Esto puedes ponerlo al principio del tema TIPOS DE FALLAS MÁS COMUNES EN LOS TALUDES Algunos de las fallas más más comunes de los taludes taludes tanto en las las vías terrestres como en en diversas obras están, en primer lugar las que se distinguen debido a que afectan laderas naturales y que se diferencian de las que ocurren en taludes artificiales. Se entiende por estabilidad estabilidad
a la seguridad de una masa de tierra contra la falla o
movimiento. Como primera medida medida es necesario definir definir criterios de establidad establidad
de
taludes, estendiendose estendiendose por tales algo tan simple simple como el poder decir en un instante instante dado cual será la inclinación apropiada apropiada en un corte o en un terraplén , casi casi siempre las mas apropiada será la mas escarpada que se sostemga el tiempo necesario sin caerse. Este es el centro del problema y la razón de estudio. A diferencias inclinaciones de talud corresponden diferentes masas de material terreo por mover y por lo tanto diferentes costos. Podría imaginarse un caso en que por alguna razón el talud más conveniente fuese muy tendido y en tal caso no habría motivos para pensar en problemas de estabilidad de taludes, pero lo normal es que cualquier talud funcione satisfactoriamente satisfactoriamente desde todos los puntos de vista, excepto excepto el económico, de manera que que las consideraciones de costo presiden la selección del idóneo, que resultara ser aquel al que corresponda la mínima masa de tierra movida, o lo que es lo mismo el talud más empinado. No es fácil diferenciar todos los tipos de fallas de taludes merecedores de ser recordadas por los ingenieros de amplia experiencia experiencia en el tema; más difícil difícil aún puede ser el intento de clasificar racionalmente racionalmente tales fallas. Los factores factores de que depende la estabilidad estabilidad de las masas de tierra se pueden agrupar en los siguientes: 1.- factores geomorfológicos: 1.1 Topografía de los alrededores y geometría del talud. 1.2 Distribución de las discontinuidades discontinuidades y estratificaciones. 2.- Factores internos: 2.1Propiedades mecánicas mecánicas de los suelos constituyentes. constituyentes. 2.2 estados de esfuerzos actuantes 3.- Factores climáticos y, concretamente, el agua superficial y subterránea.
TIPOS DE FALLAS EN TALUDES ARTIFICIALES Y SUS CAUSAS”
“
Los taludes artificiales son aquellos en los que en su formación interviene la mano del hombre, entre las fallas más comunes que se pueden presentar en estos tipos de taludes están: 1.- FALLA ROTACIONAL.
Son los movimientos rápidos o instantáneos que se dan en los taludes y que llegan a afectar a masas profundas de los mismos, con deslizamientos a lo largo de una superficie de falla curva que se desarrolla en el interior del cuerpo del talud, interesando o no al terreno de cimentación. Se considera que la superficie de falla se forma cuando en la zona de su futuro desarrollo actúan esfuerzos cortantes que sobrepasan la resistencia del material. La resistencia que se supone superada al producirse una falla rotacional es generalmente la resistencia máxima. En el interior del talud existe un estado de esfuerzos cortantes que vence en forma más o menos rápida la resistencia al esfuerzo cortante del suelo; como consecuencia de esto se produce la ruptura del mismo, con la formación de una superficie de deslizamiento , a lo largo de la cual se produce la falla. Estos movimientos son típicos de los cortes y terraplenes en una vía terrestre. Existe la posibilidad de
que se produzca
fenómenos de creep (deslizamiento
superficial asociado a la falta de resistencia por baja presión de confinamiento), en la fase inicial de una falla de esta naturaleza, de hecho se puede afirmar deslizamientos
más rápidos
que
de tierra van siempre precedidos
aun
los
de movimientos ,
agrietamientos y, en general, de señales de que la relación esfuerzo-resistencia están evolucionando desfavorablemente en el interior del talud, en este sentido, es típica la formación de grietas en la corona del talud. En cambio, es probable
que en el desarrollo de estas fallas
desempeñen un papel
importante los mecanismos de falla progresiva que puedan tener lugar a lo largo de la futura superficie de deslizamiento. Las fallas de tipo rotacional se pueden producir a lo largo de superficies de fallas identificables con superficies cilíndricas o concoidales cuya traza con el plano del papel sea un arco de circunferencia (por lo menos con una aproximación razonable, la cual, resulta muy conveniente en el momento en que se desee establecer algún modelos matemático de falla) o pueden adoptar formas algo diferentes , en las que por lo general influyen la secuencia geológica materiales.
local, el perfil estratigráfico y la naturaleza de los
Efecto de una falla rotacional en la co rona de un camino. (La ingeniería de Suelos, Rico, Del Castillo.)
Las fallas rotacionales de forma circular ocurren por lo común en materiales arcillosos homogéneos o en suelos cuyo comportamiento mecánico está regido por su fracción arcillosa. En general afectan a zonas relativamente profundas del talud, siendo esta profundidad mayor (hablando solo del mismo, sin considerar el terreno de cimentación) cuanto más escarpado sea aquel. Aunque el ingeniero asocia las fallas rotacionales circulares con los cortes y terraplenes que el construye, son también comunes en laderas naturales de materiales homogéneos y finos (muchas veces en las formadas por arcillas sobre consolidadas); cuando las laderas son muy tendidas, las superficies de falla puede desarrollarse a poca profundidad. Las fallas rotacionales circulares pueden ser de cuerpo de talud o de base. Las primeras se desarrollan sin interesar al terreno de cimentación, en tanto que las segundas se desarrollan parcialmente en él.
Perfil de algunas fallas del tipo rotacional (La Ingeniería de s uelos, Rico, Del Castillo).
Al ocurrir las fallas circulares pueden afectar a masas muy anchas, en comparación con las dimensiones generales de la falla, en cuyo caso dan lugar a verdaderas superficies
cilíndricas, o puede ocurrir en forma concoidal, con un ancho pequeño comparado con su longitud.
Las fallas rotacionales de forma distinta a la circular típica parecen estar asociadas sobre todo a arcillas sobreconsolidadas, que se presenten en taludes no homogéneos, por diferencias en la meteorización, por influencia en la estratificación o por otras causas que se reflejan en discontinuidades o en desorden estructural en el talud. Ocurren siempre acompañadas de gran fragmentación de los materiales involucrados. La forma de la
superficie de la falla que es siempre
curva, en estos casos, solo
idealizadamente se puede considerar circular o formada por lo menos en parte por arcos de circunferencia , tal como hasta ahora se ha mencionado. Producido el deslizamiento, la cabeza de la falla puede presentar taludes casi verticales, por lo que
tenderán
a producirse nuevas fallas, si el ingeniero no interviene
oportunamente; este mismo efecto se presenta a veces en los costados de la falla.
2.-FALLA TRASLACIONAL
Estas fallas por lo general consisten en movimientos traslacionales importantes del cuerpo del talud sobre superficies de falla básicamente planas, asociadas a la presencia de estrato poco resistentes localizados a poca profundidad bajo el talud. La superficie de falla se desarrolla en forma paralela al estrato débil y se remata en sus extremos por dos cantiles, por lo general formados por agrietamiento. Los estratos débiles que fomentan estas fallas son por lo general arcillas blandas o arenas finas o limos no plásticos sueltos. Con frecuencia la debilidad del estrato está ligada a elevadas presiones de poro en el agua contenida en las arcillas
o a fenómenos de
elevación de presión de agua en estratos de arena (acuíferos). En este sentido, las fallas pueden estar ligadas también al calendario de las temporadas de lluvias en la región. Las fallas del material en bloque, muchas veces están asociadas a discontinuidades y fracturas de los materiales que forman un corte o una ladera natural, siempre en añadidura al efecto del estrato débil subyacente. Las fallas de una franja superficial
son típicas
de laderas
naturales formadas por
materiales arcillosos producto de meteorización de las formaciones originales. Se suelen provocar por el efecto de la sobrecarga impuesta por un terraplén construido sobre las laderas, en estas fallas el movimiento ocurre sin distorsión.
3.- FALLA CON SUPERFICIE COMPUESTA.
Este tipo de falla abarca movimientos en que se combina la rotación y traslación , dando lugar a superficies de falla compuestas en que se desarrollan zonas planas a la vez que tramos curvos , asimilables a arcos circulares. En general, estas superficies están predeterminadas por la presencia de heterogeneidades dentro del talud. En general, es el predominio de las partes circulares o planas el que sirve para clasificar la falla como rotacional o traslacional , quedando la categoría de falla compuesta para los casos en que ambas curvas se reparten más o menos por igual. En general cuanto menor sea la profundidad a que la heterogeneidad aparezca (fallas, juntas, un estrato débil, etc.), mayor será la componente traslacional en la falla.
Fallas compuestas
4.- FALLAS PROGRESIVAS
Se trata de aquellas fallas sé que producen en varias superficies de deslizamiento, sean simultaneas o en rápida sucesión. Conviene distinguir las fallas sucesivas y regresivas, ambas son comunes en laderas naturales es que se produce un corte. 4.1 Fallas regresivas; se forman a partir de una primera (la situada más ladera abajo), por la inestabilidad en que sucesivamente van quedando las zonas de cabeza de cada falla que se forma. Todas las superficies de falla suelen concurrir a una superficie fundamental. Pueden existir de tipo rotacional o traslacional. Las fallas rotacionales regresivas ocurren con frecuencia en regiones de topografía movida o escalonada, en que existen importantes fenómenos de erosión, especialmente si existen estratos gruesos de arcillas sobreconsolidadas, fisuradas o de lutitas, sobre yacidos por espesores grandes de roca o suelos firmes. Las fallas traslacionales regresivas ocurren en capas superficiales y muchas veces también se asocian a arcillas fisuradas y lutitas. Parece que cuanto mas cohesivo sea el material menos unidades tienden a formarse en la masa deslizante. 4.2 Fallas sucesivas; suelen consistir en un conjunto de deslizamientos rotacionales superficiales. Son características de las últimas etapas de degradación de laderas de arcillas sobreconsolidada o fisurada, a veces las fallas forman un escalonamiento sumamente regular.
Fallas sucesivas
5.- DERRUMBES Y CAIDOS.
Estas fallas son tipicas tanto de laderas naturales como de los cortes practicados en aquellas. A veces suele suceder tambien en otros lugares fuera de las vias terrestres propiamente dichas, pero ejerciendo cierta influencia sobre el las. Por lo general consisten en desprendimientos locales de no muy grande volume, aunque naturalmente existen desprendimientos de grandes masas fragmentadas que se debe n clasificar como derrumbes. En estas fallas no puede hablarse de una superficie de deslizamiento
y el desprendimiento
suele estar
predeterminado
por las
discontinuidades y fisuras preexistentes. Suele suceder que estas se abran al construirse el corrte y que en su frente quede sdin el anterior confinamiento lateral, lo que da ocasión a que se aflojen
los fragmentos , actuen presiones
hidrostaticas del agua
acumulada y otros efectos indeseables. Los derrumbes y caidos estan siempre asociado s a cantiles o cortes escarpados y con mucha frecuencia a las arcillas fuertemente sobreconsolidadas, excluyendo las rocas.
6.- OTROS TIPOS DE FALLAS, NO ASOCIADAS A LA RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE EN LOS SUELOS.
Estos tipos de falla no dependen directamente de la resistencia al esfuerzo cortante, sin embargo esto no quiere decir que dicha propiedad no influya en menor o mayor grado en la generacion y desarrollo de fallas Por ejemplo, se tiene la erosion, dichas fallas por erosion son dañinas a los terraplenes. Se trata del resultado del ataque superficial de los agentes erosivos sobre los materiales que componen el talud. El viento, el agua son los agentes cuyos malos efectos el inggeniero ha de intentar contrarestar con mayor frecuencia. La falla se manifiesta en sicavones e irregularidades y canalizaciones en el plano del talud, originalmente regular y si no se detiene tal afectacion, podria causar la eventual destruccion del talud. O hasta atacra un corte con consecencias muy graves. Tambien conviene mencionar las fallas por tubificacion, que si bien no se consideran frecuentes , quiza han sido causa de mayor numero de problemas de lo que usualmente se estima. La situacion tipica que exppone un terraplen a la tubificacion es que por algun motivo
aquel, embalse
agua durante un lapso de tiempo , suficiente para que se
establezca un flujo a su traves.
Es raro que un terraplen de una via terrestre quede durante mucho tiempo expuesto a la accion de agua en sus 2 taludes , con tirante diferente y desnivel impoprtante, de manera que pueda establecerse un flujo con gradiente hidraulico suficientemente alto para generar problemas de tubificacion. La tubificacion comienza cuando hay arrastre de particulas de sueño en el interior de la masa por efecto de las fuerzas erosivas generadas por el flujo de agua. Una vez que las particulas empiecen a ser removidas van quedando en el suelo, pequeños canales por los que circual el agua a mayor velocidad , con mayor poder de arrastre , de manera que el fenomeno
de tubificacion tiende a crecer continuamente
una vez que comienza ,
aumentando siempre el diametro de los canales que se van formando en el interior del terraplen. Otra caracteristica de esta falla, es que comenzando con el talud aguas abajo, progresa hacia atrás , es decir hacia el interior del terrplen. El limite del fenomeno es el colapso del ordo, al quedar este surcado
por huecos de diametros
suficiente
para afectar la
estabilidad por disminucion de seccion resistente. Un factor que contribuye a la tubificacion , es la insuficiencia de compactacion en el terraplen, cuando eta afecta a suelos susceptibles Tambien algo a lo que debe hacerse referencia es a las fallas por agrietamiento, que tienen especial impostancia sobre terraplenes. Es comun que en los terraplenes ocurran grietas transversales y longitudinales, los primeros ocurriran por asentamiento diferencial a lo largo del eje del camino y solo sera considerado en caso de terraplenes construidos sobre suelos blandos. Si el lugar donde se construye el terraplen es un lugar en el que hay accion climatica intensa, tambien es algo que debe considerarse para su construccion, debido a que se sabe de antemano queal final de la temporada de lluvias dicho suelo estara saturado, de manera que cuando inicie el periodod de calor , debe producirse una fuerte evaporacion en los suelos expuestos , como consecuencia dichos suelos sufriran contraccion volumetrica. El agrietamiento longitudinal tambien suele aparecer en lugares en que el terreno de ciemntacion es predominantemente arcilloso, blando y compresible. La sucesion de lluvias, sequias produce fuertes cambios volumetricos en este suelo, que se manifiestan en elevaciones y descensos de su nivel. Es indudable que
la naturaleza
de los materiales que forman el terraplen
y sus
condiciones de compacatacion deben tener enorme influencia en el desarrollo de las
grietas. Las arcilllas con indice de plasticidad mayor que 20, aunque sean mas finas que las anteriores , aguantan mucha mas deformacion sin agrietarse.
7.- FALLAS POR LICUACION
Los fenomenos de licuacion consisten en la perdida rapida de resistencia al esfuerzo cortante , temporal o definitiva. Tal perdida conduce al colapso en cualquier estructura edificada sobre o sobre un material que entre en licuacion, que se puedde producir por por incremento de los esfuerzos cortantes actuantes y desarrollo correspondiente de presion de poro o, el que es el caso que realmente, por desarrollo rapido de elevads presiones
en el agua
intersticial , quiza como consecuencia de un sismo o
o una
explosion. La licuaacion casi instantanea ha ocurrido en arcillas saturadas muy sensibles y en arenas finas sueltas , sobre todo en condicion saturada. Las fallas por licuacion en arcillas se han reportado siempre asociadas a arcillas marinas emergidas por la recuperacion isostatica de los continentes y lavadas con posterioridad , con lenta substitucion del agua dulce, lo que provoca intercambios cationicos que propician la disminucion de la resistencia al esfuerzo cortante y un gran aumento en su sensibilidad. Esta menor resistencia conduce a n menor margen de seguridad en los taludes que se forman en estos suelos , que fallan sin causa aparente. En la falla , la arcilla se remolca hasta llegar a la condicion de un liquido, estado que conserva de manera perdurable, pues la falta de iones en el agua impide la reestructuracion.
BIBLIOGRAFIA
JUAREZ, Badillo Eulalio. RODRIGUEZ Rico. Mecanica de Suelos, tomo 2. Editorial limusa, 703 p. Mexico,df.
RICO. DEL CASTILLO. La ingenieria de Suelos, tomo 1. Editorial Limusa, 459p. Mexico, DF.
