa del suelo a una velocidad superior a la del drenaje

del agua.


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Anlisis de estabilidad en presas y terraplenes


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Comportamiento de algunos suelos

Suelos granulares y arcillas NC en condiciones drenadas (largo plazo)ensayo CD

Cualquier tipo de arcilla sin posibilidad de drenaje (corto plazo)Ensayo UU

Arcillas pre-consolidadas en condiciones de drenaje (largo plazo) y suelos que contienen todo tipo

de partculas

Ensayo CU

1

2

3


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Comportamiento de materiales granulares

- Referido normalmente a las arenas y gravas sin cohesin.

- La resistencia al corte se debe principalmente por la friccin entre

sus partculas y es funcin del esfuerzo confinante.

- Durante la aplicacin de carga sobre suelos granulares saturados elagua se mueve rpidamente a travs de los poros, evitando que se

generen excesivas presiones de poro, excepto en casos de

incrementos sbitos como el fenmeno de licuefaccin.

- Normalmente es difcil obtener muestras inalteradas. Losparmetros resistentes tambin pueden ser estimados

indirectamente a partir de ensayos de campo como el SPT, CPT,

etc.


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Comportamiento de materiales finos

- Suelos conformados predominantemente por partculas finasarcillosas y/o limosas. Pueden tener una elevada resistencia

cohesiva (suelos pre-consolidados) como tambin pueden tener

baja a nula cohesin (suelos normalmente consolidados, arcillasblandas), estos ltimos en condiciones drenadas.

- Una caracterstica de los suelos finos y granulares es la diferencianotable de sus permeabilidades.


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Parmetros de estabilidad


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Parmetros de resistencia al corte

- La estimacin adecuada de la cohesin y del ngulo de friccin deun suelos es esencial para un correcto anlisis de estabilidad.

- Los parmetros resistentes se obtienen normalmente a partir de losensayos de laboratorio. Sin embargo, la adopcin de los parmetros

finales ser definido por el ingeniero.

- Los parmetros obtenidos de los ensayos de laboratorio dependende muchos factores, entre ellos: Tipo de suelo, calidad de muestras,representatividad de la muestra, del tipo ensayo requerido y una

correcta interpretacin del comportamiento real del suelo

(parmetros pico o residuales, efectivos o totales. Condicin

drenada o no drenada).


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Parmetros de resistencia Pico y Residual

Suelos granulares densos Arcillas duras

Suelos granulares sueltos

Arcillas blandas


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Parmetros resistentes


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FS En arenas

TALUD INFINITO


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TALUD INFINITO SUMERGIDO

FS En arenas


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MTODOS DE EQUILIBRIO LMITE


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2. Mtodos de anlisis de estabilidadEquilibrio lmite

MTODO DE LAS DOVELAS


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Fuente: J. Alva


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Fuente: J. Alva


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Fuente: J. Alva


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Fuente: J. Alva

Se asume que las fuerzas entre

dovelas son horizontales o sea

que no tiene en cuenta las

fuerzas cortantes La solucin

rigurosa de Bishop es compleja

y por esa razn se utiliza su

versin simplificada


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Fuente: J. Alva

Satisface totalmente el equilibrio de momentos como de esfuerzos. Se

basa en la suposicin que las fuerzas entre dovelas son paralelas las unas

con las otras.


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Fuente: J. Alva

Mtodo riguroso


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Procedimiento generalizado de las dovelas

Fuente: J. Alva


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Resumen

Fuente: J. Alva


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Conclusiones sobre los mtodos de equilibrio lmite

Cualquier mtodo que satisface el equilibrio de momentos , da el mismo factor deseguridad en el anlisis def=0 con superficie de falla circular.

El mtodo ordinario de la dovelas (Fellenius), da error en el lado conservador para

el caso de f>0. Con presiones de poro pequeas, para los anlisis en funcin de

los esfuerzos totales y efectivos, el error es de menos 10%. Para pendientes casi

planas compresiones de poro altas, el error puede ser mayor que 50%.

Para anlisis de f=0 o f>0, con presiones de poro bajas o altas, el mtodo

simplificado de Bishop es adecuado para el anlisis de falla circular. El mtodo es

muy estable numricamente, slo hay problemas de convergencia cuando los

extremos de la superficie son muy paradas, casi vertical.

Los mtodos que satisfacen solamente el equilibrio de fuerzas, el factor de

seguridad es muy sensible a la inclinacin asumida de la fuerzas laterales.

Si todas las condiciones de equilibrio son satisfechas, la magnitud del error en el FS

es muy pequea, generalmente +-5% de la respuesta correcta.


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Sensibilidad del factor de seguridad empleando varios mtodos

Fuente: J. Surez


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3 Taller prctico

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