DISEÑO DE LA PRESA DE TIERRA

1. ANALISIS MEDIANTE METODO SUECO

El método sueco o del círculo de deslizamiento es un método relativamente

sencillo de analizar la estabilidad de un terraplén y consta de dos partes

fundamentales.

Trazo de la red de flujo

Análisis de circulo de falla

Términos empleados

1.1.TRAZO DE LA RED DE FLUJO

El trazo de la red de flujo se realiza en dos partes

a) Calculo y dibujo de la línea de saturación

b) Trazo de líneas equipotenciales y de corriente

1.1.1. TRAZO DE LÍNEA DE SATURACION METODO GRAFICO

El método que se utiliza es gráfico, a base de tanteos y consiste en trazar las

líneas equipotenciales y perpendicularmente a ellas, las líneas de corriente para

formar figuras aproximadamente cuadradas en toda la red

1.1.2. TRAZO DE LÍNEA DE SATURACION METODO GRAFICO

ANÁLISIS DE LOS CÍRCULOS DE FALLA

Círculo de análisis

El Método Sueco, para el análisis de estabilidad de taludes, se basa en la

suposición de que la línea de falla de deslizamiento es aproximadamente un arco

de círculo y el volumen de falla es un sector circular correspondiente a un cilindro.

El método es básicamente gráfico y consiste en trazar arcos de círculo a través del

talud y la cimentación y obtener factores de seguridad contra el deslizamiento.

Se deben analizar principalmente tres círculos, que se ilustran, respectivamente,

en la Figura6.

Figura 6. Círculos de análisis de falla.

A. Círculo

tangente al

desplante.

B. Círculo que pase por el pie del talud y que comprenda parte de la cimentación.

C. Círculo que abarque partes de la cimentación y de la corona.

Los círculos se emplean indistintamente para el análisis de estabilidad de

ambos taludes.

Factor de seguridad

El factor de seguridad de cada arco se obtiene sumando todas las fuerzas que se

oponen al deslizamiento a lo largo del arco y dividiéndolas entre la suma de las

fuerzas que tienden a producir el deslizamiento.

La magnitud de estas fuerzas depende de que se tengan condiciones de no

saturación o de saturación.

Para fines de análisis se considera un metro de ancho entre dos arcos.

Condiciones de no saturación

Las fuerzas que se oponen al deslizamiento son: la suma de fuerzas normales

multiplicadas por la tangente de ángulo de fricción interna, más el valor de la

cohesión en toda la longitud del arco. Las fuerzas que tienden a producir el

deslizamiento son las fuerzas tangenciales. De acuerdo con lo anterior, el factor

de seguridad contra el deslizamiento está dado por la fórmula:

FS=∑ N∗tan∅+L∗C

∑T≥1.5

Siendo:

ΣN = Suma de las fuerzas normales = Área de las componentes normales, que se

oponen al deslizamiento, multiplicada por el peso volumétrico seco, ton.

tanφ = Tangente del ángulo de fricción interna en condiciones de no saturación.

L = Longitud del arco de círculo, m.

C = Cohesión en condiciones de no saturación, ton/m2.

ΣT = Suma de fuerzas tangenciales = Área de las componentes tangenciales que

provocan el deslizamiento multiplicada por el peso volumétrico seco del material,

ton.

Condiciones de saturación

Las fuerzas que se oponen al deslizamiento son: la suma de fuerzas

normales, menos fuerzas de sub presión multiplicada por la tangente del ángulo

de fricción interna, más el valor de la cohesión en toda la longitud del arco. Las

fuerzas que tienden a producir deslizamiento son las fuerzas tangenciales. De

acuerdo con lo anterior, el factor de seguridad contra el deslizamiento está dado

por la fórmula:

FS=¿¿

Siendo:

ΣS = Suma de las fuerzas de sub presión = Área de sub presión por el peso

volumétrico del agua, en ton.

tanφ = Tangente del ángulo de fricción interna en condiciones húmedas.

C = Cohesión en condiciones húmedas, en ton/m2.

Para el análisis de estabilidad aguas arriba se emplea la red de flujo a

vaciado rápido, (para determinar la suma de las fuerzas de sub presión), y

para el talud aguas abajo se emplea la red de flujo a bordo lleno.

1.2.PROCEDIMIENTO DE APLICACIÓN DEL METODO SUECO

Se propone los elementos geométricos de la sección transversal de altura

máxima

2. CALCULO DEL FACTOR DE SEGURIDAD

1. CONDICIONES GENERALES DE LA PRESA

Tipo de presa: homogénea

Borbo libre: 2.08m

Altura de la presa: 32m

Tipo de material: SC

Ancho de corona: 10m

Ángulo de fricción: 36°

Cohesión: 6 tn/m2

2. PARA CONDICION DE NO SATURACION Presa aguas arriba

DatosΣN=509.6 tnΦ=36°L = 74.6 mΣT = 227.5 tnC= 6 tn/m2

FS=509.6∗tan36 °+74.6∗6227.7

FS=3.59 >1.5 ………………………….ok

Presa aguas abajoΣN=509.6 tnΦ=36°L = 74.6 mΣT = 227.5 tnC= 6 tn/m2

FS=509.6∗tan36 °+74.6∗6227.7

FS= 3.59 >1.5 ………………………….ok

3. PARA CONDICIÓN DE SATURACION Presa aguas arribaDatos

ΣN=509.6 tnΣT = 227.5 tnΣS = 481.15Φ=36° L = 74.6 mC= 6 tn/m2

FS=(509.6−481.15 )∗tan36+74.6∗6

227.5 FS=2.06 > 1.5 ……………………………….ok

Presa aguas abajoΣT = 227.5 tnΣS = 481.15Φ=36° L = 74.6 mC= 6 tn/m2

FS=(509.6−481.15 )∗tan36+74.6∗6

227.5FS=2.06 > 1.5 ……………………………….ok