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GEOLOGIA Y GEOTECNIA2010

2da edición

ESTABILIDAD DE TALUDES

Ing. Silvia Angelone

ESTABILIDAD DE TALUDES

Talud:

Cualquier superficie inclinada

respecto a la horizontal que haya

adoptado una estructura de suelo

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TIPOS DE TALUDNaturales (laderas)

TIPOS DE TALUDArtificiales

(desmontes yterraplenes)

3

Estabilidad:

Seguridad de una masa de tierra contra la falla o movimiento

Deslizamiento:

Rotura y desplazamiento del suelo situado debajo del talud que origina un movimiento hacia abajo y afuera de la masa de suelo

Estabilidad:

Seguridad de una masa de tierra contra la falla o movimiento

0

1

2

3

4

0 1 2 3 4

Esfuerzo normal (σ)

Esfu

erzo

cor

tant

e (

)

Criterio Mohr -Coulomb

c

φ

στ

τ

στ

τ

σστ

τ

τ

τ φ⋅σ+=τ tgc

4

Los tipos de fallas más comunes

en taludes son:

• Deslizamientos superficiales (creep)

• Movimiento del cuerpo del talud

• Flujos

Forma de falla

Agrietamiento

Desprendimiento Superficial Estrato poco resistente

Figura 5: Tipos de fallas traslacionales

Deslizamientos superficiales (creep)

Foto 3: Deslizamiento producido por la saturación del suelo. Además puede observarse la inclinación de los árbolesrespecto de la vertical, lo que hace pensar que se está ante la presencia de creep.

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Movimiento del cuerpo del talud

•Forma lenta

•Forma rápida

•Con provocación

•Sin provocación

Forma de falla

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ESTABILIDAD DE TALUDESCausas:

Excavaciones

Socavaciones

Desintegración de la estructura del suelo (micro fisuras)

Aumento de la presión de poros

Licuefacción del suelo

Etc.

La falla es consecuencia de una o más causas aisladas o combinadas

Ejemplo 1

7

Ejemplo 2

Ejemplo 3: Saturación del SueloSaturación del Suelo

8

Ejemplo 4

Ejemplo 5

9

Construcción sobre Rellenos, mal estabilizadosConstrucción sobre Rellenos, mal estabilizados

Ejemplo 6

Ejemplo 7 Descenso del nivel del agua

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Ejemplo 8 Loess afectado por las lluvias

Ejemplo 9

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Pie del Talud

Cresta del Talud

Partes de un talud

• Formación de grietas de tracción

• Rotura a lo largo de una superficie de deslizamiento

Forma de falla de un talud

12



13

• Formación de grietas de tracción

• Rotura a lo largo de una superficie de deslizamiento

LOCAL O DE TALUD

PIE DE TALUD

BASE

GRIETAS DE TRACCIÓN


Propósito del cálculo de la estabilidad

•Cálculo de la resistencia media al corte de los suelos a partir de deslizamientos producidos

•Determinación de la estabilidad de taludes mediante la estimación de un coeficiente de seguridad “F”

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Taludes en arena sin cohesión

Taludes en suelos cohesivos homogéneos

βφ

=tgtgF

β

h

c4Hcγ⋅

=Hc altura crítica

C cohesión

γh peso especifico

Cálculo de la resistencia media al corte de los suelos a partir de deslizamientos producidos•Mediciones en el terreno

•Perforaciones

•Replanteo de la sup. de deslizamiento

r

Oe

dperforaciones

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Cálculo de la resistencia media al corte de los suelos a partir de deslizamientos producidos

W1W2

l1l2

s

r

O

e

d

derslWlW ⋅⋅+⋅=⋅ 2211 derlWlWs

⋅⋅−⋅

= 2211

Determinación de la estabilidad de taludes mediante la estimación de un coeficiente de seguridad “F”

Cuando se investiga la estabilidad de un talud, es necesario determinar:

Posición del círculo crítico

Mínimo coeficiente de seguridad “F”

Resist. al corte del suelo a lo largo de la sup deslizamiento

Fuerzas que tienden a producirloF =

F debe ser el mínimo

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Método de las fajas o dovelas

Se aplica a:

• Cualquier topografía de la superficie

• Cualquier tipo de suelo c ≠ 0, φ ≠ 0

• Perfil estratificado, ≠materiales, ≠estratos

• Con o sin presencia de napa freática

Método de las fajas o dovelasSin nivel freático

r

O

e

d

• Resistencia al Corte, τ = c + σ tgφ , presiones totales

• Se propone un círculo tentativo

• Se divide la masa de suelos en fajas

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•Se divide la masa de suelos en fajas

r

O

e

d


r

O

e

d α

α

18


• Las fuerzas actuantes deben estar en equilibrio

•Las fuerzas actuantes en cada dovela deben estar en equilibrio

b

P

S

EnEn+1

Tn

Tn+1

W

Fs sobre

una dovelarO

e

d α

αb

s

Método de las fajas o dovelasSin nivel freático• W= Peso Propio = Volumen * peso específico (γ)

• T, E = fuerzas tangenciales y normales entre dovelas

• S = fuerza de corte en la superficie de falla

• P = fuerza normal a la superficie de fallab

P

S

EnEn+1

Tn

Tn+1

W

lα

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• El conjunto de la toda la masa debe estar en equilibrio

b

P

S

EnEn+1

Tn

Tn+1

W

lα

∑∑ = SrWsenr α

rO

e

d α

αb

s •Si s es la resistencia unitaria al corte a lo largo de l, resulta

α==

cosb

Fsl

FsS

W


b

P

S

EnEn+1

Tn

Tn+1

W

lα

∑∑ = SrWsenr αr

Oe

d α

αb

sα

==cos

bFsl

FsS

∑∑ α=α

cossb

FrWsenr

∑∑

αα=

Wsencos

sb

F

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b

P

S

EnEn+1

Tn

Tn+1

W

lα

rO

e

d α

αb

s

• La resistencia unitaria al corte s está determinada por la ecuación

φ+= tanpcs

α−=α

== senbS

bW

bcosP

lPp

φ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ α−+= tansen

bS

bWcs

α∗+α∗= cosPsenSW

φ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ α−+= tantan

Fs

bWcs


φ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ α−+= tantan

Fs

bWcs

Ftantan1

tanbWc

sαφ

+

φ+=

α⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ φα

+=α cosFtantan1m

∑∑

αα=

Wsencos

sb

F

( )

∑∑

α

φ+

= α

Wsenm

tanWcb

F

la ecuación debe resolverse por aproximaciones sucesivas en las cuales se adopta un valor F = F1

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α⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ φα

+=α cosFtantan1m

( )

∑∑

α

φ+

= α

Wsenm

tanWcb

F

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

-40 -20 0 20 40α [Grados]

mα

1.0

0.80.60.4

0.20.0

Figura 9: Ábaco para evaluar el coeficiente mα

Ftanφ


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Dobela

Nº α tan φ c tan α cos α sen α W W. sen α c.b+W.tgφ F1 mα 9 / 11

123

Σ= 8 Σ= 9 Σ= 12

F1 = Σ 9 / Σ 8 F= Σ 12 / Σ 8

¿ F1 = F ?

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R 1

R2

F mínimo

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Softwares de cálculo:

1 - Programa Stb-2001

2 - Programa Geo Slope

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