UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOLGICA

PLAN DE PROYECTO DE TESIS

EVALUACIN DEL COMPORTAMIENTO GEOTCNICO DE SUELOS Y ROCAS PARA ANALIZAR LA INESTABILIDAD DE TALUDES EN LA CARRETERA CELENDN BALSAS

Docente:Ing. Crispn Zenn Quispe Mamani

Presentado por:RIVASPLATA AZCO, Anna Victoria

CAJAMARCA-PER

2015CAPTULO I. INTRODUCCIN 1.1. Planteamiento del problemaEl rea de investigacin se ubica en la carretera Celendn Balsas en el tramo Km 100+000 hasta el km 158+000 de la carretera 8B. En este tramo se evidencian taludes inestables en zonas crticas con posibles cadas de rocas, deslizamientos del talud superior y hundimientos del talud inferior; influenciado por factores geomtricos como ngulo y altura del talud; factores geolgicos-estructurales tales como el tipo de roca, plegamientos, fallas de cabalgamiento; factores hidrogeolgicos destacando la precipitacin e infiltracin y factores geotcnicos tenemos caracterizacin de las rocas. Esto conlleva a evaluar el comportamiento geotcnico de los suelos y rocas, as como determinar la influencia de la geodinmica externa en la inestabilidad de estos taludes. Siendo necesario realizar la identificacin de zonas crticas para determinar el factor de seguridad con mtodos determinsticos y de acuerdo a ello proponer formas de sostenimiento de los taludes inestables para minimizar el riesgo de las personas que transitan por esta va.1.2 Formulacin del problemaSon inestables los taludes de la de la carretera Celendn Balsas?Cul es el comportamiento geotcnico de los taludes de la carretera Celendn Balsas?Cmo influye la geodinmica externa en la inestabilidad de los taludes en zonas crticas de la carretera Celendn Balsas?1.3Justificacin de la investigacinLa cada de rocas en las carreteras con taludes inestables constituye un riesgo permanente para las personas que transitan por las vas, En el rea de estudio se ha reportado, por parte de los usuarios cadas de rocas y deslizamientos de talud especialmente en pocas de lluvia. En vista de ello es necesario realizar la evaluacin geotcnica suelos y rocas de los taludes para analizar la inestabilidad con el factor de seguridad y determinar qu factores entre los geomtricos, geolgicos, hidrogeolgicos o geotcnicos determinan esta inestabilidad para plantear sistemas de contencin en los puntos altamente crticos.1.4Alcances o delimitacin de la investigacinDelimitacin espacial: Carretera Celendn Balsas en el tramo Km 100 hasta el km 158 de la carretera 8B Cajamarca Chachapoyas.Delimitacin temporal. La investigacin est comprendida entre los meses de abril a diciembre 2015.Delimitacin de la investigacinLa investigacin realiza un anlisis de inestabilidad de taludes con datos obtenidos en las zonas crticas y propone muros de contencin y anclajes entre otros para minimizar el peligro en las zonas inestables.1.5Limitaciones Salidas peridicas a campo. Por el limitado tiempo Accesibilidad a la zona. Hay que pedir permiso al presidente de la comunidad quien es reacio por los problemas sociales en Celendn. Presupuesto. Limita a realizar ensayos de mayor precisin.1.6ObjetivosGeneralEvaluar el comportamiento geotcnico y la geodinmica externa en suelos y rocas de taludes de zonas crticas en la carretera Celendn Balsas.Especficos Realizar el cartografiado geolgico-estructural. Caracterizar el macizo rocoso y suelos. Realizar clculos de inestabilidad para las zonas crticas. Elaborar planos temticos. Proponer soluciones geotcnicas a las zonas crticas.CAPTULO II. MARCO TERICO2.1. Antecedentes tericosMercado, (2014). Realiza un anlisis de estabilidad de taludes de la carretera Encaada-Celendn, tramo km. 52+000-km 94+400. En esta tesis se evala zonascrticas para la estabilidad de los taludes de esta carretera.Sanhueza Plaza & Rodrguez Cifuentes, (2013). Se ha realizado un anlisis de estabilidad de taludes de las laderas de la quinta regin de chile con mtodos determinsticos, en condiciones estticas y pseudoestticas.Escobar Toro & Valencia Gonzlez, (2012). Han realizado el anlisis de estabilidad de dos taludes en la autopista Medelln-Bogot, con mtodos probabilsticos que evalan la probabilidad de falla de la superficie potencias de falla que se calcula en los mtodos determinsticos. Mora Ortiz & Rojas Gonzlez, (2009). Se ha evaluado el efecto de la infiltracin en los taludes de la autopista del sol en Cuernavaca-Acapulco en dos taludes especialmente en pocas de intensas precipitaciones.Li, Rendn, & Espinoza, (2010). Se ha realizado un estudio de las fuerzas de infiltracin y los efectos que produce en la estabilidad de taludes.2.2. Bases tericas2.2.1. Clasificacin de materiales.a. Clasificacin de suelos.Los suelos adquieren su nomenclatura en ingeniera de acuerdo a su granulometra, este sistema fue propuesto por Casagrande, (1942). Varias organizaciones desarrollaron lmites de tamao de suelo separado evolucionando finalmente hasta el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (SUCS).b. Clasificacin geomecnica de rocas.Teniendo como enfoque a la competencia, la presente investigacin usara el GSI (Geological Strength Index) que es el ndice geolgico de resistencia de las rocas, fue propuesta por Hoek, Kaiser & Bawden, (1992) la cual se centra en las propiedades de los bloque de roca y de la liberacin de estos para girar o deslizarse, bajo distintas condiciones de esfuerzo.

2.2.2. Criterios de roturaa. Criterio de falla de Mohr-Coulomb.Mohr, (1900) presento su teora sobre la ruptura de los materiales la cual afirma que un material falla debido a una combinacin crtica de esfuerzo normal y esfuerzo cortante, y no solo por la presencia de un esfuerzo mximo normal o bien de un esfuerzo mximo cortante.b. Presin lateral de tierra (teoras de Rankine).El trmino equilibrio plstico en suelos se refiere a la condicin en que cada punto en una masa de suelo est a punto de fallar. Rankine (1857) investig las condiciones de esfuerzo en el suelo en un estado de equilibrio plstico. c. Criterios de rotura de macizos rocosos (teora de Hoek-Brown).Desarrollado por Hoek-Brown, (1980) para determinar la resistencia al esfuerzo, en macizos rocosos, teniendo en cuenta el tamao de la muestra, influencia del agua, propiedades de roca intacta, ndice geolgico de resistencia y mdulo de deformacin. 2.2.3. Anlisis de estabilidad de taludes.Si la componente de la gravedad en un talud es suficientemente grande ocurrir una falla. Este proceso, implica determinar y comparar el esfuerzo cortante desarrollado a lo largo de la superficie ms probable de falla con la resistencia cortante del suelo o roca. a. Factor de seguridad.La tarea del ingeniero encargado de analizar la estabilidad de un talud es determinar el factor de seguridad, Braja M. Das (1984) define a ste como:

La resistencia cortante de un suelo consta de dos componentes, la cohesin y la friccin, y se expresa como:

b. Estabilidad de taludes infinitos con infiltracin.Para el anlisis de taludes con infiltracin tenemos a Braja D. (1984), quien sugiere:

c. Anlisis de taludes mediante el mtodo de las dovelas.El anlisis por estabilidad usando el mtodo de las dovelas consiste en dividir la superficie de falla de prueba en varias dovelas verticales. El factor se halla mediante la frmula de Braja D. (1984) y se expresa como sigue:

Bishop (1955), propuso una solucin ms refinada para el mtodo ordinario de las dovelas y la ecuacin toma la siguiente forma:

d. Anlisis de taludes mediante dovelas para infiltracin con flujo establecido.Para una infiltracin de estado permanente a travs de taludes, como es la situacin en muchos casos prcticos, la presin del agua de poro tiene que tomarse en cuenta cuando se usan parmetros de resistencia cortante efectiva. Braja D. (1984). ; un=Hnne. Solucin de Bishop y Morgenstern para estabilidad de taludes simples con infiltracin. Solucin de Bishop y Morgenstern (1960) para la estabilidad de taludes simples con infiltracin:

Donde m y n son coeficientes de estabilidad generados anteriormente y mostrados en tablas.

CAPTULO III. HIPTESIS DE LA INVESTIGACIN3.1. Hiptesis La inestabilidad de los taludes en las zonas crticas de la carretera Celendn Balsas est determinado por el comportamiento geotcnico de los suelos y rocas y la geodinmica externa que acta sobre los taludes.3.2 Definicin de variablesVariables independientesAltura de taludngulo de talud (DV, DH)LitologaDiscontinuidadesPrecipitacin InfiltracinVariables dependientesInestabilidad de taludes

3.3 Operacionalizacin de variablesTabla N02.Operacionalizacin de variables.

Variable DependienteDefinicinIndicadorndice o tem

Inestabilidad de taludesCoeficiente que indica estabilidad (FS>1) o inestabilidad (FS