Universidad Universidad de Chile Facultad de Cs. Físicas y Matemáticas Departamento de Geología Geología Aplicada
Informe Nº7 “ Analisis de estabilidad de taludes”
Nombre: Daniela Astaburuaga T Curso: GL55B Fecha de entrega: 4 de Junio de 2009 Profesora auxiliar: Alejandra Serey A.
I. INTRODUCCIÓN La estabilidad de taludes es un punto importante y necesario de determinar para todas las consideraciones geotécnicas al momento de realizar obras de ingeniería. La cantidad de parámetros en consideración y el gran número de opciones que puede contemplar el trazado de la obra hace que el cálculo de estabilidad de taludes no sea una labor trivial. La utilización de software se ha convertido en una herramienta útil y eficiente en el análisis de estabilidad, facilitando de sobremanera la tarea al geotécnico. En este informe se presentan los resultados de análisis de estabilidad de taludes para un caso ficticio con ayuda del programa SLIDE 5.0. de Rocscience junto con las discusiones del caso. Primero se expondrá el problema a considerar y luego se presentará la herramienta con la cual abordaremos la problemática. El objetivo es mostrar como el uso del software geotécnico presenta en forma clara y sencilla el resultado de la estabilidad óptima de los taludes en cualquier obra de ingeniería.
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II. DESARROLLO a) Enunciado y datos Se decide construir un camino en la ladera de un cerro, para ello se debe realizar un corte como se indica en la figura 1. Utilizando el software SLIDE (Rocscience Inc.), definir a y ß de forma de garantizar de manera ÓPTIMA la estabilidad estática y sísmica del talud.
Figura 1: Esquema de los taludes y camino Las propiedades de los suelos definidos en la figura 1 se detallan en la tabla 1 y sus respectivas desviaciones estándares se encuentran en la tabla 2.
Tabla 1: Propiedades de los suelos
Tabla 2: Datos para el análisis probabilístico
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El valor de H1 es de 19 m y el de H2 es de 17 m y la base del talud debe tener una relación máxima de 3:1, con respecto a la altura (H1 + H2), es decir no debe superar los 120 m. Los valores REL MIN y REL MAX tienen un valor de 3 x SD, y los parámetros sísmicos toman un valor de Kh = 0,2 y Kv = 0,1.
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d) Resultados Análisis de estabilidad de talud asísmico
Primero analizamos el caso de estabilidad estática para el cual el factor de seguridad dio 1,076 valor no recomendado para el diseño si la ladera fuera suelo y no roca (FS entre 1.5 y 2). Los ángulos encontrados para este factor de seguridad son a = 17º y ß = 19º. Los siguientes perfiles (perfil 1y 2) son los realizados con el software Slide 5.0, con superficie de falla circular. El perfil 2 es una representación realizada con el programa la que muestra todas las superficies de falla generadas por el análisis probabilístico.
Perfil 1. Resultados del análisis de estabilidad de taludes asísmico por susceptibilidad. Se representa la superficie de falla con menor factor de seguridad, el valor de este, la probabilidad de falla del talud y los ángulos a y ß.
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Perfil 2. Resultados del análisis de estabilidad de taludes asísmico por susceptibilidad. Se representa la superficie de falla con menor factor de seguridad, el valor de este y la probabilidad de falla del talud.
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Análisis de estabilidad de talud sísmico
Ahora se realiza el análisis para el caso de un talud sísmico, el menor factor de seguridad encontrado fue de 0.543 donde a = 17º y ß = 19º. Los siguientes perfiles (perfil 1y 2) son los realizados con el software Slide 5.0, con superficie de falla circular. El perfil 4 es una representación realizada con el programa la que muestra todas las superficies de falla generadas por el análisis probabilístico.
Perfil 3. Resultados del análisis de estabilidad de taludes asísmico por el método probabilístico. Se representa la superficie de falla con menor factor de seguridad, el valor de este y la probabilidad de falla del talud.
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Perfil 4. Resultados del análisis de estabilidad de taludes asísmico por el método probabilístico. Se representa la superficie de falla con menor factor de seguridad, el valor de este y la probabilidad de falla del talud.
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III. DISCUSIÓN Los resultados obtenidos coinciden de buena forma con las apreciaciones que se pueden realizar sobre otros taludes en otros casos aplicando los mismos criterios que en problema. Asimismo el resultado obtenido para el talud superior en el caso asísmico con FS aproximado a 1 (17º) conversa bien con el ángulo de cizalle de 13º. Esta observación se puede aplicar sólo a este talud, debido a que se encuentra libre de fuerzas externas como carga de estructuras o cargas de otros estratos de suelo. Para el caso con sísmica se deduce que el diseño de talud tiene que caracterizarse por un trazado de ángulos más suaves que el caso asísmico. Un diseño de estas características permite impedir el desarrollo de deslizamientos desencadenados por algún sismo o terremoto en la zona de emplazamiento de la obra de ingeniería. Sin embargo, es posible que los valores obtenidos para un FS cercano a 1 o 1,5 no sean admitidos en el diseño final, debido a las grandes cantidades de material que se debe remover o a dificultades geográficas del trazado producto de la extensión del mismo. Dependiendo del valor de la implementación, se recomienda el uso de refuerzos como pernos de anclaje, redes, etc... Los valores obtenidos para este caso son FS= 0.543 donde a = 17º y ß = 19º, los cuales nos hablan de un talud altamente inestable el cual debe ser reforzado.
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IV. CONCLUSIÓN El análisis de estabilidad de taludes contempla que para el caso asísmico el diseño de taludes (según recomendaciones geotécnicas) contempla un talud superior de 17º y un talud inferior de 19º. Para el caso sísmico (según recomendaciones geotécnicas), el diseño de taludes contempla un talud superior de 17º y un talud inferior de 19º. Sin embargo en este caso el talud debe ser reforzado ya que tiene un factor de seguridad muy inestable y una probabilidad de falla de un 100% Se recomienda una revisión de la información antes de concretar el diseño ya que puede existir información no recolectada que es vital en el análisis. Por último, se concluye que el software SLIDE 5.0 se constituyó como una herramienta esencial, sencilla y rápida para poder obtener los resultados aquí expuestos.
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V. REFERENCIAS Diapositivas y Guías de Cátedra de Geología Aplicada, Curso Geología Aplicada, semestre otoño 2009. www.u-cursos.cl Programa SLIDE 5.0. de RocScience www.rocscience.com
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