Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

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Dr. Jorge E. Alva Hurtado UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER Í Í A A FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL SECCIÓN DE POST GRADO AN AN Á Á LISIS DE ESTABILIDAD DE LISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES TALUDES

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Page 1: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

Dr. Jorge E. Alva Hurtado

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍÍAAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

SECCIÓN DE POST GRADO

ANANÁÁLISIS DE ESTABILIDAD DE LISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDESTALUDES

Page 2: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

ANANÁÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDESLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES

* CARACTERÍSTICAS Y ASPECTOS CRÍTICOS DE VARIOS TIPOS DEPROBLEMAS DE ESTABILIDAD DE TALUDES

* PROCEDIMIENTOS DE INVESTIGACIÓN Y DISEÑO DE TALUDES

* ANÁLISIS DETALLADO DE ESTABILIDAD

* MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDES

Page 3: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

b ) PRESA DE TIERRA GRANDE CONSTRUIDA RÁPIDAMENTE SIN CAMBIO EN EL CONTENIDODE HUMEDAD DEL NÚCLEO DE ARCILLA

(NO CONSOLIDADO - NO DRENADO)

a ) TERRAPLÉN CONSTRUIDO RÁPIDAMENTE SOBRE UN DEPÓSITO DE ARCILLA BLANDA

c ) ZAPATA CONTINUA COLOCADA RÁPIDAMENTE EN DEPÓSITO DE ARCILLA

q = 5.7 Su + γt Du

de la fórmula de capacidad de carga deTerzaghi con φ = 0

D

qu

τ f f τ f f = S del núcleo dearcilla compactada

u

τ f f = S insituu

τ f f

B

EJEMPLOS DE ANÁLISIS TIPO UU

Page 4: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

EJEMPLOS DE ANÁLISIS TIPO CD(CONSOLIDADO - DRENADO)

a ) TERRAPLÉN CONSTRUIDO MUY LENTAMENTE POR CAPAS SOBREUN DEPÓSITO DE ARCILLA BLANDA

b ) PRESA DE TIERRA CON ESTADO DE INFILTRACIÓN CONSTANTE

c ) ZAPATA CONTINUA EN DEPÓSITO DE ARCILLA A LARGO PLAZODESPUÉS DE LA CONSTRUCCIÓN

τ f f = S resistencia cortante drenada insitud

τ f f

τ f f = S del núcleo de arcillad

τ f f

donde Nc, N γ y Nq son función de φ

q

D

u

qu = c N c + 1 γ B N γ + γ D N q2

B

Page 5: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

(CONSOLIDADO - NO DRENADO)

a ) TERRAPLÉN ELEVADO DESPUÉS DE CONSOLIDARSE BAJO ALTURA INICIAL

b ) DESEMBALSE RÁPIDO AGUAS ARRIBA. SIN DRENAJE DEL NÚCLEO

c ) CONSTRUCCIÓN RÁPIDA DE TERRAPLÉN EN TALUD NATURAL

τ f f = S insitu después deconsolidación bajo capa 1

u

τ f f = S del núcleo correspondiente aconsolidación bajo infiltraciónconstante antes del desembalse

u

τ f f

τ f f = S insitu de arcilla en el taludnatural antes de construcción

u

τ f f

1

2

τ f f

EJEMPLOS DE ANÁLISIS TIPO CU

Page 6: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

RESISTENCIA CORTANTE DRENADA Y NO DRENADA

ARCILLA SOBRECONSOLIDADA

(OCR > 4)

SDU

Us

S DL

SU

ARCILLA NORMALMENTE CONSOLIDADASDL

Línea K f

SUSDU

No Drenada

ESP-Descarga

ESP

P , P

ESP - Carga D

renad

a

Us

T S P

qq

P , P

Drenada

Línea K f

(OCR = 1)

T S P

Page 7: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

1) Terraplenes Granulares Construidos en Suelo Firme o Roca

2) Terraplenes Cohesivos Construidos en Suelo Firme o Roca- Al Final de la Construcción (Corto Plazo)- A Largo Plazo- Desembalse Rápido o Similar

3) Terraplenes en Terreno Blando- Al Final de la Construcción (Corto Plazo)- A Largo Plazo- Desembalse Rápido o Similar

CARACTERÍSTICAS Y ASPECTOS CRÍTICOS DEVARIOS TIPOS DE PROBLEMAS DE ESTABILIDAD

DE TALUDES

Page 8: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

4) Taludes en Excavaciones- Al Final de la Construcción (Corto Plazo)- A Largo Plazo- Desembalse Rápido o Similar

5) Laderas Naturales

6) Taludes Con Problemas Especiales- Arcillas Duras Fisuradas y Lutitas- Loess- Suelos Residuales- Arcillas Altamente Sensibles

CARACTERÍSTICAS Y ASPECTOS CRÍTICOS DEVARIOS TIPOS DE PROBLEMAS DE ESTABILIDAD

DE TALUDES

Page 9: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

- Observación de Campo

- Uso de Ábacos

- Análisis Detallado

PROCEDIMIENTOS DE INVESTIGACIÓN Y DISEÑO DE TALUDES

Page 10: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

COTANGENTE DEL TALUD - X321 4 5 6 70

0

25

50

75

100

125

MAS EMPINADO QUE 20° MAS TENDIDO QUE 20°

DESLIZAMIENTO EN SUELO

DESLIZAMIENTO EN ROCA METEORIZADA

DESLIZAMIENTO EN RELLENO

ALT

UR

A D

EL T

ALU

D -

H (

Pies

)

1

x

EVALUACIÓN DE LA ESTABILIDAD DEL TALUD POR MEDIO DE DATOS DE CAMPO

Page 11: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

ÁBACOS DE ESTABILIDAD PARA TALUDES INFINITOS

0.1

H

β

γ = Peso unitario total del suelo

γw = Peso unitario de agua

c' = Cohesión

φ' = Angulo de fricción

ru = Relación de presión de poro

u = Presión de poro en la profundidad H

Esfuerzo Efectivo

u=

Pasos

1. Determine ru de valores de presión de poros medidos ó fórmulas

2. Determine A y B de los ábacos

3. Calcule H

cBtgtg

AFγβ

φ ′+

′=

1.00.90.80.70.6

0.5

0.40.3

0.2

0

ru = 0

0.10.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Relación de talud b = cotg β

Par

ámet

ro A

1 2 3 4 5 6

Superficie de Infiltración

β

β

Infiltración paralela al talud

βγγ 2

u cosrTX w=

θβγγ

tgtg1ru +

=1w

Infiltración emergiendo del talud

θ

β

10

8

76

5

43

2

1

0 1 2 3 4 5 60

Relación de talud b = cotg β

XT

9

Par

ámet

ro B

Page 12: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

COORDENADAS DEL CENTRO PARA EL CÍRCULO CRÍTICOÁBACOS DE ESTABILIDAD PARA SUELOS CON φ = 0 Ref. (Janbu, 1968)

Abs

cisa

del

cen

tro

-xo

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

4

3

2

1

0

-1

CIRCULOS PIE Y BASE

cot β0.25 0.50 1.0 1.5 2 3 4 6 10

Angulo del talud – b (grados)

d = 0

d = 0.5

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

5

4

3

2

1

Y = y H0 0

Círculos punto m

edio

CIRCULO PIE

d = 3.0

2.5

2.0

0

cot β

0.25 0.50 1.0 1.5 2 3 4 6 10

Angulo del talud – b (grados)

0.3

NUMERO DE ESTABILIDADAngulo del talud – b (grados)

Círculos pieCírculos baseCírculos talud

DHd =

dF = N c

P0

βH

D = dHBase Firme

γ = Peso unitario total del suelo

/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

Factor de Seguridad

Pd =γ H + q - γw Hw

uq uw ut

0.25 0

cotg β0.50 0.75 1.0 1.5 3 4 6 ∞

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

3.83 4

5

6

7

8

9

10

11

2

CIRCULO PIE

d = 0

5.53 d=∞

321.5

1.00.5

0.30.2

0.1

CIRCULO TALUD

Núm

ero

de e

stab

ilida

d, N

o

CIRCULO BASE

10

Xo

oH

X = x H0 0

β

/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

Centro Crítico

Y

Ord

enad

a de

l cen

tro

-yo

0∞

1.5

1.0

Page 13: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

GRÁFICOS DE ESTABILIDAD DE TALUDES PARA SUELOS CON φ>0

Ref. (Janbu, 1968)

0 1 2 3 4 5

10050

30201510864

2

1

0

Núm

ero

críti

co d

e Es

tabi

lidad

, Ncf

Relación de Talud b = cot β

Valo

res

de λ

c φ

1

2

5

10

20

50

100

200300

Para c = 0 :

F = b tan φPP

ed

F = N cf c P d

cφλ = P tan φc

e

H H w

βw H'

1b

q

Ht

γ H + q − γ Hμ μ μ

w w

q w tP =d

γ H + q − γ H 'μ μ'

w w

q wP =e

( En la fórmula de P tomar q = 0, μ = 1 para condición no consolidada )e q

3.0

2.0

1.0

0

-1.00 1 2 3 4 5

Relación de talud b

Coo

rden

adas

Uni

taria

s X

e

Y

0

0

1002010520

25 10

20

100

Coordenadas

X = x H

Y = y H

0 0

0 0

COORDENADAS DEL CENTRO DELCIRCULO CRITICO

y0

λ =Cφ

x0

λ = 0Cφ

Page 14: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

FACTORES DE REDUCCIÓN POR CARGA ADICIONADA

LEYENDA

q

βH

D=dHBase Firme/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

β = 0°1.0

0.9

0.8

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Relación q γ/H

Fact

orμb

(a)

90°

60°

30°

Círculo por el pie

1.0

0.9

0.8

1.0

0.5

0

d = ∞

(b)

Círculo por la baseFact

orμb

Relación q γ/H

FACTORES DE REDUCCIÓN PARA LOS GRÁFICOS DE ESTABILIDAD DE TALUDES, SUELOS CON φ = 0 Y φ > 0

Ref. (Janbu, 1968)

FACTORES DE REDUCCIÓN POR SUMERGENCIA (μw) E INFILTRACIÓN (μ′w)

30°

60°

90°

1.0

0.9

0.8

0 0.5 1.0

β = 0°

Círculo por el pie

Relación Hw/H y H'w/H

Fact

orm

wy

m'w

1.0

0.9

0.8

0 0.5 1.0

0.5

0

Círculo por la base

d = ∞

(c)

(d)

LEYENDA

Base Firme/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

Base Firme

H w

H'w H

D=dH

H

D=dH

Hw

β

Fact

orμ w

yμ'

w 1.0

Relación Hw/H y H'w/H

Page 15: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

FACTOR DE REDUCCIÓN POR GRIETA DE TRACCIÓNSIN PRESIÓN HIDROSTÁTICA EN LA GRIETA

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.50 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Relación Ht / H(a)

β = 0°

30°

60°

90°

Círculo por el pie

(b)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

Fact

orμt

d = ∞

0

0.51.0

Círculo por la baseCírculo por la base

/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

D=dH

β

Base Firme

H

LEYENDA

Ht

Grieta de Tracción

Relación Ht / H

Fact

orμt

FACTORES DE REDUCCIÓN PARA LOS GRÁFICOS DE ESTABILIDAD DE TALUDES,SUELOS CON f = 0 Y f > 0

Ref. (Janbu, 1968)

FACTOR DE REDUCCIÓN POR GRIETA DE TRACCIÓNCON PRESIÓN HIDROSTÁTICA EN LA GRIETA

Relación Ht / H

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

d = ∞

β = 0°

Círculo por el pie

Círculo por la base

30°

60°

90°

1.00.5

0/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

D=dH

β

Base Firme

H

LEYENDA

Ht

Grieta de Tracción

(c)

(d)

Fact

orμt

Fact

orμt

Relación Ht / H

Page 16: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

Cu = RESISTENCIA NO-DRENADA

φU = 0

Cb

HO

H

β

1

CALCULE)H(H

bCNF

O+=

γ

2345

EXTRAPOLE EL PERFIL DE RESISTENCIA HACIA ARRIBA, PARA DETERMINAR HO

CALCULE M = HO/H

DETERMINE EL NUMERO DE ESTABILIDAD N DEL GRAFICO INFERIORDETERMINE Cb = RESISTENCIA EN LA BASE DEL TALUD

PASOS

Use γ = γb PARA TALUD SUMERGIDO

Use γ = γm PARA NO EXISTENCIA DE AGUA FUERADEL TALUD

Use γ PROMEDIO, PARA TALUD PARCIALMENTESUMERGIDO

NU

MER

O D

E E

STA

BIL

IDA

D, N

3432

30

28

26

24

22

1816

14

12

10

8

6

4

2

0

20

90 60 30 0β (GRADOS)

GRÁFICOS DE ESTABILIDAD DE TALUDES PARA φ = 0 Y RESISTENCIA AUMENTANDO CON PROFUNDIDAD. (Hunter y Schuster, 1968)

M = 2.00

1.75

1.50

1.25

1.00

0.75

0.50

0.25

0

Falla superfic

ial

Falla

prof

unda

Page 17: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

- Método de Dovelas

- Método de la Cuña Deslizante

- Conclusiones

ANÁLISIS DETALLADO DE ESTABILIDAD

Page 18: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

EJEMPLO DEL MÉTODO ORDINARIO DE DOVELAS

20

10

0

-10

-20

10

Elev

ació

n -p

ies

1 2

4

Capa γ (lb/pie3) c (lb/pie2) φ (grados)

A 110 60 35

105 100 30

110 750 5

B

C

Radio - 100 pies

3

5 6 78

910 A

B

C

Page 19: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

FUERZAS QUE ACTUAN EN DOVELA

Δ x

W

XE

b

θ a

T

U = u Δ li i i

Δ l

Ur

X

E i + 1

U

Ni

i

i

i + 1ii

ii

i i

i

i

Page 20: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

INCÓGNITAS

N-1 FUERZAS HORIZONTALESN-1 FUERZAS VERTICALESN-1 LOC. F. HORIZONTALESN FUERZAS NORM. BASEN LOC. F. NORM.N FUERZAS NORM. BASEI F.S.

5N-2 TOTAL

SISTEMA INDETERMINADO

3N TOTAL

ECUACIONES

FACTOR DE SEGURIDAD

AMRM

F =

∑=

∑=

+=

∑=

=

∑=

∑=

+=+=

n1i iθseniW

n1i

iNtgcLF

n1i

iθseniWrAM

)n1i

iNn1i

tgLc(riΔl)tgiσc(rRM

φ

φφ

MFΣN

HFΣN

vFΣN

EQUILIBRIO DE FUERZAS Y MOMENTOS

Page 21: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

ASUME QUE LA RESULTANTE DE FUERZAS LATERALESACTUA PARALELA A LA BASE DE CADA DOVELA

RESUELVE LAS FUERZAS NORMALES PERPENDICULARESA LA BASE ELIMINANDO LAS FUERZAS LATERALES

MÉTODO ORDINARIO DE DOVELAS (FELLENIUS)

SATISFACE : EQ. TOTAL DE MOMENTOS

NO SATISFACE : EQ. FH: EQ. FV: EQ. INDIVIDUAL DE MOMENTOS

1 ECUACIÓN 1 INCÓGNITA

∑=

Δ−∑=

+= n

senW

ntgLc

F

1

1

i i

il

iu

i

i

iiW

θ

θφ )cos(

Page 22: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

MÉTODO SIMPLIFICADO DE BISHOP

N + 1 ECUACIONES N + 1 INCÓGNITAS

ASUME QUE LAS FUERZAS VERTICALES EN LASDOVELAS SON CERO

RESUELVE LAS FUERZAS EN LA DIRECCIÓN VERTICALELIMINANDO LAS FUERZAS LATERALES

[ ] [ ]

)1(cos)(

)(/1)(

1

FtgtgM

senW

MtgxuWxcF

iii

n

iii

n

iiiiii

φθθθ

θ

θφ

+=

Δ−+Δ=

=

SATISFACE : EQ. TOTAL DE MOMENTOSEQ. FV

NO SATISFACE : EQ. INDIVIDUAL DE MOMENTOSEQ. FH

Page 23: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

METODO DE LOWE Y KARAFIATH

ASUME QUE LA INCLINACIÓN DE LAS FUERZAS LATERALES ES ELPROMEDIO DEL TALUD Y LA SUPERFICIE DE FALLA

SATISFACE : Σ FvΣ FH

NO SATISFACE : ΣM

2 N ECUACIONES 2 N INCÓGNITAS

Page 24: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

MÉTODO MORGENSTERN - PRICE

ASUME QUE LA INCLINACIÓN DE LAS FUERZAS LATERALES SIGUEUNA FORMA DETERMINADA

SATISFACE TODAS LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO

3 N ECUACIONES 3 N INCÓGNITAS

θ

θ

θ = λ f (x)

Page 25: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

MÉTODO DE JANBU (GPS)

ASUME LA POSICIÓN DE LA FUERZA HORIZONTAL

SATISFACE TODAS LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO

3 N ECUACIONES 3 N INCÓGNITAS

Asumido

Asumido

Page 26: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

MÉTODO DE SPENCER

ASUME QUE LA INCLINACIÓN DE LA FUERZA LATERALRESULTANTE (q) ES LA MISMA PARA CADA DOVELA

SATISFACE TODAS LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO

3 N ECUACIONES 3 N INCÓGNITAS

θ

θ

Page 27: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

MÉTODO DE LA CUÑA DESLIZANTE

φmA = Ángulo de fricciónmovilizado en suelo A

φmB = Ángulo de fricciónmovilizado en suelo B

⎪⎪⎪⎪⎪

⎪⎪⎪⎪⎪

+≈

+≈

−≈

2453

2452

2451

Bm

Am

Am

φθ

φθ

φθ

SATISFACE EQUILIBRIO DE FUERZAS

ASUME INCLINACIÓN FUERZA HORIZONTAL

θ3

Suelo B

Suelo Aθ2θ1

Page 28: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

MÉTODO DE ESPIRAL LOGARÍTMICA

ASUME QUE LA SUPERFICIE DE FALLA ES UNA ESPIRAL LOGARÍTMICA

SATISFACE TODAS LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO

3 ECUACIONES 3 INCÓGNITAS

r = r0 eθ tg φ

r0θ

φm

Page 29: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

PROCEDIMIENTO

MÉTODO ORDINARIO DEDOVELAS

MÉTODO DE BISHOPMODIFICADO

MÉTODO DE JANBUPROCEDIMIENTO GENERA-LIZADO DE DOVELAS

MÉTODOS DE SPENCER YMORGENSTERN Y PRICE

MÉTODO DELOWE Y KARAFIATH

MÉTODO DE ESPIRALLOGARITMICA

CONDICIÓN DE EQUILIBRIO SATISFECHA

MOMENTOTOTAL

MOMENTODOVELA IND. VERT. HOR.

ECUACIONESE

INCÓGNITAS

FORMA DELA SUPER-FICIE DE

FALLA

APLICABLE A

CálculosManuales

CálculosComputadoraCálculos

Manuales

Circular

Circular

Cualquiera

Cualquiera

Cualquiera

EspiralLogarítmica

Si

Si

Si

Si

No

Si

No

No

Si

Si

No

-

No

Si

Si

Si

Si

Si

No

No

Si

Si

Si

Si

1

N + 1

3 N

3 N

2 N

3

Si

Si

Si

No

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Page 30: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

10°

12°

14°

16°

18°

CHILE

BOLIVIA

BRASIL

COLOMBIAECUADOR

OCÉANOPACIFICO I

81° 79° 77° 75° 73° 71° 69°

II

III

III

COEFICIENTE SÍSMICO PROPUESTOPARA PRESAS PEQUEÑAS Y MEDIANAS

(Ruesta, P., Diaz, J. Y Alva, J., 1988)

ZONA PRESASDE TIERRA

PRESASDE ENROCADO

I

II

III

0.15 – 0.25

0.10 – 0.15

0.05 – 0.10

0.10 – 0.20

0.05 – 0.10

0.05

ZONIFICACIÓN DEL COEFICIENTE SÍSMICO EN EL PERÚ(Ruesta et al, 1988)

Page 31: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

1.- Cualquier método que satisface el Equilibrio de Momentos, da el mismo factor de seguridad en el análisis de φ = 0 con superficies de falla circular.

2.- El Método Ordinario de Dovelas (Fellenius), da error en el lado conservador para el caso de φ > 0. Con presiones de poro pequeñas, para los análisis en función de esfuerzos totales y de esfuerzos efectivos, el error es menor de 10%. Para pendientes casi planas con presiones de poros altas, el error puede ser mayor del 50%.

3.- Para análisis de φ = 0 ó φ > 0 con presiones de poros bajas o altas, el Método Simplificado de Bishop es adecuado para el análisis de falla circular. El método es muy estable numéricamente, sólo hay problemas de convergencia cuando los extremos de la superficie de falla es muy parada, casi vertical.

CONCLUSIONES SOBRE LOS MÉTODOS DE EQUILIBRIOLÍMITE

Page 32: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

4.- En los métodos que satisfacen solamente el equilibrio de fuerzas, el Factor de Seguridad es muy sensible a la inclinación asumida de las fuerzas laterales. El método de Lowe y Karafiath es razonable para análisis de φ > 0, pero no conservador (10-15%) para φ = 0 .

5.- Si todas las condiciones de equilibrio son satisfechas, la magnitud del error en el Factor de Seguridad es muy pequeña, usualmente ± 5% de la respuesta correcta.

6.- Los métodos que satisfacen todas las condiciones de equilibrio presentan ventajas y desventajas.

a) GPS o JANBU : El mejor para el cálculo manual. Pueden existir inestabilidades numéricas en el computador.

b) SPENCER : El más estable numéricamente, bueno para el computador, malo para el análisis manual.

Page 33: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

c) MORGENTERN- : El más flexible. Las fuerzas laterales asumidasPRICE se pueden cambiar, cambiando f(x). Teóricamente

es atractivo porque f(x) se puede cambiar hasta encontrar una distribución interna de esfuerzos razonabe. En la práctica consume mucho tiempo y es innecesario para el cálculo del Factor de Seguridad, ya que este valor varía muy poco con f(x).

Page 34: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

- Excavación- Drenaje- Contrafuerte de Tierra o Roca (Bermas de Relleno)- Estructuras de Retención- Técnicas Especiales

MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDESY DESLIZAMIENTOS

Page 35: Mecánica de Suelos I : Análisis de estabilidad de taludes

MÉTODO APLICABLE COMENTARIOS

1. Reducir la altura del talud conexcavacines en la parte superior.

2. Tendido el ángulo del talud.

3. Excavar banqueta en la partesuperior del talud.

4. Excavar completamente la masa dedeslizamiento.

El área debe ser accesible al equipode construcción. Se requiere de un lugar apropiado para colocar el sueloexcavado. Algunas veces se incorporadrenaje a este método.

ESQUEMA

I EXCAVACIÓN

MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDES Y DESLIZAMIENTOS( Turnbull y Hvorslev, 1968)

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MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDES Y DESLIZAMIENTOS( Turnbull y Hvorslev, 1968)

1. Drenes horizontales de pequeñodiámetro.

2. Zanjas de subdrenaje profundas y contínuas. Generalmente a unaprofundidad de 5 a 15 pies.

3. Pozos verticales perforados,generalmente de 18.36 pulgadasde diámetro.

4. Mejora en el drenaje superficial a lolargo de la parte superior con cunetasabiertas o canales pavimentados.Sembrar plantas en el talud con raícesprofundas y resistentes a la erosión.

3. Puede ser bombeado o conectado con una salida de gravedad. Varios pozos en fila unidas al fondo pueden formar una galería de drenaje.

4. Buena práctica para la mayoría de los taludes. Dirigir la descarga fuera de la masa deslizante.

II DRENAJE

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1. Más efectivo si llega al acuíferonatural. Los drenes son usualmente de flujo libre.

2. El fondo de las zanjas deben tenerpendiente para drenar y ser conectado con tubería desalida. Debe colocarse tubería perforada en el fondode las zanjas. La parte superior deberáImpermeabilizarse.

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MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDES Y DESLIZAMIENTOS( Turnbull y Hvorslev, 1968)

III CONTRAFUERTE DETIERRA O ROCA(O BERMAS DE RELLENO)

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

2. Utilización de bermas de relleno compactado o roca en el pie y más allá del pie. Debe proporcionarse drenaje detrás de la berma.

1. Se requiere acceso para el equipo de construcción y área de almacenaje. El suelo excavado puede utilizarse como relleno. Se puede requerir calzaduras de estructuras existentes. Si la estabilidad es crítica durante la construcción, 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 través de las bermas.

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1. Muro de contención del tipo entramado o cantiliver.

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

3. Pilotes verticales vaciados en sitio anclados o batería de pilotes o bloques de cimentación. La base de los pilotes por debajo del plano de falla. Generalmente de diámetro 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 deberá ser tal que el suelo arquee entre pilotes. Puede utilizarse una viga superficial para amarrar los pilotes. Pilotes de gran diámetro (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 áreas muy limitadas. Debe ser usado un diseño conservador, especialmente en soportes permanentes.

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MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDES Y DESLIZAMIENTOS( Turnbull y Hvorslev, 1968)

IV ESTRUCTURAS DERETENCIÓN

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1. Grouting

2. Inyección Química

3. Electromosis (en suelos finos)

4. Congelamiento

5. Calentamiento

1 y 2. Usados satisfactoriamente en varios casos. En otros casos no fue satisfactorio.La teoría no está completamente desarrollada.

3. Generalmente costoso.

4 y 5. Métodos especiales que deben ser específicamente evaluados en cada caso. Puede ser costoso.

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V TÉCNICAS ESPECIALES