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Universidad de Atacama Facultad de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Análisis caso de estudio con SLIDE 5.0 Integrantes: Cristian Alcaín Gabriela Lazo E. Profesor: José Luis Lópe Asignatura: Excavaciones Subterráneas Fecha: 24/06/2015

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Estudio de estabilidad usando el software Slide

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Universidad de Atacama Facultad de Ingeniera Ingeniera Civil en MinasAnlisis caso de estudio conSLIDE 5.0 Integrantes: Cristian Alcano G. Gabriela Lazo E.Profesor: Jos Luis Lpez J.Asignatura: Excavaciones SubterrneasFecha: 24/06/2015

1IntroduccinSlide 5.0 de Rocsience es un software diseado para analizar la estabilidad geomecnica tanto de taludes de suelos, rocas, entre otras estructuras (muros de contencin, presas de tierra), para esto utiliza mtodos geomecnicos como Bishop, Janbu simplificado, Spencer entre otros.2Caso de estudioEn el mes de febrero de 2001, un terremoto de 6,6 en la escala de Richter, provoc grandes desastres en la ciudad de Tecla en el Salvador. Como consecuencia de esto las autoridades del pas, preocupadas por los sectores rurales, decidieron realizar un completo anlisis de su actividad geolgica y ssmica. El estudio parta de la necesidad de conocer con exactitud cuales eran los riesgos geolgicos que amenazaban a las comunidades del rea de la cordillera sur, el estudio pudo llevarse a cabo a travs de la organizacin no gubernamental de gelogos del mundo.Fueron cerca de 42 los taludes analizados, en este informe se mostrar a modo de ejemplo, el anlisis de uno de estos.3Objetivos Analizar la situacin del talud.Entregar soluciones en caso de ser necesario. ( Talud inestable).

4Imgenes caso de estudio

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6Estudio mediante Slide 5.0Primer paso: Dibujar el modelo manualmente con Add External Boundary

7Segundo paso: Agregar la litologa con la herramienta Add Material Boundary Estudio mediante Slide 5.0

8Tercer paso: Asignar materiales a la litologaEstudio mediante Slide 5.0

9Estudio mediante Slide 5.0

10Estudio mediante Slide 5.0

11Cuarto paso: Asignacin de carga al terreno, considerando que en la cresta del talud, existe una comunidad con casas de adobe y madera, se considerar una carga de 10 KN/m a lo largo de 10 metros, considerando aproximadamente 3 casa en el perfil de ancho 3,3 metros.Estudio mediante Slide 5.0

12Estudio mediante Slide 5.0Quinto paso: Asignacin de factor ssmico

Este factor es entregado por el estudio que se consider para el anlisis.Se considero un factor de 0.2, basado en lo expuesto en el foro de Rocscience, donde indican que estos varan entre 0.1 a 0.3, siendo 0.3 un terremoto grado 10, por lo cual un valor de 0.2, corresponde aproximadamente a un sismo de 6,6 que sera lo analizado en este caso.13Estudio mediante Slide 5.0Sexto paso: Definir detalles del proyecto y correr el anlisis con la herramienta Computer

14Estudio mediante Slide 5.0Modelo listo para ser analizado con Grilla creada

15Anlisis con Slide Interpret16Mtodo Bishop Simplified

El primer anlisis con el mtodo de Bishop simplificado, entrega un factor de seguridad de 0.728, lo que significa que el talud presenta riesgo de derrumbe o colapso. 17Grfico de factor seguridad Bishop SimplifedSe puede observar que entre los 6.5 y 11 metros la curva crece, alcanzado un mximo de 2.4, que se considera estable, esta zona se encuentra al centro del talud, luego el F.S desciende hasta los 0.8 a los 17 metros, sector donde se encuentra la carga ejercida por las casas, por esta razn se debe realizar un mayor anlisis, para tomar la decisin de instalar soportes.

18Agregando consultas en Bishop simplificadoSe puede observar que a medida que cambia la superficie de anlisis el F.S de tambin lo hace, alcanzando un mximo cuando se consulta por el sector de la cara del talud.

19Mtodo de las Dovelas

20Mtodo Janbu Simplifed

En este caso se consigue un fact0r de seguridad global de 0.795, que es superior al 0.728 conseguido en el Bishop Simplificado. 21Mtodo Spencer

En este caso se consigue un fact0r de seguridad global de 0.785.22Mtodo Gle/morgenster-price

En este caso se consigue un factor de seguridad de 0.79123Anlisis de informacinDebido a que no se ha podido conseguir un factor de seguridad superior a 1,5 con ninguno de los mtodos, se proceder a la instalacin de soportes para aumentar la cohesin de la roca, esperando que el F.S alcance o supere los 1.5.24Especificaciones pernos

25Primera prueba pernos 4 m

Se instalaron 14 pernos, de 4 metros cada uno, con 1 metro de espaciamiento, normales a la superficie del talud, y uno en direccin contraria para dar mayor estabilidad en el sector de termino de talud26Resultado de los soportes

El F.S aument notoriamente con la instalacin de los soportes, de 0.728 a 1.589, esto significa que el talud se ha vuelto ms estable, ya que se ha aumentado de manera artificial su resistencia.27Segunda prueba pernos 4 m

Se repiti el proceso de fortificacin, considerando los mismo pernos, pero esta vez aumentando el espaciamiento a 2 metros, lo que nos da un total de 8 pernos.El F.S en esta ocasin no super los 1.2, por lo cual se considera inestable, con un resultado de 0.81428Tercera prueba pernos de 4 m

Utilizando los mismo pernos, con espaciamiento de 1.5 metros entre ellos, se consigue un F.S de 1.625, es an mayor 1.589 conseguido con espaciamiento de 1 metro, por lo cual se puede decir que esta es la mejor opcin de las 3 analizadas y se recomienda fortificar con esta.29Grfico F.S con soporte incluido

Es observable que en todos los puntos lo largo del perfil, se alcanza un F.S mayor que 1.5, obteniendo un mximo de 12 a 17.5 m del origen, con estos datos podemos concluir que todo el perfil es estable ( F.S > 1.5).

30Anlisis por Bishop Simplificado antes y despus

Comparando el anlisis por Bishop Simplificado en ambos casos, es posible notar un considerable aumento del F.S, pasando de 0.728 a 1.625, mejora conseguida por la fortificacin realizada, que dadaslas condiciones del sector, se ha conseguido el resultado esperado.31Grficos antes y despus

DespusAntesLas curvas presentadas en los grficos, presentan visualmente un notoria diferencia entre los 6 y 19.5 metros, esta radica en que el caso inicial solo lograr ser estable hasta aproximadamente los 13 metros, mientras el segundo caso con fortificacin, consigue estabilidad hasta los 19 metros, es decir abarca toda la superficie critica, donde se encuentran las casas.

32ConclusionesEn base a los objetivos planteados, se analiz la situacin del talud, determinando que este se encontraba en situacin de inestable con un F.S de 0.728 con Bishop Simplified, 0.795 con Janbu Simplified, 0.785 con Spencer y 0.791 con Gle/morgenster-price, todos menores a 1.5, que en el caso de este anlisis de consider como estable.El segundo objetivo era entregar soluciones en caso de que el talud fuera inestable, como luego del anlisis se determin que si lo era, se procedi a recomendar fortificacin con d pernos de 4 metros de largo, comparando 3 casos de espaciamiento, a 1 metro, a 1.5 metros y a 2 metros, siendo la mejor opcin en base a su F.S, la segunda, entregando un F.S de 1.625 con 1.5 metros de espaciamiento entre pernos a lo largo del talud.A modo de conclusin general, se puede decir que Slide 5.0, entrega herramientas que facilitan el anlisis geomecnico, incorporando mtodos empricos a su motor de clculo como Bishop, Spencer, entre otros, los cuales entregan resultados casi inmediatos, sin necesidad de realizar clculos manuales, adems de entregar solucin grficas a los problemas que se plantean.

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