Presentacin de PowerPoint

UNIVERSIDAD ALAS PERUANASFACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVILMECNICA DE SUELOS II (08 314)DOCENTE: Ing MOROTE ARIAS, MAXWIL ANTHONYPRESENTADO POR:CANCHARI PARIONA , WAGNERHUARCAYA AGUILAR , WILBERTANTA PRADO , LUIS ALBERTOPIZARRO VENTURA EMBHERAYACUCHO PER.2013ESTABILIDAD DE TALUDES

Mecnica de Suelos II1Se conoce con el nombre genrico de taludes cuales quiera superficies inclinadas respecto a la horizontal que hayan de adoptar permanentemente las masas de tierras.Se definen taludes como son las obras, normalmente de tierra, que se construyen a ambos lados de la va con una inclinacin tal que garanticen la estabilidad de la obra.Una superficie de terreno expuesta situada a un ngulo con la horizontal se llama talud o pendiente no restringida, y puede ser natural o construido.Los taludes tienen zona de desplazamiento que comprende, adems de la va, una franja de terreno a ambos lados de la misma. Su objetivo es tener suficiente terreno en caso de ampliacin futura de la carretera y atenuar en gran medida, los peligros de accidentes motivados por obstculos dentro de la dicha zona, los cuales deben ser eliminados.No hay duda de que el talud constituye la estructura ms complejo de las vas terrestres; por eso es preciso analizar la necesidad de definir criterios de estabilidad de taludes entendindose, por tales algo tan simple como el poder decir en un instante dado cual ser la inclinacin apropiada en un corte o en un terrapln. A diferentes inclinaciones del talud corresponden diferentes masas de material trreo por mover y por lo tanto, diferentes costas.

INTRODUCCIN:ESTABILIDAD DE TALUDES

Mecnica de Suelos II22DEFINICIN DE TALUD:Se entiende por talud a cualquier superficie inclinada respecto de la horizontal que hayan de adoptar permanentemente las estructuras de tierra. No hay duda que el talud constituye una estructura compleja de analizar debido a que en su estudio coinciden los problemas de mecnica de suelos y de mecnica de rocas, sin olvidar el papel bsico que la geologa aplicada desempea en la formulacin de cualquier criterio aceptable.Cuando el talud se produce en forma natural, sin intervencin humana, se denomina ladera natural o simplemente ladera. Cuando los taludes son hechos por el hombre se denominan cortes o taludes artificiales, segn sea la gnesis de su formacin; en el corte, se realiza una excavacin en una formacin trrea natural (desmontes), en tanto que los taludes artificiales son los lados inclinados de los terraplenes. En ciertos trabajos de la Ingeniera Civil es necesario utilizar el suelo en forma de talud como parte de la obra. Tal es el caso de terraplenes en caminos viales, en presas de tierra, canales, etc.; donde se requiere estudiar la estabilidad del talud.En ciertos casos la estabilidad juega un papel muy importante en la obra, condicionando la existencia de la misma como puede verse en presas de tierra, donde un mal clculo puede hacer fracasar la obra.

Mecnica de Suelos II3DEFINICIN DE ESTABILIDAD:Se entiende por estabilidad a la seguridad de una masa de tierra contra la falla o movimiento. Como primera medida es necesario definir criterios de estabilidad de taludes, entendindose por tales algo tan simple como el poder decir en un instante dado cul ser la inclinacin apropiada en un corte o en un terrapln; casi siempre la ms apropiada ser la ms escarpada que se sostenga el tiempo necesario sin caerse. Este es el centro del problema y la razn de estudio.A diferentes inclinaciones del talud corresponden diferentes masas de material trreo por mover y por lo tanto diferentes costos. Podra imaginarse un caso en que por alguna razn el talud ms conveniente fuese muy tendido y en tal caso no habra motivos para pensar en problemas de estabilidad de taludes, pero lo normal es que cualquier talud funcione satisfactoriamente desde todos los puntos de vista excepto el econmico, de manera que las consideraciones de costo presiden la seleccin del idneo, que resultar ser aqul al que corresponda la mnima masa de tierra movida, o lo que es lo mismo el talud ms empinado.

Mecnica de Suelos II4Conocer los factores que intervienen en la estabilidad de los taludes.

Identificar las fallas ms comunes de Estabilidad y deslizamiento.

Conocer los mtodos correctivos mecnicos para la correccin de las fallas de los taludes as como los mtodos de clculo.OBJETIVOS:

Mecnica de Suelos II5Dentro de los taludes artificiales tambin existen en las vas terrestres diferencias esenciales entre los cortes y los terraplenes. Estos ltimos constituyen una estructura que se construye con un material relativamente controlado o que, por lo menos en principio, se puede controlar en los cortes.Otro aspecto que genera confusin dentro de la concepcin del problema estabilidad de taludes es, el que emana del extraordinario complejidad lo que ha dado en llamarse falla de talud. Las fallas de talud se definen en trminos de derrumbes o colapso de toda ndole, que no dejan duda en pensar que ha ocurrido algo que pone en sino entre dicho la funcin estructural; o en trminos de movimientos excesivos, al grado de ser incompatibles con la concepcin ingenieril del comportamiento del talud y con la funcin para la que fue constituido.Es urgente, pues, diferenciar los mltiples modos por los que un talud puede llegar a no cumplir la funcin que se haya asignado o a un eventual colapso, viendo cada modo como un problema distinto, en gnesis, planteamiento y solucin.El ingeniero, como es usual analiza estos problemas tratando de extraer los suficientes conocimientos de carcter general como para poder establecer un modelo matemtico en el que analiza la estabilidad y aplicacin de tal o cual procedimiento matemtico o secuencia de clculo algebraico.

GENERALIDADES:Mecnica de Suelos II6FACTOR DE SEGURIDAD:Mecnica de Suelos II7Se denomina deslizamiento a la rotura y al desplazamiento del suelo situado debajo de un talud, que origina un movimiento hacia abajo y hacia fuera de toda la masa que participa del mismo.Los deslizamientos pueden producirse de distintas maneras, es decir en forma lenta o rpida, con o sin provocacin aparente, etc. Generalmente se producen como consecuencia de excavaciones o socavaciones en el pie del talud. Sin embargo existen otros casos donde la falla se produce por desintegracin gradual de la estructura del suelo, aumento de las presiones intersticiales debido a filtraciones de agua, etc.

Los tipos de fallas ms comunes en taludes son:

Deslizamientos superficiales (creep)Movimiento del cuerpo del taludFlujos

DESLIZAMIENTOS:Mecnica de Suelos II8

Mecnica de Suelos II9

Cualquier talud est sujeto a fuerzas naturales que tienden a hacer que las partculas y porciones de suelo prximas a su frontera deslicen hacia abajo. Se refiere esta falla al proceso ms o menos continuo, y por lo general lento, de deslizamiento ladera abajo que se presenta en la zona superficial de algunas laderas naturales.El creep suele involucrar a grandes reas y el movimiento superficial se produce sin una transicin brusca entre la parte superficial mvil y las masas inmviles ms profundas. No se puede hablar de una superficie de deslizamiento.El fenmeno se pone de manifiesto a los ojos del ingeniero cuando nota que los rboles y postes estn inclinados respecto de la vertical, cuando se evidencian agrietamientos o escalonamientos en el talud.

DESLIZAMIENTOS SUPERFICIALES:Puede ocurrir en taludes movimientos bruscos que afecten a masas considerables de suelo, con superficies de falla que penetran profundamente en su cuerpo, interesando o no al terreno de fundacin. Se considera que la superficie de falla se forma cuando en la zona de su futuro desarrollo actan esfuerzos cortantes que sobrepasan la resistencia al corte del material; a consecuencia de ello sobreviene la ruptura del mismo, con la formacin de una superficie de deslizamiento a lo largo de la cual se produce la falla.Estos fenmenos se los denomina deslizamientos de tierras y puede estudiarse dos tipos bien diferenciados.

MOVIMIENTO DEL CUERPO DE TALUD:1. FALLA ROTACIONAL:Las fallas del tipo rotacional pueden producirse a lo largo de superficies de fallas identificables con superficies cilndricas o conoidales cuya traza con el plano del papel sea un arco de circunferencia por lo menos con razonable aproximacin; la cual, como se ver, resulta muy conveniente en el momento en que se desee establecer algn modelo matemtico de falla que permita un clculo numrico, o pueden adoptar formas algo diferentes, en la que por lo general influyen la secuencia geolgica local, el perfil estratgico y la naturaleza de los materiales.

Mecnica de Suelos II10Desde luego las fallas rotaciones de formas circular ocurren por lo comn en materiales arcillosos homogneos o en suelos cuyo comportamiento mecnico est regido bsicamente por su fraccin arcillosa. En general afectan a zonas relativamente profundas del talud, siendo esta profundidad mayor (hablando slo lo mismo, sin considerar el terreno de cimentacin), cuanto ms escarpado sea aqul.Las fallas rotacionales circulares pueden ser de cuerpo de talud o de base; las primeras se desarrollan sin interesar al terreno de cimentacin en tanto que las segundas se desarrollan parcialmente en l.

Mecnica de Suelos II112. FALLA TRASLACIONAL:Estas fallas por lo general consisten en movimientos trasnacionales importantes del cuerpo del talud sobre superficies de fallas bsicamente planas, asociadas a la presencia de estratos pocos resistentes localizados a poca profundidad bajo el talud.La superficie de falla se desarrolla en forma paralela al estrato dbil y se remata en sus extremos por dos cantiles, por lo general formados por agrietamientos.Los estratos dbiles que fomentan estas fallas son por lo comn de arcillas blandas o de arenas finas o limos no plsticos sueltos. Con mucha frecuencia, la debilidad del estrato est ligada a elevadas presiones de poros en el agua contenidas en las arcillas o a fenmenos de elevacin de presin de agua en estratos de arena (Acuferos). En este sentido las fallas pueden estar ligadas tambin al calendario de las temporadas de lluvias en la regin.

Mecnica de Suelos II12FALLA EROSIN:Estas tambin son fallas de tipo superficial provocadas por arrastres de viento, agua, etc., en los taludes. El fenmeno es tanto ms notorio cuando ms empinadas sean las laderas de los taludes. Una manifestacin tpica del fenmeno suele ser la aparicin de irregularidades en el talud, originalmente uniforme. Desde el punto de vista terico esta falla suele ser imposible de cuantificar detalladamente, pero la experiencia ha proporcionado normas que la atenan grandemente si se las aplica con cuidado.

FALLA POR LICUACN:Estas fallan ocurren cuando en la zona del deslizamiento el suelo pasa rpidamente de una condicin ms o menos firme a la correspondiente a una suspensin, con prdida casi total de resistencia al esfuerzo cortante.Estas fallas ocurren en arcillas extra sensitivas y arenas poco compactas, las cuales, al ser perturbadas, pasan rpidamente de una condicin ms o menos estable o una suspensin, con la prdida casi-total de la resistencia al esfuerzo cortante. Las dos causas que puede atribuirse esa prdida de resistencia son: incremento de los esfuerzos cortantes actuantes y desarrollo de la presin de poros correspondiente, y por el desarrollo de presiones elevadas en el agua intersticial, quizs como consecuencia de un sismo, una explosin.FALLAS MLTIPLES:Se trata ahora de estudiar aquellas fallas que se producen con varias superficies de deslizamientos, sean simultaneas o en rpida sucesin. Conviene distinguir las fallas sucesivas y las regresivas. Ambas son comunes en laderas naturales en las que se practicas un corte.Mecnica de Suelos II13FLUJOS:Se refiere este tipo de falla a movimientos ms o menos rpidos de una parte de la ladera natural, de tal manera que el movimiento en s y la distribucin aparente de velocidades y desplazamientos recuerda el comportamiento de un lquido viscoso. La superficie de deslizamiento o no es distinguible o se desarrolla durante un lapso relativamente breve; es tambin frecuente que la zona de contacto entre la parte mvil y las masas fijas de la ladera sea una zona de flujo plstico. El material susceptible de fluir puede ser cualquier formacin no consolidada, y as el fenmeno puede presentarse en fragmentos de roca, depsitos de talud, suelos granulares finos o arcillas francas; son frecuentes los flujos en lodo.Mecnica de Suelos II14Flujo en materiales relativamente secos:En este grupo quedan comprendidos, en primer lugar, los flujos de fragmentos de roca, desde los muy rpidos (avalanchazas) hasta los que ocurren lentamente. Estos movimientos pueden explicarse en trminos de la falla plstica de los contactos profundos entre los fragmentos de roca y, consecuentemente, afectan siempre grandes masas de fragmentos y suelen ser de catastrficas consecuencias. En segundo lugar, los flujos en suelos, relativamente secos ha ocurrido en loess, asociadas muchas veces a temblores. En este caso, aparentemente, el efecto del temblor fue causar una muy rpida destruccin de la estructura del material, produciendo una verdadera licuacin, pero con el aire jugando el papel que en estos fenmenos por lo comn corresponde al agua.Mecnica de Suelos II15Flujos en materiales hmedos. Flujos de lodosSe trata ahora de flujos que requieren un proporcin apreciable de agua contenida en el suelo, la cual desempea un papel en la gnesis y naturaleza de la falla; existe amplia graduacin en la cantidad de agua que pueden contener los materiales, as como en el papel que sta llega a tener en el desarrollo de la falla.Los flujos en materiales hmedos se denominan flujos de lodo cuando es muy elevado el contenido de agua de los materiales, por lo menos en la zona de fluencia, pero naturalmente no hay una distincin clara entre los flujos de tierra y los flujos de lodo. A veces se habla tambin de flujo de detritus, cuando el material que fluye contiene porcentaje, apreciable del orden un 50%, por lo menos de graves, boleos o fragmentos de rocas, embebidos en la matriz, de suelo ms fino, tal como es comn que suceda en los depsitos de talud o en muchas laderas de suelos residual.

Mecnica de Suelos II16MTODOS DE ESTABILIZACIN DE TALUDES

Excavacin

Drenaje

Contrafuerte de Tierra o Roca (Bermas de Relleno)

Estructuras de Retencin

Tcnicas Especiales

Mecnica de Suelos II17MTODO APLICABLE

COMENTARIOSEl rea debe ser accesible al equipode construccin. Se requiere de un lugar apropiado para colocar el sueloexcavado. Algunas veces se incorporadrenaje a este mtodo.ESQUEMA2. Tendido el ngulo del talud.3. Excavar banqueta en la partesuperior del talud.4. Excavar completamente la masa dedeslizamiento.

1. Reducir la altura del talud conexcavaciones en la parte superior.I. EXCAVACIN:Mecnica de Suelos II181. Ms efectivo si llega al acufero natural. Los drenes son usualmente de flujo libre.

2. El fondo de las zanjas deben tener pendiente para drenar y ser conectado con tubera de salida. Debe colocarse tubera perforada en el fondo de las zanjas. La parte superior deberImpermeabilizarse.1. Drenes horizontales de pequeodimetro.2. Zanjas de subdrenaje profundas y continuas. Generalmente a unaprofundidad de 5 a 15 pies.3. Pozos verticales perforados, generalmente de 18.36 pulgadasde dimetro.4. Mejora en el drenaje superficial a lo largo de la parte superior con cunetas abiertas o canales pavimentados.Sembrar plantas en el talud con races profundas y resistentes a la erosin.3. Puede ser bombeado o conectado con una salida de gravedad. Varios pozos en fila unidas al fondo pueden formar una galera de drenaje.4. Buena prctica para la mayora de los taludes. Dirigir la descarga fuera de la masa deslizante.MTODO APLICABLE

COMENTARIOSESQUEMAII. DRENAJE:

Mecnica de Suelos II19MTODO APLICABLE

COMENTARIOSESQUEMAIII. CONTRAFUERTE DETIERRA O ROCA(O BERMAS DE RELLENO):

1. Excavacin de la masa deslizada y reemplazo con relleno compactado o contrafuerte de roca triturada. El pie del contrafuerte debe reposa r en suelo firme o roca por debajo del plano de deslizamiento. Se utiliza manto de drenaje con salida de flujo por gravedad detrs del talud del contrafuerte.

2. Utilizacin de bermas de relleno compactado o roca en el pie y ms all del pie. Debe proporcionarse drenaje detrs de la berma.1. Se requiere acceso para el equipo de construccin y rea de almacenaje. El suelo excavado puede utilizarse como relleno. Se puede requerir calzaduras de estructuras existentes. Si la estabilidad es crtica durante la construccin, se puede realizar en secciones cortas.

2. Se requiere suficiente ancho y espesor de las bermas de modo que la falla no ocurra por debajo o a travs de las bermas.Mecnica de Suelos II20MTODO APLICABLE

COMENTARIOSESQUEMAIV. ESTRUCTURAS DERETENCIN):

Muro de contencin del tipo entramado o cantiliver.

2. Pilotes verticales vaciados en sitio, con la base cimentada por debajo del plano de falla. Generalmente de dimetro de 18-36 pulgadas y espaciamiento de 4-8 pies.

3. Pilotes verticales vaciados en sitio anclados o batera de pilotes o bloques de cimentacin. La base de los pilotes por debajo del plano de falla. Generalmente de dimetro de 12-30 pulgadas y espaciamiento de 4-8 pies.

4. Pernos de anclaje en roca y suelo.

1. Usualmente costoso. Los muros cantiliver pueden ser anclados.

2. El espaciamiento deber ser tal que el suelo arquee entre pilotes. Puede utilizarse una viga superficial para amarrar los pilotes. Pilotes de gran dimetro (6 pies) han sido utilizados en deslizamientos profundos.3. El espaciamiento lo suficientemente cerca para que el suelo arquee entre pilares. Los pilotes pueden ser amarrados con viga superficial.

4. Pueden ser usados en taludes altos y en reas muy limitadas. Debe ser usado un diseo conservador, especialmente en soportes permanentes.Mecnica de Suelos II21MTODO APLICABLE

COMENTARIOSESQUEMAV. TCNICAS ESPECIALES):Grouting

Inyeccin Qumica

Electromosis (en suelos finos)

Congelamiento

Calentamiento1 y 2. Usados satisfactoriamente en varios casos. En otros casos no fue satisfactorio. La teora no est completamente desarrollada.

3. Generalmente costoso.

4 y 5. Mtodos especiales que deben ser especficamente evaluados en cada caso. Puede ser costoso.Mecnica de Suelos II22CLCULO DE LA ESTABILIDAD:La naturaleza y la homogeneidad de los materiales constitutivos son bsicas para planear y definir el problema de la estabilidad de un talud en cualquiera de sus mltiples aspectos. El ingeniero, como es l usual, analiza estos problemas tratando de extraer los suficientes conocimientos de carcter general como para poder establecer un modelo matemtico en el que el analizar la estabilidad. Los mtodos de clculo, para definir la estabilidad, establecen un mecanismo cinemtico de falla, extrado naturalmente de la experiencia, con base en el cual se las fuerzas tendientes a producir el movimiento como fuerzas de gravedad, filtracin, presin del agua, las cuales se han de comparar por algn procedimiento con las fuerzas que son capaces de desarrollarse y que tienden a que el mecanismo se falla no se produzca como resistencia de terreno, races y otras. Es decir que la estabilidad se entiende como la seguridad de una masa de tierra contra la falla o el movimiento. As todos los mtodos de clculo en boga estn ligados a un mecanismo cine mtico de falla especifico, por lo que solo sern aplicables a aquellos problemas de estabilidad en que la falla sea del tipo que se considera.

TALUDES EN ARENA SECA SIN COHESION:TALUDES EN SUELOS PURAMENTE COHESIVOS:Mecnica de Suelos II23Si el talud tiene una superficie irregular de modo que no puede ser representado por una lnea recta, o si existe la posibilidad de que la superficie de deslizamiento pase a travs de varios materiales con diferentes valores de cohesin (c) y del ngulo de friccin interna (), la estabilidad se puede analizar convenientemente utilizando el mtodo de las fajas.

TALUDES IRREGULARES EN SUELOS NO UNIFORMES (MTODO DE FAJAS)

Mecnica de Suelos II24En general, el talud suele estar parcialmente sumergido y adems se desarrollan presiones de poros a lo largo del crculo tentativo. La magnitud de estas presiones de poros a lo largo del crculo tentativo. La magnitud de estas presiones depende de las condiciones del problema. En algunos casos estas pueden ser estimadas por medio de una red de filtracin, por medio de ensayos de suelo o en base a observaciones realizadas en el terreno. Si el nivel de la superficie del agua se denota por A A, el peso W de la faja se puede escribir como:W= WW + W + z.b.en el cual Wa es el peso de la parte de la faja situada encima de A-A, Wb es el peso de la parte situada por debajo de A-A y z.b.w es el peso de un volumen de agua igual al de la porcin sumergida de la faja.

METODO DE LAS FAJAS EN PRESENCIA DE PRESION DE POROS:

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Gracias por su Atencin.

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