Manual de SLIDE

Manual - SLIDE

TUTORIAL DE ARRANQUE RAPIDO

Este tutorial de arranque rápido demostrará algunas de las características básicas de Slide usando el modelo simple mostrado antes. Usted vera cuan rápidamente y fácilmente un modelo puede ser creado y analizado con Slide.

CARACERISTICAS MODELO   

Taludes de material único, homogéneo. Ninguna presión de agua (seco) Búsqueda de superficie de desplazamiento circular (Búsqueda de cuadrícula)

El producto terminado de este tutorial puede ser encontrado en el archivo de datos Tutorial 01 Quick Start.sli, localizado en el folder Ejemplos> folderes tutoriales en su folder de instalación Slide.

Modelo Si usted todavía no lo ha hecho así, ejecute el programa de modelo Slide haciendo doble click en el icono Slide en su folder de instalación. O desde el menú Start (inicio), seleccione Programas → Rocsciencia → Slide 5.0 → Slide. Si la ventana de aplicación Slide todavía no esta maximizada, maximícela ahora de manera que toda la pantalla este disponible para visualizar el modelo. Note que cuando el programa de modelo Slide sea iniciado, un nuevo documento en blanco ya esta abierto, permitiéndole a usted comenzar a crear un modelo inmediatamente.

Slide – Uso Interno

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Departamento de Geotecnica

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Limites Primero ajustemos los límites de la región de dibujo, de manera que podamos ver al modelo siendo creado cuando ingresemos la geometría. Select View → Limits (Seleccione: Vista → Límites) Ingrese las siguientes coordenadas x – y mínimas y máximas en diálogo Vea límites. Seleccione Ok.

Figura 1.1 Diálogo View Limits (vea Límites). Estos límites aproximadamente centrarán el modelo en la región de dibujo cuando usted lo ingrese como se describió abajo.

Configuraciones de Proyecto Aunque no necesitamos ajustar ninguna configuración del Proyecto para este tutorial, brevemente examinaremos el diálogo de Configuraciones de Proyecto. Selecciones Análisis → Configuraciones de Proyecto.

Figura 1.2 Diálogo de Configuraciones de Proyecto


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Varios modelos importantes y opciones de análisis son instaladas en el diálogo Project Settings (configuraciones de Proyecto), incluyendo Dirección de Falla, Unidades de medición, Métodos de análisis y método de Napa freática. Estaremos usando todas las selecciones por defecto en project Settings, sin embargo usted puede ingresar en título de proyecto – Tutorial de arranque rápido. Seleccione Ok.

Ingresando Contornos El primer contorno que debe ser definido para cada modelo Slide, es el contorno Externo. El contorno externo en Slide es una polilínea cerrada comprendiendo la región de suelo que usted desee analizar. En general:  

Los segmentos superiores del contorno externo representan la superficie de talud que usted este analizando. Las extensiones izquierda, derecha e inferior del contorno externo son arbitrarias y pueden ser extendidas tan lejos como el usuario juzgue necesario para un completo análisis del problema.

Para añadir el contorno externo, seleccione Añáda Contorno Externo desde la barra de herramientas o del menú de Contornos. Seleccione: Boundaries (contornos) → Add External Boundary (añada contorno externo). Ingrese las siguientes coordenadas en la línea de apunte en el lado derecho inferior de la pantalla Ingrese Ingrese Ingrese Ingrese Ingrese Ingrese Ingrese

vértice vértice vértice vértice vértice vértice vértice

[esc: quit]:0 0 [u = undo, esc = quit]: 130 0 [u = undo, esc = quit]: 130 50 [c = close, u = undo, esc = quit]: [c = close, u = undo, esc = quit]: [c = close, u = undo, esc = quit]: [c = close, u = undo, esc = quit]:

80 50 50 30 0 30 c

Note que la entrada c después del último vértice ha sido ingresada, automáticamente conecta el primer y último vértice (cierra el contorno) y sale la opción Add External Boundary (Añada Contorno Externo). Su pantalla deberá ahora parecer como sigue:


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Figura 1.3 Contorno externo es creado. Nota: 

Contorno también pueden ser ingresado gráficamente en Slide, simplemente haciendo click en el botón izquierdo del mouse en las coordenadas deseadas.



Las opciones Snap (salto del cursor) pueden ser usadas para ingresar coordenadas exactas gráficamente. Vea el sistema de ayuda Slide para información acerca de las opciones Snap.



Cualquier combinación de entrada gráfica y de línea indicadora (Prompt) puede ser usada para ingresar vértices de contorno (o de límite).

Superficies de Desplazamiento Slide puede analizar la estabilidad ya sea de superficies de desplazamiento circular o no circular. Superficies individuales pueden ser analizadas o una búsqueda de superficie crítica puede ser desempeñada, para intentar encontrar la superficie de desplazamiento con el factor de seguridad más bajo. En esta tutoría de “arranque rápido”, desempeñaremos una búsqueda de superficie crítica, para superficies de desplazamiento circular. En Slide, hay tres métodos de búsqueda disponible para superficies de desplazamientos circulares: 

Grid Search (Búsqueda de cuadrícula), Slope Search (Búsqueda de talud) o Auto Refine Search (Búsqueda de refinacion automática).

Usaremos la Grid Search, el cual es un método de defecto. Una búsqueda de cuadrícula requiere una red de centros de desplazamiento. asaa


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Manual - SLIDE Auto Grid Redes (de cuadrículas) de centro de desplazamiento pueden ser definidas por usuario (opción añada cuadrícula) o automáticamente creadas por Slide [opción Auto Grid (cuadrícula automática)]. Para esta tutoría usaremos la opción Auto Grid. Seleccione: Superficies → Auto Grid (cuadrícula automática). Usted verá el dialogo Grid Spacing (espaciamiento de cuadricula). Usaremos el número por defecto de intervalos (20 x 20), así que solo se selecciona OK y la cuadrícula será creada.

Figura 1.4 Diálogo Grid Spacing (Espaciamiento de cuadrícula). NOTA: Por defecto, las ubicaciones reales de los centros de desplazamiento dentro de la cuadrícula no son desplegadas. Usted puede activarlas en el diálogo Display Options (Opciones de pantalla). Haga click en el lado derecho del mouse y seleccione opciones de pantalla desde el menú instantáneo. Cheque la opción “Show Grid Points on Searchs Grid” (muestre puntos de cuadricula en la cuadrícula de búsqueda) y seleccione Close (cerrar). Su pantalla deberá aparecer como sigue.

Figura 1.5 Cuadrícula de centro de desplazamiento creada con Auto Grid. Note que el espaciamiento de intervalo de cuadrícula de 20 x 20 realmente da una cuadrícula de 21 x 21 = 441 centros de desplazamiento.


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Manual - SLIDE Cada centro en una cuadrícula central de desplazamiento, represente el centro de rotación de una serie de círculos de desplazamiento. Slide automáticamente determina los radios de círculo en cada punto de cuadrícula, basado en los límites de talud y el incremento de radio. El incremento de radio, ingresado en el diálogo Surface Options (opciones de superficie), determina el número de círculos generados en cada punto de cuadrícula. Como Slide desempeña una búsqueda de superficie circular, usando los Límites de talud y el incremento de radio es discutido en la siguiente sección:

Slope Límites Cuando usted cree el contorno externo, usted notará los dos marcadores triangulares desplegados en los límites, izquierdo y derecho de la superficie superior del Contorno Externo. Estos son los límites de talud. Los límites de talud (Slope Limits) son automáticamente calculadas por Slide tan pronto como el contorno externo sea creado o siempre y cuando operaciones de edición (por ejemplo vértices móviles) sean desempeñadas en el contorno externo. Los límites de talud sirven para dos propósitos en un análisis de superficie circular Slide. 1. FILTRACION.- Todas las superficies deben intersectar el contorno externo, dentro de los límites de talud. Si los puntos, inicial y final de una superficie de desplazamiento No están dentro de los límites de talud, luego la superficie de desplazamiento es descartada (esto es no analizada). Vea la Figura 1-6.

Figura 1.6 Filtración de límites de talud para superficies válidas. 2.

GENERACION DE CIRCULO.- Las secciones del Contorno Externo entre los límites de talud definen la superficie de talud a ser analizada. La superficie de talud es usada para generar los círculos de desplazamiento para una búsqueda de cuadrícula (Grid Search) como sigue:  Para cada punto de cuadrícula de centro de desplazamiento, radios mínimos y máximos adecuados son determinados, basado en las distancias desde el centro de talud a la superficie de talud como se muestra en la Figura 1.7.


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Manual - SLIDE  El incremento de radio es luego usado para determinar el número de círculos de desplazamiento generados entre los circulos de radio mìnimo y màximo en cada punto de cuadrícula.

Figura 1.7 Método de generación de círculo de desplazamiento para búsqueda de cuadrícula, usando límites de talud e incremento de radio. NOTE:  El incremento de radio es el número de intervalos entre los radios de circulo mínimo y máximo en cada punto de cuadrícula. Por lo tanto el número de círculos de desplazamiento generados en cada punto de cuadrícula es igual al Incremento de radio +1. 

El número total de círculos de desplazamiento generados por una Grid Search (Búsqueda de cuadrícula), es por lo tanto = (incremento de radio + 1) x (# total de centros de desplazamiento de cuadricula). Para este ejemplo, esto es igual a 11 x 21 x 21 = 4851 círculos de desplazamiento.

Cambiando los límites de talud Los límites de talud por defecto calculados por Slide, en general, darán la máxima cobertura para una Grid Search Search (Búsqueda de cuadrícula). Si usted desea angostar la Grid Search a áreas más específicas del modelo, los límites de talud pueden ser acondicionados con el diálogo Defina Límites.

Selecciones: Superficies → Límites de talud → Defina Límites.

Figura 1.8 Diálogo Defina límites de talud.


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Manual - SLIDE El diálogo Defina límites de talud permite al usuario acondicionar los límites de talud izquierdo y derecho o aun definir dos series de limites (por ejemplo definir gamas permisibles para inicio de superficie de desplazamiento y puntos finales). Estamos usando los Límites de Talud por defecto para esta tutoría, sin embargo, se sugiere que el usuario experimente con diferentes límites de talud, después de completar esta tutoría. Seleccione Cancel en el diálogo Define Slope Limits NOTA: Los Slope Limits (Límites de talud también pueden ser movidos gráficamente, usando el mouse, con la opción Move Limits (Mueva Límites)).

Surfaces options Demos una vista al diálogo Surface Options (Opciones de superficie). Seleccione: Superficies → Opciones Superficie.

Figura 1.9 Diálogo Surface Options (Opciones de Superficie). Nota: 

El tipo de superficie por defecto es circular, el cual es lo que estamos usando para esta tutoría.



El incremento de radio usado para la Grid Search (búsqueda de cuadrícula), es ingresado en este diálogo.



La opción Composite Surface (superficies compuestas) es discutida en la tutoría de superficies compuestas.

Estamos usando las opciones de superficie por defecto, así que seleccione Cancel en el diálogo Surface Options (opciones de superficie).


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Propiedades Ahora definamos las propiedades de material

Seleccione: Propiedades → Defina Materiales. En el diálogo Define Material Properties (Defina Propiedades de material), ingrese los siguientes parámetros, con la primera pestaña por defecto seleccionada.     

Figura 1.10

Ingrese: Nombre = Suelo1 Peso Unitario = 19 Tipo de resistencia = Mohr Coulomb Cohesión = 5 Phi = 30 Superfices de agua = ninguna

Defina Diálogo Material Properties (Propiedades de material).

Cuando usted haya terminado de ingresar las propiedades, seleccione OK. NOTA: Ya que estamos tratando con un solo modelo de material y desde que usted propiedades con la primera pestaña (por defecto) seleccionada, usted no tiene que estas propiedades al modelo. Slide automáticamente asignarà las propiedades por (esto es las propiedades del primer material en el diálogo Define Material Properties Propiedades de material) para usted.

ingreso asignar defecto (Defina

(Recuerde que cuando usted creo el contorno externo, el área dentro del contorno fue automáticamente llenada con el color del primer material en el diálogo Define Material Properties. Esto represente la asignación de propiedad por defecto) Para múltiples modelos de material, es necesario para el usuario asignar propiedades con la opción Assign Properties (Asigne propiedades). Trataremos con asignar propiedades en tutoría 2.


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Métodos de Análisis Antes que operemos el análisis, examinemos los métodos de análisis que estén disponibles en Slide. Seleccione: Análisis → Project Settings (Configuraciones de Proyecto).

Figura 1.11

Diálogo Métodos de Análisis

Seleccione la pestaña Métodos en el diálogo Project Settings. Por defecto, los métodos de análisis de equilibrio de límite de Bishop métodos de análisis seleccionados.

y Jambu, son los

Sin embargo, el usuario puede seleccionar cualquier o todos los métodos de análisis y todos los métodos seleccionados serán operados cuando Compute sea seleccionado. Vea el sistema de ayuda de Slide para información acerca de los diferentes métodos de análisis y las suposiciones usadas en cada uno. Para esta tutoría sólo usaremos los métodos de análisis por defecto Bishop y Jambu. Seleccione Cancel en el diálogo Project Settings (Configuraciones de Proyecto). Ya estamos terminando ahora con el modelamiento, y podemos proceder a ejecutar el anàlisis e interpretar los resultados. Compute Antes que usted analice su modelo, guárdelo como un archivo llamado quick.sli (Archivos modelo Slide tienen una extensión de nombre de archivo .SLI). Seleccione: Archivo → Save (Guardar) Use el diálogo Save As (guarde como) para guardar el archivo. Usted está ahora listo para operar el análisis.


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Manual - SLIDE Seleccione: Análisis → Compute (Cálculo) El sotfware COMPUTE de Slide proseguira en operar el análisis. Esto solo debería tomar unos cuantos segundos. Cuando sea completado, usted esta listo para ver los resultados en INTERPRET.

Interpret Para ver los resultados del análisis Seleccione: Análisis → Interpret (interpretar)

Figura 1.12

Resultados de Grid Search (Búsqueda de cuadrícula).

Por defecto, cuando un archivo computado sea primero abierto en el INTERPRETADOR de Slide, usted siempre verá:



La superficie de desplazamiento mínima global, para el método de análisis BISHOP simplificado (sin un análisis Bishop fue operado).



Si una Grid Search (búsqueda de cuadrícula) ha sido desempeñada, usted verá contornos del factor de seguridad en la cuadrícula central de desplazamiento. Los contornos están basados en el factor de seguridad calculado MINIMO en cada centro de desplazamiento de cuadrícula.

La superficie de desplazamiento Mínima Global y la cuadrícula de contorno son ambos visibles en la Figura 1.12.


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Superficies de Desplazamiento Mínimas Globales Para un método de análisis dado, la superficie de desplazamiento Mínima Global es la superficie de desplazamiento con el factor de seguridad MAS BAJO, de todas las superficies de desplazamiento analizadas. El método de análisis es desplegado en la barra de herramientas en la parte superior de la pantalla INTERPRET de Slide.

El factor de seguridad Mínimo Global es desplegado además del centro de deslizamiento para la superficie. En este caso, para un análisis Bishop, el factor de seguridad mínimo general es 1.141. Para ver el factor de seguridad Mínimo Global y superficie para otro métodos de análisis, use el mouse para seleccionar un método desde la lista descendiente en la barra de herramientas. Por ejemplo, seleccionar el método de Jambu simplificado y observe los resultados. En general, el factor de seguridad Mínimo Global y superficie de deslizamiento, pueden ser diferentes para cada método de análisis.

Pauta – mientas el método de análisis sea seleccionado en la barra de herramientas, si usted tiene un mouse con una rueda de mouse, usted puede deslizarse a través de los métodos de análisis moviendo la rueda del mouse. Esto le permite a usted rápidamente comparar resultados de análisis, sin tener que seleccionar el método de análisis cada vez. Es muy importante notar lo siguiente: 

El término “Mínimo Global” debería ser usado con precaución. Las superficies mínima globales desplegadas después de un análisis, sólo son tan buenas como sus técnicas de búsqueda y puede no necesariamente ser las superficies con factor de seguridad más bajo posible para un modelo dado. Dependiendo de sus métodos de búsqueda y parámetros, SUPERFICIES CON FACTORES DE SEGURIDAD MAS BAJOS PUEDEN EXISTIR!!! (por ejemplo, ubicación de cuadrícula, espaciamiento de intervalo de cuadrícula. Incremento de radio y límites de talud, todos afectarán los resultados de la búsqueda de cuadrícula).

También note: 

En el ejemplo actual, para los métodos de análisis Bishop y Jambu, la superficie mínima Global es la misma para ambos métodos. SIN EMBARGO, EN GENERAL, LA SUPERFICIE MINIMA GLOBAL PARA CADA METODO DE ANALISIS, NO NECESARIAMENTE SERA LA MISMA SUPERFICIE!!!

El despliegue en pantalla de la superficie Mínima Global, puede ser activado o desactivado seleccionando la opción Global Minimun (Mínimo Global) desde la barra de herramientas o el menú de datos.


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Seleccione: Datos → Global Minimum (Mínimo Global) La mínima global es ocultada. Seleccione: Datos → Global Minimum La Mínima Global es desplegada en pantalla.

Visualizando Superficies Mínimas Recuerde que la búsqueda de cuadrícula (Grid Search) es desempeñada generando círculos de diferentes radios en cada punto de cuadrícula en una cuadrícula de centro de deslizamiento. Para ver la superficie con factor de seguridad mínimo generado EN CADA PUNTO DE CUADRICULA, seleccione la opción Minimum Surfaces (Superficies Mínimas) en la barra de herramientas o el menú de Datos.

Seleccione: Datos → Minimun Surfaces (Superficies Mínimas).

Figura 1.13

Búsqueda de superficie circular – Superficies mínimas mostradas.

Como se muestra en la Figura 1.13, Slide dibujará las mínimas superficies de deslizamiento, con colores correspondiendo a contornos de factor de seguridad en la cuadrícula y en la leyenda (visible en la esquina izquierda superior). De nuevo, como con el mínimo Global. Note que las superficies mínimas corresponden al método de análisis actualmente seleccionado. (esto es si usted selecciona diferentes métodos de análisis, usted puede ver diferentes superficies desplegados).


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Viendo todas las superficies Para ver TODAS las superficies de deslizamiento válidas generadas por el análisis seleccione la opción All Surface (todas las superficies) desde la barra de herramientas o el menú de datos.

Seleccione: Datos → All Surfaces (Todas las superficies). De nuevo, note que las superficies de deslizamiento son de colores codificados de acuerdo al factor de seguridad y que factores de seguridad variarán de acuerdo al método de análisis elegido.

Figura 1.14

Búsqueda de superficie circular – todas las superficies mostradas.

NOTA: Ya que las superficies de deslizamiento se superponen, Slide dibuja las superficies de deslizamiento empezando con los factores de seguridad MAS ALTOS y terminando con los factores de seguridad MAS BAJOS, de manera que las superficies de deslizamiento con los factores de seguridad más bajos sean siempre visibles (esto es, están dibujadas al último). La opción All Surfaces (todas las superficies) es muy útil para visualizar todas las superficies válidas generadas por su análisis. Esto puede indicar: 

Areas en las cuales se vaya a concentrar una búsqueda, con el fin de encontrar un Mínimo Global inferior, usando algunas de las varias técnicas proporcionadas en Slide. Por ejemplo, acondicionando los límites de talud, como se discutió antes en esta tutoría, o usando las opciones Focus Search (Búsqueda de enfoque) en el menú Surfaces (superficies).



Areas que hayan sido insuficientemente cubiertas por la búsqueda, de nuevo, necesitando un cambio en los parámetros de búsqueda (por ejemplo ubicación de la cuadrícula del centro de deslizamiento, o un valor más grande de incremento de radio).


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Superficies de Filtro Cuando despliegue ya sea las superficies mínimas o todas las superficies, como se descubrió antes, usted puede filtrar las superficies que usted quisiera que sean desplegadas usando la opción Filter Surfaces (superficies de filtro) en la barra de herramientas o el menú de datos. Seleccione: Datos → Filter Surfaces (Superficies de filtro).

Figura 1.15

Opción superficies de Filtro.

Filtración puede ser hecha por factor de seguridad o por un número especificado de superficies, más bajos (por ejemplo las 10 superficies de factor de seguridad más bajos). Para ver los resultados de aplicación de los parámetros de filtro, sin cerrar el diálogo use el botón Apply (aplicar). Por ejemplo, seleccione la opción “superficies con un factor de seguridad bajo”. Deje el valor de factor de seguridad por defecto de 2. Solo superficie con un factor de seguridad menor de 2 son ahora desplegados. Seleccione Done (hecho).

Figura 1.16

Todas las superficies de deslizamiento con factor de seguridad < 2.

Consejos de Datos La característica Data Tips (consejo de datos) en Slide permite al usuario obtener información de modelo y análisis simplemente colocando el cursor de mouse sobre cualquier entidad de modelo o ubicación en la pantalla.


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Manual - SLIDE Para habilitar Data Tips, haga click en el recuadro de la barra Status (en la parte inferior de la ventana de aplicación Slide), el cual dice Data Tips. Por defecto indicará Consejo de datos apagado. Cuando usted haga click en este recuadro, este se activará a través de 3 diferentes modos de consejos de datos – off, Min y max. Haga click en este recuadro hasta que se despliegue en pantalla Data Tips Max. Ahora mueva el cursor del mouse sobre el modelo y usted verá que las propiedades de material del suelo son desplegadas. Coloque el cursor sobre diferentes entidades del modelo y vea que la información sea desplegada. Virtualmente toda información de modelo esta disponible usando consejos de Datos (Data Tips), por ejemplo:       

Factor de seguridad de superficie de deslizamiento, centro y radio. Coordenadas de vértice Coordenadas de cuadrícula. Valores de contorno dentro de cuadrículas de centro de deslizamiento. Coordenadas de límite de talud. Propiedades de apoyo Etc, etc

Haga click en la barra de Status y desactive los Data Tips (Consejos de datos). Usted puede experimentar con la opción Data Tips en tutorías posteriores. NOTE que consejos de datos también pueden ser usados a través del menú View.

Figura 1.17

Despliegue de Data Tips (Consejos de datos) de propiedades de material.

Infor Viewer (Visualizador de Información)

La opción de Visualizador de Información en la barra de herramientas o del menu de análisis , despliega un resumen del modelo Silde y análisis de información, en su propia vista. Seleccione: Análisis → Info Viewer (Visualizador de datos)


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Figura 1.18

Listado de visualizar de información SLIDE.

La información del visualizador de información puede ser copiada a la tablilla usando la opción copiar en la barra de herramientas o el menú Edit o haciendo click en la vista y seleccionado Copy (copia). Desde la tablilla, la información puede ser pegada en programa de procesamiento de palabras para redactar reporte. La información de visualizador de información también puede ser guardada aun archivo de texto (*.txt – texto simple ningún formateo preservado), o un archivo de texto rico (*.rtf – preserva formateo, como sea desplegado en el visualizador de información). Las opciones de archivo de texto Save As (guarde como) están disponibles en el menú de archivo, (mientras el visualizador de información sea la vista activa), o haciendo click por la derecha de la vista de Visualizador de Información. El Visualizador de Información puede ser también enviada directamente a su impresora usando la opción Print (imprimr) en la barra de herramientas o menú de archivo. Cierre la vista Info Viewer, seleccionando la X en la esquina superior derecha de la vista.

Drawing Tools (Herramientas de Dibujo) En el menú de herramientas o la barra de herramientas, una amplia variedad de opciones de dibujo y anotación están disponibles para acondicionar vistas. Nosotros brevemente demostraremos algunas de estas opciones. Primero, añadamos una flecha a la vista, apuntando a la superficie Mínima Global. Seleccione la opción flecha desde la barra de herramientas Tools o el menú Tools (herramientas).

Seleccione: Herramientas → Añada Herramientas → Arrow (flecha). Haga click al mouse en dos puntos de la pantalla, para añadir una flecha apuntando a la superficie Mínima Global. Ahora añada algún texto.


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Seleccione: Herramientas → Añada Herramientas → Text Box (Recuadro de texto). Haga click en el mouse en un punto cercano a la cola de la flecha. Usted verá el diálogo Add Text (añada texto). El diálogo Add Text permite que usted tipee cualquier texto y lo añada a la pantalla. La opción Auto – Text (texto automático) conveniente puede ser usada para anotar el modelo con entrada (introducción de datos) pre formateada y datos de salida. Por ejemplo: 1

2

En el diálogo Add text (añada texto), seleccione recuadro Mínimo Global “+” (No la casilla de selección). Luego seleccione el método: recuadro Bishop Simplificado “+”. Luego seleccione el método: casilla de selección Bishop simplificado. El diálogo deberá aparecer como sigue:

Figura 1.19 3

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Ventana de diálogo Add text (añada texto).

Ahora seleccione el botón Insert Auto Text (inserte texto automático). La información de superficie Mínima Global para el método de análisis Bishop, será añadida al área de edición a la izquierda del diálogo Add Text (añada texto). Ahora seleccione OK. El texto es añadido a la vista y su pantalla dberá parecer similar a la Figura 1.20.

Figura 1.20


Texto automático y flecha añadida a vista.

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Editando Herramientas de Dibujo Ahora descubrimos las siguientes propiedades de todas las herramientas de dibujo añadidas a través de las opciones de menú Tools (herramientas). Hacer click con el botón derecho (Right Click) Si usted hace click con el botón derecho del mouse sobre una herramienta de dibujo, usted verá un menú instantáneo, el cual hace disponible varias opciones de edición. Por ejemplo:  

Haga click con el botón derecho sobre la flecha. Opciones Delete (Borre), Format (Formato) y Duplicate (duplicado) están disponibles en el menú. Con el botón derecho en el recuadro de texto varias opciones están disponibles, incluyendo, Format (formato), Edit Text (edite texto), Rotate (gire) y Delete (borre).

Un solo click (Single Click) Si usted hace un solo click en el botón de mouse izquierdo en una herramienta de dibujo, estará “seleccionada” la herramienta y usted verá los “puntos de control” resaltados en la herramienta. Mientras esté en este modo:  



Usted puede hacer click y arrastrar los puntos de control, para redimensionar la herramienta. Si usted merodea el mouse sobre cualquier parte de la herramienta de dibujo, pero NO en un punto de control, usted verá el cursor de flecha de cuatro direcciones, permitiendo que usted haga click y arrastre la herramienta entera de dibujo a una nueva ubicación. Usted puede eliminar la herramienta presionando Delete en el teclado.

Hacer doble click (Double Click) Si usted hace doble click con el mouse en una herramienta de dibujo usted verá la ventana de diálogo Format Tool (Herramienta de formato). La ventana de diálogo Format Tool permite al usuario acondicionar estilos, colores, etc. Solo las opciones aplicables a la herramienta clickeada, serán habilitadas en el diálogo Format Tool (Nota: esta es la misma opción de formato disponible cuando usted haga click e el botón derecho del mouse sobre una herramienta). Esto es dejado como un ejercicio opcional, para que el usuario experimente con las varias opciones de edición que estén disponibles para cada opción de herramientas.

Guardando Herramientas de Dibujo Todas las herramientas de dibujo añadidas a una vista a través del menú Tools (herramientas), pueden ser guardadas de manera que usted no tiene que recrear dibujos cada vez que usted abra un archivo.


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Manual - SLIDE 





La opción Save Tools (guarde herramientas) en la barra de herramientas o el menú de archivo, automáticamente guardarán un archivo de herramientas con el mismo nombre como el archivo Slide correspondiente. En este caso, el archivo de herramientas automáticamente será abierto cuando el archivo Slide sea abierto en INTERPRET y usted inmediatamente verá las herramientas de dibujo guardadas en la vista abierta. La opción Export Tools (exporta herramientas) en el menú archivo, puede ser usado para guardar un archivo de herramientas con un nombre DIFERENTE del archivo Slide original. En este caso, usted tendrá que usar la opción Import Tools (importe herramientas) para desplegar las herramientas en el modelo. Esto le permite, por ejemplo, guardar diferentes archivos de herramientas, correspondiendo a varias vistas de un modelo. Archivos de herramientas tienen una extensión *.SLT nombre del archivo de extensión.

NOTA: Cuando usted guarde un archivo TOOLS (herramientas), solo herramientas de dibujo de la vista (activa) actual son guardadas.

Exportando Imágenes En Slide varias opciones están disponibles para exportar archivos de imagen.

Exportar Imagen La opción Export Image (Exportar Imagen) en el menú File (archivo) o del menu cuando haga click en el botón derecho, permiten al usuario guardar la vista corriente directamente a una de cuatro formatos de archivo de imagen:    

JPEG ( *.jpg) Windows Bitmap (*.bmp) Windows Enhanced Metafile (*.emf) Windows Metafile (*.wmf).

Copia a Tablilla La vista actual también puede ser copiada a la tablilla windows usando la opción Copy (copia) en la barra de herramientas o el menú Edit (edite). Esta colocará una imagen de mapa de bitios en la tablilla la cual puede ser pegada directamente en las aplicaciones de procesamiento de palabra o imagen.

Imágenes en blanco y negro (escala gris) La opción Grayscale (escala gris), disponible en la barra de herramientas o el menú View (vista), automáticamente convertirán la vista corriente a Grayscale, adecuada para requerimientos de imagen en blanco y negro. Esto es útil cuando se trasmitan imágenes a una impresora en blanco y negro, o para capturar archivos con imagen en blanco y negro.


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Manual - SLIDE La opción Grayscale (escala gris) trabaja como un commutador y todas las configuraciones de color previas de la vista corriente serán restablecidas cuando escala griz sea desactivada. Ahora hemos cubierto la mayoría de las características básicas en el programa INTERPRET de Slide, excepto la habilidad para obtener información de análisis detallada para superficies de desplazamiento individuales, usando las opciones de menú Query (preguntar) esto es cubierto en la próxima tutoría. Eso concluye esta tutoría de arranque rápido. Para salir del programa: Seleccione: Archivo → Exit (salida).


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TUTORIA DE MATERIALES & CARGA

Esta tutoría demostrará como modelar un talud multi material más complejo, tanto con presión de agua de poro (presión intersticial) y una carga externa. CARACTERISTICAS DEL MODELO    

Talud de múltiples materiales, con capa débil. Presión intersticial definida por napa freática. Carga externa uniformemente distribuida Búsqueda de superficie de desplazamiento circular (Grind Search).

El producto terminado de esta tutoría puede ser encontrado en el archivo de datos Tutorial 02 Materials And Loading.Sli, ubicado en el folder Ejemplos > Tutorías en su folder de instalación Slide.

Modelo Si usted ya no ha hecho así, opere el programa de modelo Slide haciendo doble click en el icono Slide en su folder de instalación o desde el menú Start (inicio), seleccione Programas → Rocscience → Slide 5.0 → Slide. Si la ventana de aplicación Slide ya no esta maximizada, maximìcela ahora, de manera que la pantalla plena este disponible para visualizar al modelo.

Límites Primero fijemos los límites de la región de dibujo, de manera que podamos ver al modelo siendo creado cuando ingresemos la geometría. Selecciones: Vea → Límites Ingrese las siguientes coordenadas x – y mínimas y máximas en el diálogo View Limits (vea límites). Seleccione OK.


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Figura 2.1 Diálogo View Limits (vea límites o contornos) Estos límites o contornos aproximadamente centrarán al modelo en la región de dibujo cuando usted ingrese al modelo como es descrito abajo.

Configuraciones de Proyecto Aunque no necesitamos ajustar ninguna configuración de Proyecto para esta tutoría, brevemente examinemos el diálogo configuraciones de proyecto.

Seleccione: Análisis → Configuraciones de Proyecto.

Figura 2.2 Diálogo Project Settings (configuraciones de proyecto)


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Manual - SLIDE Seleccione la pestaña Groundwater (napa freática) Nótese los varios métodos de definición de condiciones de presión intersticial en Slide. Para esta tutoría, estaremos usando la selección por defecto (Método de napa freática = superficies de agua). Esto permite que la presión intersticial sea calculada desde una napa freática o superficie piezométrica. Estaremos usando todas las selecciones por defecto en configuraciones de proyecto, sin embargo, seleccione la pestaña general e ingrese en título de proyecto – tutoría de Material & Carga. Seleccione Ok.

Ingresando Contornos (o límites) El primer contorno que debe ser definido para cada modelo Slide, es el contorno (o límite) externo (vea la tutoría de arranque rápido) para una definición del contorno externo en Slide. Para añadir el contorno (o límite) externo, seleccione Add External Boundary (añada contorno externo) desde la barra de herramientas o el menú Boundaries (contornos, límites). Seleccione: Contornos → Add External Boundary (añada contorno externo). Ingrese las siguientes coordenadas en la línea de indicación en la parte inferior derecha de la pantalla. Ingrese Ingrese Ingrese Ingrese Ingrese Ingrese Ingrese Ingrese Ingrese Ingrese Ingrese

vértice vértice vértice vértice vértice vértice vértice vértice vértice vértice vértice

[esc = quit]: 5 0 [u = undo, esc = quit]: 100 0 [u = undo, esc = quit]: 100 34 [c = close, u = undo, esc = quit]: [c = close, u = undo, esc = quit]: [c = close, u = undo, esc = quit]: [c = close, u = undo, esc = quit]: [c = close, u = undo, esc = quit]: [c = close, u = undo, esc = quit]: [c = close, u = undo, esc = quit]: [c = close, u = undo, esc = quit]:

100 100 67 43 5 5 5 c

36 40 40 28 28 18 16

Note que ingresando c después que el último vértice haya sido ingresado automáticamente correcta el primer y último vértices (se cierre el límite) y sale la opción Add External Boundary (añada contorno externo).

Añada Contornos de Material Los Contornos de material son usados en Slide para definir los límites entre diferentes zonas de materiales dentro del contorno externo. Añadamos dos contornos de material, para definir la ubicación de una capa débil. Seleccione: Boundaries (límites) → Add Material Boundary (añada contorno de material).


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Manual - SLIDE Ya que planeamos por adelantado, ya hay vértices en el contorno externo, los cuales podemos gráficamente “saltar”. 1

Primero asegúrese que la opción Snap este habilitada en la barra de estado. Cuando Snap (salto del cursor) sea habilitado, el cursor cambiaría a un círculo cuando este sea posesionado sobre un vértice, permitiendo saltar el cursor exactamente al vértice.

2

Posicione el cursor sobre el vértice de contorno externo en (5, 18) y haga click en el botón izquierdo del mouse.

3

Posicione el cursor sobre el vértice de contorno externo en (100, 36) y haga click en el botón izquierdo del mouse.

4

Haga click en el botón derecho del mouse y seleccione Done (hecho).

El primer contorno de material ha sido añadido. Ahora añada un segundo contorno de material. Seleccione: Contorno → Add Material Boundary (añada límite de material). Repita los pasos 2.4, para añadir un segundo contorno de material, saltando el cursor a los vértices de contorno externo en (5, 16) y (100, 34). Su modelo debería parecer como sigue.

Figura 2.3 Contornos externos y de material añadidos.

Añada Napa Freática Ahora añadamos la napa freática, con el fin de definir las condiciones de presión intersticial. Seleccione: Contornos → Add Water Table (añada napa freática).


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Manual - SLIDE Usted debería estar aun en modo Snap (salto del cursor), así que y use el mouse para saltar el cursor los dos primeros vértices a vértices de contorno externo existentes e ingrese el resto de los vértices en la línea de indicación. Ingrese vértice [esc = quit]: use el mouse para hacer saltar el cursor al vértice en 5 28 Ingrese vértice [u = undo, esc = quit]: use el mouse para hacer saltar el cursor al vértice en 43 28 Ingrese vértice [u = undo, esc = quit]: 49 30 Ingrese vértice [c = close, u = undo, esc = quit]: 60 34 Ingrese vértice [c = close, u = undo, esc = quit]: 66 36 Ingrese vértice [c = close, u = undo, esc = quit]: 74 38 Ingrese vértice [c = close, u = undo, esc = quit]: 80 38.5 Ingrese vértice [c = close, u = undo, esc = quit]: 100 38.5 Ingrese vértice [c = close, u = undo, esc = quit]: presione Enter o haga click en el botón derecho y seleccione Done (hecho)

Usted ahora vera el diálogo Assign Water Table (asigne napa freática).

Este diálogo le permite a usted asignar la napa freática a los materiales en su modelo, seleccionando la casilla de selección para los materiales deseados. La napa freática debe ser asignada a los materiales, de manera que el programa conozca como la presión intersticial va a ser calculada para cada material. Por defecto, cuando usted añada una napa freática, todas las casillas de selección en el diálogo son seleccionadas. Esto es suficiente para nuestros propósitos. Así que solo seleccione Ok. La napa freática será añadida al modelo y automáticamente asignada a todos los materiales en el modelo. Como usted puede ver, hemos añadido una napa freática coincidente con la superficie del terreno al pie del talud y ligeramente debajo de la superficie del terreno hacia la cresta. NOTA: 

La asignación de la napa freática a materiales, también puede ser hecha en el diálogo Define Material Properties (defina propiedades de material). El diálogo Assigne Water Table (asigne napa freática) es simplemente un atajo conveniente el cual le permite a usted asignar la napa freática a todos los materiales de una vez, en lugar de individualmente con el diálogo Define Material Properties.


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Manual - SLIDE 

NOTA IMPORTANTE: La napa freática DEBE SER DEFINIDA A TRAVES DE TODOS LOS MATERIALES para lo cual presión intersticial va a ser calculada usando la napa freática. Si esto no es, luego el análisis no será capaz de calcular la presión intersticial para superficies de desplazamiento donde la napa freática no sea definida y un factor de seguridad NO SERA CALCULADO. Por lo tanto siempre asegúrese que la napa freática abarque todas las zonas de material aplicables del modelo o la talud (o talud) no será analizada donde la napa freática no esté definida.

Añada Carga Distribuida En Slide, cargar externas pueden ser definidos como cualesquiera cargas de línea concentrada o cargas distribuidas. Para esta tutoría, añadiremos una carga uniformemente distribuida cerca de la cresta del talud. Seleccione: Add Distributed Load (añada carga distribuida) desde la barra de herramientas o el menú de carga. Seleccione: Carga → Add Distributed Load (añada carga distribuida).  

Ingrese: Orientación = normal Magnitud = 50 Tipo = constante

Pantalla : Add Distributed Load

Ingrese una magnitud = 50 kN/m2. Deje todos los otros parámetros en sus configuraciones por defecto. Seleccione OK. Ahora a medida que usted mueva el cursor, verá una pequeña aspa la cual sigue al cursor y haga saltar al cursor al punto más cercano en el contorno más cercano. Usted puede ingresar la ubicación de la carga gráficamente, haciendo click en el botón izquiedo del mouse cuando la aspa esté en los puntos de ubicación y finalización deseados de la carga distribuida. Sin embargo, para ingresar coordenadas exactas, es más fácil en este caso ingresar las coordenadas en la línea de indicación.


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Ingrese primer punto en contorno [ esc = quit]: 70 40 Ingrese segundo punto en contorno [ esc = quit]: 80 40

La carga distribuida será añadida al modelo después que usted ingrese el segundo punto. La carga distribuida es representada por flechas rojas apuntando normales (hacia abajo, en este caso) al contorno externo, entre los dos puntos que usted ingresó. La magnitud de carga también es desplegada. Superficies de deslizamiento o desplazamiento Para esta tutoría, estaremos desempeñando una búsqueda de cuadrícula (Grind Search) de superficie circular, para intentar localizar la superficie de deslizamiento crítica (esto es, la superficie de desplazamiento con el factor de seguridad más bajo). Una búsqueda de cuadrícula requiere una cuadrícula de centros de desplazamiento a ser definidos. Usaremos la opción Auto Grid (cuadrícula automática), la cual automáticamente localiza una cuadrícula para el usuario. Seleccione: Superficies → Auto Grid (cuadrícula automática) Usted verá el diálogo Grid Spacing (espaciamiento de cuadrícula). Pantalla: Grid Spacing

Ingrese un espaciamiento de intervalo de 20 x 20. Seleccione Ok. La cuadrícula será añadida al modelo y su pantalla deberá aparecer como sigue:

Figura 2.4 Napa Freática, carga externa y cuadrícula añadida a modelo.


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Manual - SLIDE NOTA: Cuadrículas de centro de desplazamiento y la búsqueda de cuadrícula (Grid Search) de superficie circular, son discutidas con más detalle en la tutoría de arranque rápido. Sírvase referirse a aquella tutoría o al sistema de ayuda Slide, para más información.

Propiedades Es tiempo para definir nuestras propiedades de material. Seleccione Define Materiales desde la barra de herramientas o el menú properties (propiedades). Seleccione: Propiedades → Defina Materiales.      

Ingrese: Nombre = suelo1 Peso unitario = 19 Tipo de resistencia = Mohr Coulomb Cohesión = 28.5 Phi = 20 Superficie de agua = Napa freática Hu = 1

Con la primera selección por defecto en el dialogo de Definir Materiales, entrar las siguientes propiedades:

Ingrese los parámetros mostrados antes. Nótese que la superficie de agua = napa freática, debido a que ya asignamos la napa freática a todos los materiales en el modelo, con el diálogo Asigne Napa Freática, cuando creamos la napa freática. Cuando todos los parámetros sean ingresados para el primer material, seleccione la segunda pestaña, e ingrese las propiedades para la capa de suelo débil.


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     

Ingrese: Nombre = capa débil Peso unitario = 18.5 Tipo de resistencia = Mohr Coulomb Cohesión = 0 Phi = 10 Superficie de agua = Napa freática Hu = 1

Pantalla: Ingrese las propiedades y seleccione Ok cuando haya terminado Note lo siguiente acerca de los parámetros de agua: 

Superficie de agua = Water Table (napa freática) significa que la napa freática será usada para cálculos de presión intersticial para el material.

Para usuarios no familiarizados con el valor Hu: 

En Slide, el coeficiente Hu es definido como el factor por el cual la distancia vertical a una napa freática (o línea piezométrica) es multiplicada para obtener la altura de presión. Está en el rango de 0 y 1. Hu = 1 indicaría condiciones hidrostáticas. Hu = 0 indicaría un suelo seco y valores intermedios son usados para simular pérdida de altura debido a filtración, como se muestra en la Figura del márgen.

Asignando Propiedades Ya que hemos definido dos materiales, será necesario asignar propiedades a las regiones correctas del modelo, usando la opción Assign Properties (Asigne propiedades). Selecciones Asigne propiedades desde la barra de herramientas o del menú Properties. Seleccione: propiedades → Assign Properties (asigne propiedades). Usted verá el diálogo Asigne Propiedades, mostrado en el margen. Antes que pongamos, note que:  Por defecto, cuando los contornos (límites) sean creados, Slide, automáticamente asigna las propiedades del primer material en el diálogo Define Material Properties (Defina propiedades de material), a todas las regiones de suelo del modelo.


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Manual - SLIDE 

Por lo tanto, en este caso, solo necesitamos asignar propiedades a la capa débil del modelo. El suelo encima y debajo de la capa débil ya tiene las propiedades correctas, del primer material el cual definimos.

Para asignar propiedades a la capa débil solo tomamos dos clicks de mouse. 1

2

Use el mouse para seleccionar el suelo de “capa débil”, en el diálogo Assign Properties (asignar propiedades) (nótese que los nombres de material son los nombres que usted ingresó en el diálogo Defina propiedades de Material). Ahora coloque el cursor en cualquier lugar en la “capa débil” del modelo (esto es en cualquier lugar en la región angosta entre las dos capas de material y haga click en el botón izquierdo del mouse).

Esto es, propiedades son asignadas. Nótese que la zona de capa débil ahora tiene color del material de capa débil. Cierre el diálogo Asigne propiedades seleccionando la X en la esquina derecha superior del diálogo (o usted puede presionar la tecla ESCAPE para cerrar el diálogo). Ahora hemos terminado de crear el modelo y podemos proseguir a operar el análisis e interpretar los resultados.

Compute Antes de que usted analice su modelo, guárdelo como un archivo llamado ml_circ.sli (archivos de modelo Slide tienen una extensión de nombre de archivo .SLI) Seleccione: Archivo → Save (guardar) Use el diálogo Save As (guarde como) para guardar el archivo. Usted esta ahora listo para operar el análisis. Seleccione: Análisis → Compute (calcule) El sotfware COMPUTE de Slide proseguirá operando el análisis. Cuando sea completado, usted esta listo para ver los resultados de INTERPRET.


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Interprete Para ver los resultados del análisis: Seleccione: Análisis → Interpret Esto iniciará el programa INTERPRET de Slide. Usted deberá ver la siguiente figura:

Figura 2.5 Resultados de Grid Search (Búsqueda de cuadrícula). Como usted puede ver, el círculo de desplazamiento Global Minimo, para el método de análisis Bishop, pasa a través de la capa débil y está parcialmente por debajo de la carga distribuida. La capa débil y la carga externa claramente tienen una influencia sobre la estabilidad de este modelo y el factor de seguridad mínimo global (análisis bishop) es 0.798, indicando una situación inestable (factor de seguridad < 1). Este talud requerirá soporte u otras modificaciones de diseño, si va ser estabilizada. Usando la lista descendiente en la barra de herramientas, seleccionar otros métodos de análisis y vea la superficie mínima global para cada una. En este caso, la superficie real, para los métodos usados (Bishop y Jambu) es la misma. Aunque diferentes factores de seguridad son calculados por cada método. En general, la superficie mínima Global no necesariamente será la misma superficie, para cada método de análisis. Vea la tutoría de arranque rápido para mayor discusión acerca de la superficie mínima global. Ahora seleccione la opción Minimum Surfaces (superficies mínimas) desde la barra de herramientas o el menú de datos, con el fin de ver la mínima superficie calculada en cada punto de cuadrícula en la cuadrícula central de desplazamiento.


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Seleccione: Datos → Minimum Surfaces (superficies mínimas) El efecto de la capa débil es aun más dramáticamente visible. Los mínimos círculos con los factores de seguridad más bajos están todos tendiendo a pasar a través de la capa débil, como es ilustrado en la figura de abajo.

Figura 2.6 Mínimas superficies de desplazamiento, pasando a través de capa débil. Para ver todos los círculos generados por el análisis: Seleccione: Datos → All Surfaces (todas las supericies) El efecto de la capa débil es visible con todos los círculos desplegados. Ahora pulse hasta visualizar las superficies mínimas y discutiremos como ver resultados de análisis detallado, para superficies individuales, usando las opciones de menú Query (pregunta o consulta).

¿Qué es una Query? Una query (consulta), en el programa INTERPRET de Slide, es simplemente una superficie de desplazamiento la cual ha sido seleccionada con la opción Add Query (añada consulta), con el propósito de ver y graficar resultados de análisis detallados a lo largo de la superficie de desplazamiento (por ejemplo, tensión normal de base, resistencia al corte movilizado, presión intersticial, fuerzas entre cortes, etc). Es importante notar que la opción Data Output (salida de datos) en configuraciones de proyecto determina cuales superficies estarán disponibles para crear un Query (pregunta de búsqueda o consulta). Si salida de datos = estándar, luego un query solo puede ser creado para el mínimo global


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Manual - SLIDE  

Si salida de datos = estándar, luego datos de análisis detallados son guardados en el archivo de salida Slide, SOLO para la superficie mínima global. Si salida de datos = máxima, luego datos de análisis detallados son guardados para la superficie mínima en cada punto de cuadrícula (para búsqueda de cuadrícula de superficie circular).

En esta tutoría, hemos usado la salida de datos por defecto = estándar y por lo tanto solo puede crear un Query para la superficie mínima Global. Vea los ejercicios sugeridos al final de esta tutoría, para una discusión de la salida de datos = opción máxima.

Añada Pregunta o Consulta (Add Query) Una query (pregunta o consulta) puede ser creada seleccionando la opcion Add Query desde la barra de herramientas o el menú query. Esto le permite a usted seleccionar cualquier superficie de desplazamiento para la cual resultados de análisis detallados están disponibles. Para el ejemplo corriente, resultados de análisis detallado solo están disponibles para la superficie de desplazamiento mínima Global, como se discutió en la sección previa. Cuando solo sea requerido crear un query para la mínima global, hay varios atajos ahorradores de tiempo disponibles para el usuario. Por ejemplo: Consejo: Un atajo para añadir un query (pregunta o consulta) en la mínima global – haga click en el botón derecho en la mínimo global y seleccione Add Query desde el menú instantáneo 1

Haga click en el botón derecho del mouse en cualquier lugar de la superficie de desplazamiento mínima global.

NOTA: Usted puede hacer click en la superficie de desplazamiento o en las líneas radiales uniendo el centro de desplazamiento a los puntos extremos de la superficie de desplazamiento. 2

Seleccione Add Query (añada pregunta o consulta) desde el menú instantáneo y un Query será creado para el minimo global.

3

NOTE que el color de la superficie mínima global cambia a negro, para indicar que una pregunta de búsqueda ha sido añadida (Queries son desplegadas usando negro. La mínima global, antes que la pregunta de búsqueda fuese añadida, fue desplegada en verde).

Usted encontrará este un atajo útil para añadir una pregunta de búsqueda para añadir un Query para el minimo global. Otras formas para añadir y graficar queries son descritos en las siguientes secciones.


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Grafique Pregunta o Consulta (Graph Query) La razón principal para crear un Query (pregunta o consulta), es poder graficar resultados de análisis detallado para la superficie de desplazamiento. Esto es hecho con la opción Graph Query en la barra de herramientas o el menú Query.

Seleccione: Query → Graph Query (grafique pregunta o consulta). NOTA:  Si sólo una sola query existe, como en el ejemplo actual, esta automáicamente será seleccionada tan pronto como usted seleccione graph Query (grafique pregunta o consulta) y usted inmediatamente verá el diálogo Graph Slice Data (grafique datos de corte), mostrado abajo. Si más de una query existe, usted primero tendrá que seleccionar una o más queries, con el mouse.

Figura 2.7 Diálogo Graph Slice Data (Grafique datos de corte). 1

2 3

En el diálogo Graph Slice Data, seleccione los datos que usted quisiera graficar desde la lista descendiente de datos Primaria. Por ejemplo, seleccione Base Normal Stress (tensión normal de base). Seleccione los datos de eje horizontal que usted quisiera usar (distancia, número de corte o coordenada X). Seleccione Create Plot (cree trazo) y Slide creará un trazo como el mostrado en la siguiente figura.

Figura 2.8 Tensión normal de base versus distancia.


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Mas atajos de Query Aquí están atajos más útiles para añadir / graficar queries (estos son dejados como ejercicios opcionales después de completar esta tutoría): 

Si usted hace click en el botón derecho en la Global Minimun antes que una pregunta o consulta sea creada, usted puede seleccionar, añada pregunta o consulta (add query) o add query y Graph desde el menú instantáneo. O si usted hace click en el botón derecho DESPUES que una pregunta o consulta será creada, usted puede seleccionar Graph query u otras opciones.



Otro atajo muy rápido – Si ningunos queries (preguntas o consultas) han sido creados y usted selecciona Graph query (grafique pregunta o consulta) desde la barra de herramientas, Slide automáticamente creará una pregunta de búsqueda para mínima global, desplegará el diálogo Graph Slice Data (grafique datos de corte).



De manera similar, si usted selecciona Show Slices (muestre cortes) o query Slice Data (pregunte datos de corte) una pregunta o consulta automáticamente será creada para la mínima global, si esta todavia no existía.

Personalización de un Gráfico Después que un gráfico de datos de talud haya sido creado, muchas opciones están disponibles para que el usuario personalice los datos de gráfico y apariencia. Propiedades de Carta Haga click en el botón derecho del mouse en un gráfico y seleccione Chart Properties (propiedades de carta). El diálogo propiedades de carta le permite a usted cambiar títulos de eje, valores mínimos y máximos, etc. Esto es dejado como un ejercicio opcional para que el usuario explore. Cambie de Datos de gráfico Haga click en el botón derecho del mouse sobre un gráfico y seleccione Change Plot Data (cambie datos de gráfico). Esto desplegará el diálogo Graph Slice Data (Grafique datos de corte) (Figura 2.7), permitiéndole graficar completamente diferentes datos, si usted desea, mientras aún permanezca en la misma vista. Grayscale Haga click en el botón derecho del mouse seleccione Grayscale (escala gris), adecuado para captura de imagen en blanco y negro. Grayscale también esta disponible en la barra de herramientas y en el menú view y puede ser activado o desactivado en cualquier momento.


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Cambiando el Método de Análisis Después que un gráfico es creado, usted aún puede cambiar el método de análisis. Simplemente seleccione un método desde la barra de herramientas y los datos correspondientes al método serán desplegados. NOTA:



Dependiendo de los datos siendo visualizados, resultados pueden o no pueden variar con el método de análisis. Por ejemplo, Slice Weight (peso de corte) NO variará con el método. Tensión normal de base variará con el método de análisis.



También “Ningún dato” puede ser desplegado, si la superficie mínima para el método de análisis es elegido, es diferente de la superficie en la cual usted originalmente añadió la pregunta.

Cierre este gráfico, de manera que podamos demostrar unas cuantas caracerísticas más del menú de consulta de Slide.

Muestre cortes (Show Slices) La opción Show Slices (muestre cortes) es usada para desplegar los cortes (rebanadas) reales usados en el análisis, en todas las consultas existentes en la vista actual. Seleccione: Query (pregunta de búsqueda, consulta) → Show Slices Use la opción Zoom Window (ventana de zoom) para conseguir una vista más cercana, de manera que su pantalla parezca similar a la Figura 2.10.

<<

Figura 2.10 Cortes desplegados en query (consulta).


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Manual - SLIDE La opción Show Slices (muestre cortes) también puede ser usada para otros propósitos de desplieque, como sea configurado en el diálogo Display Options (opciones de despliegue). Por ejemplo: 1 Haga click en el botón derecho del mouse y seleccione Display Options. Seleccione la pestaña Slope Stability (estabilidad de talud). 2

Apague Slice Boundaries (contorno de corte) y active hatch background (fondo sombreado con rayas). Observe el patrón de sombreado de 45 grados el cual ahora llena la masa de falla.

3

Cambie de color de relleno y seleccione un diferente patrón de sombreado. Experimente con diferentes combinaciones de opciones de despliegue de corte y observe los resultados.

Recuerde que la opción Show Slices (muestre cortes) solo despliega las opciones de corte (Slice) que sean activadas en el diálogo Display Options (opciones de desplieque). NOTA: La opción de desplieque actual pueden ser guardadas como los valores por defecto de programa, seleccionando el botón Defaults (por defecto) en el diálogo Display Options (opciones de despliegue) y luego seleccione “make currents settings the defaults” en el diálogo Defaults.

Consulte Datos de Corte (Query Slice Data) La opción Query Slice Data (consulte datos de corte) le permite ver resultados de análisis detallada PARA CORTES INDIVIDUALES EN UNA MASA DESLIZANTE. Seleccione: Query → Query Slice Data (consulte datos de corte) 1

Usted verá el diálogo Slice Data (Datos de corte), el cual le indica a usted “hacer click sobre un corte para ver los datos de corte”.

2

Haga click sobre cualquier corte y los datos para el corte serán desplegados en el diálogo, como se ilustró abajo:

Figura 2.11 Dialogo Slice Data (Datos de corte)


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Manual - SLIDE 3

Flechas de fuerza serán desplegadas sobre el corte, representando las varias fuerzas actuando sobre el corte, tales como peso de corte, fuerzas entre cortes y fuerzas de base.

4

Seleccione diferentes cortes y observe los datos cambiantes, usted puede hacer click directamente sobre el corte o usted puede usar los botones de flecha izquierda / derecha en la parte superior del diálogo, para seleccionar cortes.

5

Seleccione zoom en el diálogo Slice Data. El corte actualmente seleccionado es visto con zoom a la mitad de la vista.

6

Seleccione la flecha hacia arriba ▲ “roll - up” en la esquina superior derecha del diálogo Slice Data (no seleccione la X) y el diálogo “se subirá” (minimice sin cierre) permitiéndole ver la pantalla completa. (NOTA: Usted también puede hacer doble click sobre la barra de título del diálogo, para minimizar / maximizar el diálogo). Por ejemplo, después de subir y mover el diálogo Slice Data del camino, su pantalla puede parecer como sigue:

Figura 2.12

Fuerzas de corte desplegadas con consulta de Datos de corte.

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Maximice el diálogo Slice Data (Datos d corte), seleccionando la flecha “hacia abajo” ▼ o haciendo doble click en la barra de título del diálogo. Seleccione los botones Hide / Show / oculte/ muestre y vea los resultados.

8

El botón Copy copiará los datos de corte actuales a la tablilla windows, donde esta puede ser pegada dentro de otra aplicación windows (por ejemplo para escritura de informe).

9

El botón Filter List (Lista de filtro) le permite a usted personalizar la lista de datos los cuales aparezcan en el cuadro de diálogo.

10 Cierre el cuadro de diálogo Slice Data seleccionando la X en la esquina superior derecha del cuadro de diálogo o Done (hecho).


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ELIMINANDO CONSULTAS (DELETING QUERIES) Consultas pueden ser eliminadas con la opción Delete Query en la barra de herramientas o el menú Query (pregunta o consulta). Un atajo conveniente para eliminar una consulta individual es hacer click en el botón derecho sobre una query (consulta) y seleccione Delete Query (elimine consulta). Por ejemplo: 1

Haga click en el botón derecho en el query Global Minimum (usted puede hacer click en el botón derecho en cualquier lugar sobre la superficie de desplazamiento o sobre las líneas radiales uniendo el centro de desplazamiento a los puntos extremos de superficie de desplazamiento).

2

Seleccione. Delete Query (elimine consulta) desde el menú instantáneo y la consulta será eliminada ( la minima Global ahora es desplazada en verde una vez más indicando que la consulta ya no existe).

GRAFIQUE F.S. A LO LARGO DE TALUD Finalmente, demostraremos una característica más de interpretación de datos de Slide. Seleccione: Datos → Graph SF Along Slope (grafique factor de seguridad a lo largo de talud). En el siguiente cuadro de diálogo, seleccione Create Plot (cree gráfico):

Esto creará un gráfico del factor de seguridad son obtenidos desde la superficie de talud. Los valores de factor de seguridad son obtenidos desde cada superficie de desplazamiento / punto de intersección de talud.


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Figura 2.13

Factor de seguridad a lo largo de superficie de talud.

Este gráfico es útil al determinar áreas de la talud las cuales correspondan a superficies de desplazamiento con bajos factores de seguridad y pueden posiblemente ser implicadas en falla. Usted puede encontrarle útil enmoisacar las vistas horizontalmente, para ver el ejemplo la talud juntos. Seleccione:

Windows → enmoisacar horizontalmente

Use las opciones zoom como sea necesario, para lograr la vista deseada de la talud, relativa al gráfico. (Consejo: Primero seleccione todo zoom All. Luego use zoom mouse y panoramice si es necesario, para ver con zoom la talud a la misma escala como el gráfico).

EJERCICIOS ADICIONALES Un gráfico de factor de seguridad, tal como la Figura 2.13, puede ser usado para ayudar a refinar una búsqueda de superficie crítica, con la opción Define Slope Limits (Defina contornos de talud), como es sugerido en el ejercicio opcional abajo. 1

Retorne al programa MODEL de Slide.

2

Use el cuadro de diálogo Define Slope Limits (vea la tutoría de arranque rápido), para definir dos series de contornos de talud, correspondiendo aproximadamente a las áreas de bajos factores de seguridad del gráfico en la figura 2.13.

3

Reopere el análisis y vea una superficie mínima Global con menor factor de seguridad ha sido localizada.


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Otros Métodos de Búsqueda La Grid Search (Búsqueda de cuadrícula) no es el único método de búsqueda disponible en Slide para superficies de desplazamiento circular. Otros métodos pueden ser usados. Re opere el análisis usando:  

Método de búsqueda de talud Método de búsqueda de refinación automática.

Y compare resultados. Experimentar con diferentes parámetros de método de búsqueda. Vea el sistema de ayuda de Slide para información acerca de los métodos de búsqueda.

Opción Máxima Salida de Datos Mientras demuestre las opciones Query (consulta) en esta tutoría hemos indicado que una Query solo podría ser creada para la superficie mínima Global. Eso es debido a que usamos la opción Data Output (salida de datos) = Standard en el cuadro de diálogo Project Setting (configuraciones de proyecto). Si usamos la opción Data output = Maximum option (Opción máxima), luego una Query puede ser creada para la superficie con mínimo factor de seguridad en cualquier punto de cuadrícula, ya que datos de análisis detallados son luego guardados para todas estas superficies y no solo para mínimas globales. El siguiente ejercicio sugerido demostrará las capacidades de Slide cuando Data Output = Maximun. 1

Retorne al programa de modelo de Slide y configure Data Output = Maximum en configuraciones de proyecto.

2

Re opere el análisis.

3

En Interprete de Slide, seleccione Add Query (añada consulta) desde la barra de herramientas o el menú.

4

Ahora merodee el mouse (sin hacer click) sobre la cuadrícula de centro de desplazamiento o sobre las superficies de desplazamiento dentro del talud. Cuando usted mueva el mouse, nótese que la superficie de desplazamiento correspondiente mas cercana es resaltada. (NOTA: es útil activar primero la opción Minimum Surfaces (superficies mínimas), ya que todas estas son las superficies para las cuales usted puede crear una Query (consulta)).

5

Cuando una superficie de desplazamiento deseada haya sido localizada, haga click en el botón izquierdo del mouse y una Query (consulta) será creada para aquella superficie.

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Usted puede repetir los pasos 3 – 5, para añadir cualquier número de consultar para diferentes superficies de desplazamiento.


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Cuando use la opción Graph Query (Grafique consulta) (seleccionada desde la barra de herramientas o el menú), usted puede graficar múltiples consultas en el mismo gráfico, simplemente seleccionando las consultas deseadas con el mouse.

NOTA: Cuando DataOutput = Maximum, la velocidad de cálculo aparente será significativamente más lenta que cuando Data Output = Standard. También, el tamaño de archivos de salida será mucho más grande debido a la gran cantidad de datos siendo almacenados. Dependiendo del número de superficies de desplazamiento que usted esté analizando, estas diferencias pueden ser muy significantes. La opción Data Output = Maximum solo debería ser usada cuando usted desee ver datos detallados para superficies salvo la máxima global. Eso concluye esta tutoría. Para salir del programa. Seleccione: Archivo → Exit (Salida).


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Manual - SLIDE

TUTORIAL DE SUPERFICIES NO CIRCULARES

Este tutorial usará el mismo modelo como tutorial 02 (Materiales & Tutorial de carga), para demostrar como un análisis puede ser desempeñado usando superficies de desplazamiento (lineal por piezas) no circulares.

CARACTERISTICA DE MODELO:    

Talud de material múltiple, con capa débil. Presión intersticial definida por napa freática Carga externa unifomemente distribuida Búsqueda de bloque para superficies de desplazamiento no circulares.

El producto terminado de este tutorial puede ser encontrado en el archivo de datos Tutorial 03 Superficies No Circulares.Sli, el cual esta localizado en el folder de Ejemplos > Tutoriales en su folder de instalación Slide.

Modelo Si usted ya no lo ha hecho así, opere el programa de Modelo Slide haciendo doble click en el ícono Slide en su folder de instalación. O desde el menú Start (arranque), seleccione Programas → Rocciencia → Slide 5.0 → Slide. Si la ventana de aplicación Slide ya no esta maximizada, maximícela ahora, de manera que la pantalla completa este disponible para ver el modelo. Ya que estamos usando exactamente el mismo modelo desde el tutorial previo, no repetiremos el procedimiento de modelación, sino simplemente leemos en un archivo.


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Manual - SLIDE Seleccione: Archivo → Open (Abrir)

Si usted completó el tutorial previo y girando el archivo, usted puede usar este archivo (ml_circ.sli). Si usted no hizo el tutorial previo, o no guardo el archivo, luego el archivo requerido también está disponible en el folder Ejemplos > tutoriales en su folder de instalación Slide (Archivo: Tutorial 02 Materiales y Carga.Sli). Abrir cualquier archivo es más conveniente.

Opciones de Superficie (Surface Options) La primera cosa que tenemos que hacer, es cambiar el tipo de superficie a No Circular, en el diálogo de opciones de superficie. Seleccione: Superficies → Surface Options (opciones de superficie)

 

Ingrese: Tipo de superficie = No Circular Método de búsqueda = bloque Número de superficie = 5000 Angulo izquierdo inicial = 135 Angulo izquierdo final = 135 Angulo derecho inicial = 45 Angulo izquierdo final = 45

Figura 3.1 Diálogo Opciones de Superficie. En el cuadro de diálogo Surface Options, cambie el tipo de superficie a No Circular.


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Manual - SLIDE Nótese que dos diferentes métodos de búsqueda pueden ser usados en Slide para superficies No Circulares – Block Search (Búsqueda de Bloque) o Path Search (Búsqueda de trayectoria). Este tutorial demostrará el método de búsqueda de bloque. Para detalles acerca del método de búsqueda de trayectoria, vea el sistema de ayuda Slide. Estaremos usando todas las opciones de búsqueda de bloque (Block Search) por defecto por ahora, así que solo seleccione Ok. Nótese que la cuadrícula de centro de desplazamiento, la cual usamos para desempeñar la búsqueda de cuadrícula (Grid Search), esta ahora oculta a la vista, ya que esa no es aplicable para búsquedas de superficie no circulares. Seleccione Zoom All para tener una visión del modelo hacia el centro de la vista. Consejo: usted puede hacer click en el botón derecho del mouse y seleccionar zoom All o usar la tecla de función F2, como atajos.

Búsqueda de Bloque (Block Search) El término “Block Search” es usado en Slide, ya que una típica masa deslizante no circular, con solo unos cuantos planos de deslizamiento, puede ser considerada como consistiendo de bloques de material pasivo, activo y central, como se muestra abajo.

Figura 3.2 Bloques activo, centro y pasivo. Con el fin de llevar acabo una búsqueda de bloque (Block Search) con Slide, el usuario debe crear uno o más objetos de búsqueda de Bloque (línea ventana, punto o polilínea). Los objetos Block Search son usados para aleatoriamente generar las ubicaciones de vértices de superficie de desplazamiento. Para un modelo con una capa débil angosta, la mejor forma de desempeñar una búsqueda de bloque es usar la opción Block Search Polyline (Polilínea de búsqueda de bloque). Esta opción trabaja como sigue: 1

DOS puntos son primero generados sobre la polilíena, de acuerdo a las selecciones disponibles por usuario.

2

La superficie de desplazamiento esta limitada a seguir la polilínea, entre los dos puntos.


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Manual - SLIDE 3

Los ángulos de proyección son usados para proyectar la superficie hasta la superficie del terreno, desde los dos puntos.

4

Los pasos 1 a 3 son repetidos para el número requerido de superficies de desplazamiento.

Añadamos la polilínea al modelo. Seleccione la opción Add Block Search Polyline (añada polilínea de búsqueda de bloque) desde la barra de herramientas o desde el sub menú Block Search en el menú Surfaces (superficies). (Nótese que las opciones en la barra de herramientas u menú Surfaces son ahora aplicables a superficies no circulares, ya que cambiamos el tipo de Superficie de circular a No circular en el cuadro de diálogo Surface Optiones) (Opciones de superficie). Seleccione: Superficies → Block Search → Add Polyline (añada polilínea). Usted luego verá el siguiente cuadro de diálogo.

Este diálogo le permite a usted especificar como los dos puntos serán generados en la polilínea. Los puntos pueden ser aleatoriamente generados en cualquier ubicación (la opción Any Line Segment (cualquier segmento de línea)), o aleatoriamente generados en el primer y último segmento de línea o fijados en los puntos extremos de la polilínea. En la mayoría de casos, es mejor empezar con la opción Any Line Segment, para maximizar la cobertura de la búsqueda a lo largo de la polilínea. Esta ya es la selección por defecto para ambos puntos, así que solo seleccionamos Ok en el cuadro de diálogo. Ahora ingrese los puntos definiendo la polilínea. Los puntos pueden ser ingresados gráficamente con el mouse, pero ingresaremos los siguientes puntos en la línea de indicación: Enter point [esc = quit]: 39 23 Enter point [u = undo, esc = quit]: 81 31 Enter point [u= undo, esc = quit]: presione Enter o haga click en el botón derecho y seleccione Done (hecho)

El objeto de búsqeuda Block Search Polyline es ahora añadido al modelo dentro de la capa débil. Nótese las flechas desplegadas en cualquier lado de la línea. Las flechas representan los ángulos de proyección izquierdo y derecho los cuales serán usados para proyectar la superficie de desplazamiento a la superficie del terreno. Los ángulos de proyección pueden ser personalizados por el usuario en el cuadro de diálogo Surface Options (Opciones de Superficie), lo cual se estará haciendo posteriormente en este tutorial. Por ahora estamos usando los ángulo por defecto.


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Figura 3.3 Polilínea de búsqueda de bloque definida en capa débil.

Más acerca de Block Search Objects En este punto usted puede estar preguntándose - ¿Por qué usamos la opción Block Search Polyline (polilínea de búsqueda de bloque), cuando solo definimos un solo segmento de línea? Hay una muy buena razón:  



Una polilínea de búsqueda de bloque siempre genera DOS puntos a los largo de la línea. La superficie de desplazamiento es luego limitada a seguir la polilínea entre los dos puntos. En caso general, cuando una búsqueda de bloque polilínea consiste de multiples lineas de segmentos, esto hace muy facil definir un bloque de busqueda, a lo largo de una capa irregular y débil (no lineal). En el caso general, cuando una polilínea de búsqueda de bloque consista de múltiples segmentos de bloque, esto hace muy fácil definir una búsqueda de bloque, a lo largo de una capa débil lineal.

La opción polilínea de búsqueda de bloque fue especialmente desarrollada, con el propósito de buscar fácilmente a lo largo de las capas débiles líneal o no lineal. En contraste los otros objetos de búsqueda de bloque en Slide – Window, línea o punto – solo generan un vértice de superficie de desplazamiento SIMPLE, para cada objeto. Para un objeto de LINEA de búsqueda de bloque, la superficie de desplazamiento no “sigue” la línea, a usted solo se le garantiza tener un solo vértice SOBRE la línea. Con el fin de crear la misma búsqueda con objetos Block Search Linea (línea de búsqueda de bloque), usted tendría que definir DOS líneas de búsqueda de bloque, las cuales sean colineales. Para definir una búsqueda de bloque a lo largo de una capa débil irregular (no lineal), es mucho más difícil (aunque esto puede ser hecho, usando una combinación de objetos de línea de búsqueda de bloque objetos de punto de búsqueda de bloque, en cada “doblez” en la capa débil).


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Manual - SLIDE En general, cualquier número de objetos de búsqueda de bloque puede ser definido y usado en cualquier combinación. En realidad, usted aún puede usar un objeto de polilínea de búsqueda de bloque en combinación con objetos ventana, línea y punto o aún otro objeto polilínea (en tanto ninguno otro objeto de búsqueda superpongan un objeto polilínea). Para más información acerca de los objetos Block Search, sírvase ver el sistema de ayuda Slide.

Compute Antes que usted analice su modelo, guárdelo como un archivo llamado ml_noncirc.sli. (Los archivos de modelo Slide tienen una extensión de nombre de archivo .SLI) Seleccione: Archivo → Save As (guarde como) Use el cuadro de diálogo Save As (guarde como) para guardar el archivo con el nuevo nombre de archivo. Usted ahora esta listo para operar el análisis. Seleccione: Análisis → Compute El sotfware COMPUTE de Slide proseguirá operando el análisis. Cuando sea completado, usted esta listo para ver los resultados en INTERPRET. (Para este modelo simple, todas las superficies de desplazamiento generadas por la búsqueda, consistirán de TRES segmentos de línea – un segmento de línea a lo largo de la polilínea de búsqueda de línea – un segmento de línea a lo largo de la polilínea de búsqueda de bloque y los segmentos proyectados izquierdo y derecho).

Interpret Para ver los resultados del análisis: Seleccione: Análisis → Interpret Esto activará el programa INTERPRET de Slide. Usted debería ver la siguiente figura:

Figura 3.4


Resultados de búsqueda de bloque (Block Search) (5000 superficies)

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Manual - SLIDE Por defecto, la superficie de desplazamiento mínima Global para un análisis Bishop será desplegada. Usted también notará un dominio de puntos encima del talud. Para un análisis no circular, estos puntos son automáticamente generados por Slide y son los puntos de eje usados para cálculos de equilibrio de momento. Un punto de eje es generado para CADA superficie de desplazamiento no – circular, usando las coordenadas de la superficie de desplazamiento para determinar un mejor ajuste de círculo. El centro del mejor ajuste de círculo es usado como el punto de eje para la superficie no circular. El factor de seguridad mínimo Global para un análisis Bishop es 0.763. Compare esto con los resultados de la búsqueda circular en el tutorial previo (0.798). Como puede ser esperado para este modelo, la búsqueda de bloque ha encontrado una superficie con menor factor de seguridad. Una superficie no circular (lineal por piezas) es mucho más adecuada para encontrar superficies de desplazamiento a lo largo de una capa débil, tal como hemos modelado aquí, que una superficie circular. Seleccione el método de análisis Janbu simplificado en la barra de herramientas y observe el factor de seguridad y superficie de desplazamiento, en este caso, los métodos Janbu y Bishop han localizado exactamente la misma superficie mínima global. Ahora selección la opción All Surfaces (todas las superficies). Seleccione: Datos → All Surfaces (todas las superficies).

NOTA: La opción Minimum Surfaces (superficies mínimas), usada en tutorias previas, no esta disponible para superficies no circulares. La opción Minimum Surfaces solo se aplica a cuadrículas de centro de desplazamiento usadas para una búsqueda de cuadrícula (Grid Search) de superficie circular. Todas las superficies generadas por la búsqueda de bloque (Block Search), son desplegadas en el modelo. Note que los colores de las superficies de desplazamiento y puntos de eje corresponden a los colores del factor de seguridad desplegadas en la leyenda. Usemos la opción Filtre Superficies (Filter Surfaces) para desplegar solo superficies con un factor de seguridad menor de 1. Selección: Datos → Filter Surfaces (Filtre superficies).


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Manual - SLIDE En el cuadro de diálogo Filter Surfaces, seleccione la opción “Surfaces With a factor of Safety Below” (superficies con un factor de seguridad bajo), ingrese un valor de 1 y seleccione Done (hecho). Como usted puede ver, hay muchas superficies inestables para este modelo, salvo la mínima global. Este modelo definitivamente requerirá soporte o modificaciones de diseño, con el fin de que se le haga estable.

Figura 3.5 Todas las superficies con factor de seguridad < 1. Apague la pantalla All Surfaces (todas las superficies), reseleccionando todas las superficies. Seleccione: Datos → All Surfaces (todas las superficies).

Grafique Consulta (Graph Query) Añadir y graficar Queries (consultas) para superficies no circulares, es igual como lo descrito en el tutorial previo para superficies circulares. Por ejemplo, un atajo conveniente es el siguiente:  Seleccione Graph Query (grafique consulta) desde la barra de herramientas. Slide automáticamente creará una consulta para la mínima global y despliega el cuadro de diálogo Graph Slice Data (Grafique datos de corte).


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Seleccione Base Cohesión (cohesión de base) desde la lista descendente Primary Data (Datos primarios). Seleccione Create Plot (cree gráfico). El gráfico será creado. Como usted puede ver, el gráfico muestra las resistencias cohesivas (28.5 y 0) de los dos materiales que definimos a lo lago de la mayor parte de esta superficie de desplazamiento, la cohesión cero de la capa débil esta vigente.

Figura 3.6 Cohesión de base para superficie mínima global. Ahora haga click en el botón derecho sobre el gráfico seleccione Change Plot Data (cambie datos de gráfico) desde el menú instantáneo. Usted verá e cuadro de diálogo Graph Slice Data (Grafique datos de corte) otra vez. Seleccione el ángulo de fricción de base desde la lista descendente de datos primarios. Seleccione Create Plot (cree gráfico o trazo). El gráfico ahora despliega el ángulo de fricción de los dos materiales que definimos (20 y 10 grados). A lo largo de la mayor parte de esta superficie de desplazamiento, el ángulo de fricción de 10 grados de la capa débil esta vigente. Ahora cierre la vista de gráfico seleccionando la X en la esquina derecha superior de la vista (Aségurese que usted seleccione la vista X y no la aplicación X, ¡de manera que usted no cierre el programa INTERPRET¡). Ahora regresaremos al modelador Slide e ingresaremos una gama de ángulos de proyección en el cuadro de diálogo Surface Options (opciones de


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Manual - SLIDE superficie) y re operaremos el análisis. Seleccione la opción MODELADOR desde la barra de herramientas o el menú de análisis. Seleccione: Análisis → Modeler (modelador)

Modelo Seleccione opciones de Superficie desde el menú Surfaces (o como un atajo, usted puede hacer click en el botón derecho del mouse en cualquier lugar en la vista y seleccione Surface Options desde el menú instantáneo). Seleccione: Superficies → Surface Options (Opciones de superficie).

 

Ingrese: Tipo de superficie = No Circular Método de búsqueda = bloque Número de superficie = 5000 Angulo izquierdo inicial = 125 Angulo izquierdo final = 155 Angulo derecho inicial = 25 Angulo izquierdo final = 55

En el cuadro de diálogo Surface Options (opciones de superficie), ajuste la gama de ángulo de proyección izquierda para inicio = 125 y fin = 155 y la gama de ángulo de proyección derecha para inicio = 25 y fin = 55. Seleccione OK. Nótese que ahora hay dos flechas de ángulo de Proyección izquierdo y dos flechas de ángulo de proyección derecho en el modelo, indicando los límites angulares inicial / final que usted justo ingresó en el cuadro de diálogo Surface Options. Consejo: Los ángulos de Proyección son medidos EN SENTIDO ANTIAHORARIO desde el eje positivo. Si usted no esta seguro acerca de los valores apropiados para ingresar, usted puede usar el botón APPLY para ver los ángulos de proyección en el modelo, sin cerrar el diálogo.


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Compute Seleccione: Análisis → Compute (calcule) Usted verá un cuadro de diálogo de mensaje. Seleccione YES (Si) para guardar los cambios al archivo y Slide operará el análisis. Cuando sea completado, usted esta listo para ver los resultados en INTERPRET.

Interpret Para ver los resultados del análisis: Seleccione: Análisis → Interpret Esto cargará los resultados de análisis más recientes en el programa INTERPRET de Slide.

Figura 3.7 Resultados de búsqueda de bloque, 5000 superficies. La superficie de desplazamiento mínima global, para un análisis Bishop, ahora tiene un factor de seguridad = 0.704. Proporcionando una gama de ángulos de proyección, una superficie de desplazamiento con un factor de seguridad menor que el análisis previo ha sido localizada. Desplieque todas las superficies analizadas. Seleccione: Datos → All Surfaces (todas las superficies). Note que los colores de la superficie de desplazamiento y puntos de eje corresponden a los colores de factor de seguridad desplegados en la leyenda. También nótese la gama de ángulos de proyección usada para generar los segmentos primero y último de cada superficie de desplazamiento, ya que especificamos gamas para los ángulos de proyección izquierdo y derecho ene l cuadro de diálogo Surface Options (opciones de superficie).


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Ahora seleccione el método de análisis simplificado Janbu, desde la barra de herramientas. Nota: 

Los factores de seguridad, como son indicados por los colores de la superficie de desplazamiento y punto de eje, cambian con el método de análisis.



Como hemos notado previamente, la superficie Mínima Global no es necesariamente la misma superficie, para diferentes métodos de análisis. Sin embargo, en este caso los métodos Bishop y Janbu de nuevo han encontrado la misma superficie mínima Global.

Ahora demostraremos una opción de búsqueda más en Slide, la opción Optimize Surfaces. Retorne al programa Modelo de Slide. Seleccione: Análisis → Modeler (Modelador).

Optimice Superficies (Optimice Surfaces) La opción Optimize Surfaces (Optimize superficies) es otra herramienta de búsqueda muy útil en Slide. Esta permite al usuario continúan buscando una mínima global con más bajo factor de seguridad, usando los resultados del Block Search (búsqueda de bloque) como un punto inicial. 1

En el cuadro de diálogo Surface Options (Opciones de superficie), seleccione la casilla de selección Optimize Surfaces.

2

Re Opere el análisis.

3

Usted encontrará que la opción Optimize Surfaces, ha localizado una superficie de desplazamiento Mínima Global con factor de seguridad significantemente menor. El factor de seguridad mínimo global Bishop = 0.676.

Para más información acerca de la opción Optimize Surfaces (Optimize superficies), vea el sistema de ayuda Slide.

Figura 3.8 Resultados de Optimización de búsqueda.


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Generación de Superficie Aleatoria (Random Surface Generation) Es importante recordar que la búsqueda de bloque (Block Search) es de talud de la generación de números aleatorios, con el fin de generar superficies de desplazamiento. 

Generando aleatoriamente las ubicaciones de vértice de superficie de desplazamiento usando los Block Search Objects (Objetos de búsqueda de bloque) y



Generando aleatoriamente los ángulos de proyección (si una gama de ángulos es especificada).

Sin embargo, si usted re calcula el análisis en este tutorial, usted siempre conseguirá exactamente los mismos resultados. La razón para esto, es que hemos estado usando la opción Pseudo Random (Pseudo - aleatoria) (en Project Settings (Configuraciones de proyecto) > Números aleatorios).

Análisis Pseudo – aleatorio significa que, aunque números aleatorios sean usados para generar las superficies de desplazamiento, LAS MISMAS SUPERFICIES SERAN GENERADAS CADA VEZ QUE EL ANALISIS SEA RE OPERADO, ya que la misma “semilla” es usada en cada caso para generar los números aleatorios. Esto permite al usuario obtener resultados reproducibles, para una búsqueda de superficie de desplazamientos no circular, aun cuando superficies aleatorios estén siendo generadas. Pro defecto, la opción Pseudo – random (Pseudo Aleaotoria) es seleccionada en Project Settings. 

Sin embargo, usted también puede usar la opción random (aleatoria) en project Settings > Random Numbers. En este caso una diferente “semilla” será usada cada vez que el análisis sea re operado. Cada análisis por lo tanto producirá diferentes superficies de desplazamiento y usted puede obtener diferentes factores de seguridad mínimo globales y superficies con cada análisis. Es dejado como un ejercicio opcional, experimentar con la opción de generación de Número Aleatorio. Re opere el análisis varias veces, usando la opción Random Number Generation (Generación de Número Aleatorio) en Project Setting y observe los resultados. Consejo: Con el fin de ver más claramente los efectos de muestreo aleatorio real. Usted puede ingresar un número de superficies menor (por ejemplo 200) en el cuadro de diálogo Surface Options (opciones de superficie). Esto concluye este tutorial. Para salir del programa: Seleccione: Archivo → Exit (salida). Slide – Uso Interno

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Tutorial de Superficies Compuestas

Este tutorial usará el mismo modelo como el tutorial Materiales & carga (con algunas modificaciones), para demostrar como desempeñar una búsqueda de superficie circular, la cual permite que superficies circulares / no circulares compuestas también sean analizadas.

CARACTERISTICAS DE MODELOS 

Talud de materiales múltiples, con capa débil de material impenetrable (por ejemplo, lecho de roca, o suelo con mucha mayor resistencia).



Presión intersticial definida por napa freática.



Carga externa uniformemente distribuida.



Búsqueda de cuadrícula (Grid Search) circular, con opción Superficies compuestas (Composite Surfaces) habilitada.



Demostración de opción de búsqueda de refracción automática (Auto Refine Search).

El producto terminado de este tutorial (archivo: Tutorial 04 Composite Surfaces.sli) puede ser encontrado en el folder Ejemplos > tutoriales en folder de instalación Slide.

Modelo Si usted ya no ha hecho así, opere el programa MODEL de Slide haciendo doble click sobre el icono Slide en su folder de instalación. O desde el menú Start (inicio), seleccione Programas → Rocciencia → Slide 5.0 → Slide. Si la ventana de aplicación Slide ya no es maximizada, maximícela ahora, de manera que la pantalla completa este disponible para ver el modelo ya que este tutorial esta basado en el modelo Materiales y modelo de carga, leeremos en un archivo, en lugar de repetir el procedimiento de modelamiento.


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Seleccione: Archivo → Open (Abrir).

Si usted completó el tutorial materiales y carga y guardo el archivo, usted puede usar este archivo (ml-cir.sli). Si usted no hizo este tutorial o no guardó el archivo, luego el archivo requerido también está disponible en el folder Ejemplos > Tutoriales en su folder de instalación Slide (Nombre de archiv: Turotial 02 Materiales and Loading.sli). Ahora cualquier archivo es más conveniente.

Opciones de Superficie (Surfaces Options) Primero que todo, habilitamos la opción Composite Surfaces (Superficies Compuestas), en el diálogo Surface Options (opciones de superficie). Seleccione: Superficies → Surface Options (opciones de superficie)

 



Ingrese: Tipo de Supericie = Circular Método de búsqeuda = cuadrícula Incremento de Radio = 10 Superficies compuestas

Figura 4.1 Diálogo Opciones de Superficie) En el diálogo Surface Options, seleccione la casilla de selección Composite Surfaces y seleccione OK.

¿Qué es una Superficie Compuesta?


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Normalmente, cuando superficies circulares sean analizadas en Slide, si una superficie circular se extiende pasados los límites inferiores del contorno externo, la superficie es descartada y no es analizada. Una búsqueda de superficie circular puede generar un gran número de tales superficies, detalud de su geometría de contorno externo y parámetros de búsqueda (ubicación de cuadrícula, Límites de talud, etc.) Si la opción Composite Surfaces (Superficies compuestas) es habilitada, luego superficies circulares las cuales se extiendan pasados los límites inferiores del contorno externo, automáticamente se ajustarán a la forma del contorno. Esto es ilustrado en la siguiente figura.

Figura 4.2 Ejemplo de superficie de desplazamiento compuesta. Superficies compuestas permiten al usuario modelar una superficie de lecho de roca, por ejemplo, ingresando coordenadas apropiadas para el borde inferior del contorno externo. Ellos luego pueden desempeñar una búsqueda de superficie circular la cual confirmará la forma del lecho de roca, simplemente usando la opción Composite Surfaces (Superficies Compuestas). Estas superficies serán analizadas y NO descartadas. La resistencia de material usada para cada corte a lo largo de las porciones lineales de la superficie compuesta, será la resistencia del material inmediatamente encima de cada base de corte o rebanada. Con el fin de usar nuestro modelo previo que justo hemos abierto, una modificación simple será requerida.

Editando Contornos Para usar el modelo corriente para este ejemplo de superficie compuesta, necesitamos elevar el borde inferior del contorno externo, de manera que este sea coincidente con la ubicación del inferior de los dos contornos de material. Podemos hacer esto como sigue. Para este ejemplo, demostraremos las útiles capacidades de edición haciendo click en el botón derecho de Slide. En lugar de usar el menú o la barra de herramientas, la mayoría de operaciones de edición en Slide pueden ser elevadas acabo usando atajos con click en el botón derecho, como es descrito más adelante.


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Atajos de hacer click con en el botón derecho 1 Primero que todo, necesitamos eliminar el MAS BAJO de los contornos de material. Haga click en el botón derecho del mouse sobre el MAS BAJO de los contornos de material. Un menú instantáneo aparecerá. Seleccione Delete Boundary (Elimine contorno) desde el menú instantáneo y el contorno del material será eliminado. 2 Luego, eliminaremos los dos vértices inferiores del contorno externo. Haga click en el botón derecho del mouse sobre el vértice IZQUIERDO inferior del contorno externo y seleccione Dlete Vertex (elimine vértice) desde el menú instantáneo. El vértice será eliminado. 3 Haga click con el botón derecho del mouse sobre el vértice inferior DERECHO del contorno externo y seleccione Delete Vertex (elimine vértice) desde el menú instantáneo. El vértice será eliminado. 4 El borde inferior del contorno externo está ahora en la misma ubicación como el contorno de material que eliminamos. Siempre y cuando vértices sean eliminados, contornos son redibujados usando los vértices remanentes. En este caso, el contorno externo ha “saltado” hasta la ubicación de los vértices inferiores de contorno de material. 5 Seleccione Zoom All para tener una visión del modelo al centro de la vista. Consejo: como un atajo, usted puede hacer click en el botón derecho del mouse y seleccionar Zoom All desde el menú instantáneo o usted puede usar la tecla de función F2 como un atajo para zoom All. 6 Finalmente, nótese que en el proceso de edición de los contornos, la asignación de material de “capa débil” ha sido reestablecida. Esa puede ser fácilmente reasignada, como sigue: 7 Haga click en el botón derecho del mouse EN la capa débil (esto es, entre el contorno de material y el borde inferior del contorno externo). NO haga click sobre el contorno, haga click ENTRE los dos contornos. 8 Desde el menú instantáneo, seleccione el sub menú Assign Material (asigne material) y luego seleccione el material de “capa débil” desde el sub menú Assign (asigne). La asignación de material de “capa débil” ahora está vigente una vez más. El modelo deberá parecer como sigue:


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Figura 4.3 Contorno Externo Modificado. Hemos acabado con el modelamiento y estamos listos para operar el análisis.

Compute Antes que usted analice su modelo, guárdelo como un archivo llamado ml_comp.sli (archivos de modelo Slide tienen una extensión de nombre de archivo .sli). Seleccione: Archivo → Save As (guarde como) Use el cuadro de diálogo Save As para guardar el archivo con el nuevo nombre de archivo. Usted ahora esta listo para operar el análisis. Seleccione: Análisis → Compute

El sotfware Compute de Slide proseguirá operando el análisis. Cuando sea completado usted esta listo para ver los resultados en INTERPRET.

Interpret Para ver los resultados del análisis: Seleccione: Análisis → Interpret

Esto iniciará el programa INTERPRET de Slide. Usted deberá ver la siguiente figura:


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Figura 4.4 Resultados de búsqueda de superficie compuesta Por defecto, la superficie Mínima Global para el análisis Bishop será desplegada. Como usted puede ver, la mínima Global es una superficie de desplazamiento circular / lineal compuesta, con un factor de seguridad significativamente menor que los resultados obtenidos desde la búsqueda de superficie circular en Tutorial 2. La siguiente tabla resume los factores de seguridad Mínimo Globales (Análisis Bishop) obtenidos desde este tutorial y los dos tutoriales previos. TIPO DE SUPERFICIE CIRCULAR NO CIRCULAR NO CIRCULAR (Optimizada) COMPUESTO

FACTOR DE SUPERFICIE MINIMA GLOBAL .798 .704 .676 .709

Tabla 4.1 Factores de Seguridad Mínimo Globales (Análisis Bishop), para diferentes tipos de superficie de desplazamiento y opciones de búsqueda. Veamos las rabanadas (cortes) para la superficie compuesta. Seleccione Show Slices (Muestre cortes) desde la barra de herramientas o el menú Query (consulta). Su modelo deberá aparecer como sigue:


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Figura 4.5 Cortes desplegados para superficie Mínima Global (bishop). Seleccione Show Slices (muestre cortes) de nuevo, para apagar la pantalla de cortes (o rebanadas).Ahora vea las superficies mínimas en los puntos de la cuadricula. Seleccione: Datos → Minimum Surfaces (superficies mínimas). Use la opción Filter Surfaces (Filtre superficies) para ver solo superficies de desplazamiento con un factor de seguridad menos de 1. Seleccione: Datos → Filter Surfaces (Filtre superficies) En el cuadro de diálogo Filter Surfaces (Filtre superficies), seleccione la opción “Superficies con un factor de seguridad bajo”, ingrese un valor de 1 y seleccione Done (hecho). Como usted puede ver, hay muchas superficies inestables para este modelo, salvo la mínima Global. Este modelo definitivamente requerirá soporte o modificaciones de diseño, con el fin de que se estabilice. Apague el despliegue Minimum Surfaces (superficies mínimas) reseleccionando la opción Minimum Surfaces. Seleccione el método de análisis Janbu desde la lista descendiente en la barra de herramientas. Nótese que la superficie Mínima Global tanto para los métodos bishop y Janbu, esta cerca del margen de la cuadrícula de búsqueda (La mínima global bishop aun está visible, debido a que una query (consulta) fue automáticamente creada para aquella superficie cuando seleccionamos la opción Show Slices (muestre rebanadas). Para este punto, haremos la siguiente observación importante: 

Siempre y cuando el centro de desplazamiento de la superficie mínima global, este en o cerca al borde de la cuadrícula de centro de desplazamiento, esto significa que usted no puede hacer localizado la verdadera superficie mínima global.


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Manual - SLIDE Regresemos al modelador y redimensionemos o reubiquemos la cuadrícula de centro de desplazamiento, para intentar encontrar superficie mínimas globales las cuales tengan centros completamente dentro de la cuadrícula y no sobre el borde de la cuadrícula. Seleccione: Análisis → Modeler (Modelados).

Modelo Hay varias diferentes maneras en las cuales podríamos modificar la cuadrícula de centro de desplazamiento, para este modelo. Por ejemplo, podríamos: 1

Redimensione la cuadrícula, extendiendo una o más esquinas de cuadrícula, con la opción Surfaces → Edit → Stretch o con un atajo de hacer click en el botón derecho (si usted hace click en el botón derecho en una esquina de la cuadrícula).

2

Mueva la cuadrícula a una nueva ubicación (hacia la derecha) con la opción Surfaces → Edit → Move (también disponible como un atajo de hacer click en el botón derecho, si usted hace click sobre un borde de la cuadrícula).

3

Añada una segunda cuadrícula a la derecha de la cuadrícula existente, con la opción Surfaces → Add Grid (superficies → añada cuadrícula) (múltiples cuadrículas pueden ser definidas para un modelo y se deja que las cuadrículas se superpongan) o elimine la cuadrícula existente y añada una nueva, más grande cuadrícula extendiéndose mucho más a la derecha.

Usemos la opción 1, antes mencionada. usaremos el atajo de hacer click en el botón derecho, en lugar de ir por el menú. 1 Haga click en el botón derecho sobre la esquina inferior DERECHA de la cuadrícula. 2 Un menú instantáneo aparecerá. Seleccione la opción MOVE TO (mueva a). Cuando usted mueva el mouse, la esquina seleccionada de la cuadrícula seguirá al mouse. 3 Cuando la esquina de cuadrícula esté ligeramente hacia la derecha de su ubicación original (cerca de la cresta de la talud, vea Figura 4.6), haga click en el botón izquierdo de nuevo y la cuadrícula será redibujada. Esto deberá parecer similar a la Figura 4.6. También incrementemos el Incremento de radio para generar más superficies en cada punto de cuadrícula. Seleccione opciones de superficie desde el menú Superficies (Surfaces), ingrese un nuevo incremento de radio = 20 y seleccione OK.


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Figura 4.6 Cuadrícula Modificada para ejemplo de superficies compuestas. Ahora veamos como la nueva cuadrícula afecta al análisis.

Compute Primero, guarde el modelo modificado como un nuevo archivo, llamado ml_comp_new.sli. Seleccione: Archivo → Save As (Guarde como) Use el diálogo Save As para guardar el archivo con el nuevo nombre del archivo. Ahora seleccione Compute. Seleccione: Análisis → Compute (calcule). El sotfware COMPUTE de Slide proseguirá a opción el análisis. Cuando sea completado, usted está listo para ver los resultados en INTERPRET.

Interpret Para ver los resultados del análisis: Seleccione: Análisis → Interpret (intérprete). Esto iniciará el programa INTERPRET de Slide. Usted deberá ver la siguiente figura:


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Figura 4.7 Nuevo análisis, con cuadrícula más grande. Como usted puede ver, el centro de desplazamiento Mínimo Global (Análisis Bishop) ya no esta cerca al margen de la cuadrícula. Los contornos de cuadrícula también indican que hemos localizado la verdadera superficie mínima (para el espaciamiento de intervalo de cuadrícula e incremento de radio que hayamos usado), ya que la región roja de factor de seguridad más bajo esta contenida casi completamente dentro de la cuadrícula. El factor de seguridad mínimo Global (bishop) es ahora 0.700. Modificando la ubicación de cuadrícula e incrementar radio, se ha localizado una superficie con factor de seguridad ligeramente más bajo. NOTA: Dependiendo de si usted extendió la cuadrícula los resultados variarán y factores de seguridad ligeramente menores, o ligeramente mayores, pueden ser calculados. Esto es debido a que la exacta ubicación de los centros de cuadrícula será diferente, si las esquinas de cuadrícula no están exactamente en la misma ubicación. En cualquier caso, siempre y cuando el centro de desplazamiento de una misma global esté dentro o cerca al borde de una cuadrícula, usted siempre deberá modificar la cuadrícula y re operar el análisis, para ver si superficies con factores de seguridad mñas bajos pueden ser localizadas. Examine los resultados Janbu y observe la superficie mínima global y faltor de seguridad. Para concluir este tutorial, demostraremos otro método de investigación el cual esta disponible en Slide, para superficies de desplazamiento circulares, llamadas el método Auto Refine Search (busque refinamiento automático). Seleccione: Análisis → Modeler (Modelador).


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Método Búsqueda de Refinamiento Automático Aunque hemos usado la Grid Search (Búsqueda de cuadrícula) circular para la mayoría de tutoriales en esta guía de usuario, es importante notar que otros métodos de investigación están disponibles en Slide, para superficies de desplazamiento circulares. 

El método Slope Search (búsqueda de talud), el cual permite al usuario definir una búsqueda, especificando áreas de la talud, usando los límites de talud.



El método Auto Refine Search (búsqueda de refinamiento automático). En este método, el área de búsqueda sobre la talud es automáticamente refinada a medida que la búsqueda progrese.

El método de búsqueda de refinamiento automático, en muchos casos, ubicará una mínima global de factor de seguridad más bajo, que una Grid Search (búsqueda de cuadrícula). Además de ello, esto a menudo es logrado con un número total muy bajo de superficies de desplazamiento generados y calculados. Para especificar una búsqueda de refinamiento automático. Seleccione: Superficies → Surfaces Options (opciones de superficie)

En el cuadro de diálogo Surface Options, seleccione el método de búsqueda de refinamiento automático (Auto Refine Search). Usaremos los parámetros de búsqueda por defecto, sin embargo, asegúrese de los parámetros de seleccionar la casilla de selección Composite Surfaces (superficies compuestas) para este tutorial. Seleccione OK. El método de búsqueda de refinamiento automático, trabaja progresivamente refinando la búsqueda a lo largo de la superficie de talud. Esto es hecho automáticamente, de acuerdo a los parámetros ingresado en el diálogo Surface Options (opciones de superficie). NINGUNOS OBJETOS DE BUSQUEDA (esto es, objetos de cuadrícula o enfoque) son requeridos por búsqueda de refinamiento automático. (Nótese que la cuadrícula usada para la búsqueda de cuadrícula ya no es visible, ya que esta no es usada por la búsqueda de refinamiento automático). Para detalles acerca de cómo la búsqueda de refinamiento automático trabaja, sírvase ver el sistema de ayuda de Slide. Ahora operemos el análisis.


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Seleccione: Análisis → Compute (calcule). Usted primero verá un diálogo de mensaje. Seleccione Yes (si) en el diálogo. El archivo será guardado y Slide operará el análisis. Cuando sea completado, usted esta listo para ver los resultados en INTERPRET.

Seleccione: Análisis → Interpret El factor de seguridad de la superficie de desplazamiento máxima global encontrado por el método de búsqueda de refinamiento automático (análisis Bishop), es 0.696. este es un factor de seguridad más bajo, que cualquiera de los métodos de búsqueda usados en los tutoriales previos (compare con los resultados en la tabla 4.1), con la excepción del análisis búsqueda de bloque optimizado.

Figura 4.8

Superficie Mínima global, método de búsqueda de refinamiento automático (Auto Refine Search).

Ahora vea todos loas superficies generadas por la búsqueda. Seleccione: Datos → All Surfaces (todas las superficies) Como usted puede ver, el patrón de superficies generadas por Auto Refine Search, es bastante diferentes de las superficies generadas por la Gris Search (búsqueda de cuadrícula). Nótese el patrón de centros de desplazamiento el cual es generados por Auto Refine Search (búsqueda de refinamiento automático). Estos son automáticamente calculados para cada círculo. Esto es muy diferente de la cuadrícula uniforme de centros de desplazamiento, la cual es usada para generar la búsqueda de cuadrícula. Para ver todos los centros de desplazamiento, seleccione Zoom All (usted puede presionar la tecla F2 como una tajo). Algunos de los centros de desplazamiento son generados a una altura


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Manual - SLIDE considerable encima de la talud. Estos corresponden a círculos relativamente “planos” con grandes radios. Seleccione Zoom Slope (visualice talud) para llevar la talud dentro de la vista.

Figura 4.9 Superficies generadas por Auto Refine Search (Búsqueda de refinamiento automático). En conclusión, se recomienda que el usuario se familiarice con todos los métodos de búsqueda proporcionados en Slide. Un análisis de estabilidad de talud solo es tan bueno como sus técnicas de búsqueda y uno nunca debería asumir que ellos han localizado la superficie de desplazamiento mínima Global General, después de solo un único análisis. El usuario siempre debería gastar algo de tiempo experimentando con diferentes métodos de búsqueda y parámetros de búsqueda, hasta que ellos estén confiados que han localizado las verdaderas superficies de desplazamiento mínimas Globales. Esto concluye este tutorial. Para salir del programa. Seleccione: Archivo → Exit (salida).


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TUTORIAL DE CUADRICULA DE PRESION DE AGUA

Este tutorial demostrará como usar una cuadricula de presión de agua de poro en Slide. Dos diferentes formas de modelar agua embalsada también serán discutidos.

CARACTERISTICAS DE MODELO   

Cuadrícula de presión de agua de poro (altura total). Agua estancada encima de talud, definida por napa freática. Búsqueda de superficie circular (grid Search).

NOTA:  El producto terminado de este tutorial (archivo: Tutorial 05 Water Pressure Grid .Sli) puede ser encontrado en el folder Ejemplos > Tutoriales en su folder de instalación Slide. 

Este modelo también es presentado en el tutorial de napa freática (Archiv: Tutorial 07 Groundwater Seepage .Sli). Un análisis de filtración es llevado acabo y resultados son comparados con el tutorial de cuadrícula de Presión de agua.

Modelo Si usted ya no ha hecho así, opere el programa Modelo de Slide haciendo doble click sobre el icono Slide en su folder de instalación. O desde el menú Start (inicio), seleccione Programas → Rocciencia → Slide 5.0 → Slide. Si la ventana de aplicación Slide ya no esta maximizada, maximícela ahora, de manera que la pantalla completa este disponible para visualizar al modelo.

Límites Primero configuremos los límites de la región de dibujo, de manera que podamos ver al modelo siendo creado cuando ingresemos la geometría.


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Seleccione: Vista → Límites Ingrese las siguientes coordendas x – y mínima y máxima en el cuadro de diálogo View Limits (vea límites). Seleccione OK.

Estos límites aproximadamente centrarán al modelo en la región de dibujo, cuando usted lo ingrese como es descrito abajo.

Configuraciones de Proyecto (Project Settings) Con el fin de usar una cuadrícula de presión de agua para cálculos de presión intersticial, debemos primero configurar el método de napa freática a una de las tres opciones de cuadrícula de presión intersitical disponibles (altura total, altura de presión o presión intersticial) en el diálogo Project Settings (configuraciones de proyecto). En este caso estaremos usando una cuadrícula de valores discretos de altura total. Seleccione: Análisis → Project Settings (Configuraciones de proyecto).

Ingrese un títulos de proyecto – tutorial de cuadrícula de presión de agua. Seleccione la pestaña Groundwater (napa freática) y configure el método napa freática = cuadrícula (altura total). Seleccione OK.


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Manual - SLIDE Note que Slide puede usar uno de varios diferentes métodos para interpolar presiones en cualquier punto en el suelo, desde los valores de cuadrícula. Estamos usando el método por defecto (Chugh Modificado). Vea el sistema de ayuda Slide para una descripción de los métodos de interpolación disponibles en Slide.

Añada Contorno Externo (Add External Boundary) El primer contorno que debe ser definido para cada modelo Slide, es el contorno externo,. Para añadir el contorno externo, seleccione Add External Boundary desde la barra de herramientas o del menú Boundaries (Contornos) Seleccione: Contornos → add External Boundary (añada contorno externo). Ingrese las siguientes coordenadas en la línea de indicación en la parte inferior derecha de la pantalla. Enter Enter Enter Enter Enter Enter Enter

vertex vertex vertex vertex vertex vertex vertex

[esc= quit]: 15 20 [u= undo, esc= quit]: 65 [u= undo, esc= quit]: 65 [c= close, u= undo, esc= [c= close, u= undo, esc= [c= close, u= undo, esc= [c= close, u= undo, esc=

20 35 quit]: quit]: quit]: quit]:

50 30 15 c

35 25 25

Note que ingresando c después que el último vértice haya sido ingresado, automáticamente se conectan los vértices primero y ultimo (cierra el contorno), y sale la opción Add External Boundary (añada contorno externo).

Añadiendo una Cuadrícula de Presión de Agua Ahora añadamos la cuadricula de presión de agua al modelo. Para añadir una cuadricula de presión de agua, seleccione la opción Water Pressure Grid (cuadricula de presión de agua) desde el menú Boundaries (contornos). Seleccione: Contornos → Water Pressure Grid (cuadricula de presión de agua). Los puntos definiendo una cuadricula de presión de agua pueden ser ingresados en este cuadro de diálogo, ingresando coordenadas X e Y, y un valor (en este caso, altura Total), definiendo la presión en cada punto de cuadricula.


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Manual - SLIDE

Figura 5.1 Diálogo de cuadricula de presión de agua. En lugar de ingresar los datos manualmente, para ahorrar tiempo, hay un archivo de cuadricula de presión de agua (water Pressure Grid), en el folder Ejemplos > Tutoriales, el cual usted puede simplemente leer, usando el botón Import (importar) en el diálogo cuadricula de presión de agua. Seleccione el botón Import en el diálogo Water Pressure Grid, usted verá un diálogo de archivo abierto. Cuadriculas de presión de agua pueden ser importadas desde varios formatos de archivo en Slide, incluyendo: 

Archivos con una extensión de .PWP (estos son simples archivos de texto ASCII, donde cada línea del archivo contiene X, Y y VALOR para un punto de cuadricula), o



Archivos de formato. DXF (útil sí una red de flujo ha sido digitalizada usando AUTOCAD, por ejemplo).

Leeremos en un archivo. PWP 1. Ahora el archivo llamado Tutorial 05 Water Pressure Grid.pwp. Los datos de cuadricula aparecen en el cuadro de dialogo Water Pressure Grid (cuadricula de Presión de agua). 2. Ahora seleccione OK en el cuadro de diálogo Water Pressure Grid, y la cuadricula será añadida al modelo. Cada símbolo triangular azul representa un punto de cuadricula.

Su modelo deberá aparecer como sigue:


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Figura 5.2 Cuadricula de Presión de agua añadida a modelo. Datos de cuadricula de presión de agua tales como estos podrían venir desde una red de flujo, mediciones de campo, o análisis numérico, tal como el análisis de filtración de mapa freática el cual esta disponible dentro del programa Slide. En este caso, los valores en cada punto de cuadricula son valores de altura total, los cuales fueron originalmente obtenidos digitalizando la red de flujo en la figura 5.3, usando una tableta de digitalización y AUTOCAD. (La cuadricula fue originalmente guardada como un archivo. DXF, y luego convertida a un archivo. PWP). Recuerde que Slide también tiene la capacidad de usar altura de presión o cuadriculas de presión intersticial, como sea seleccionada en el cuadro de dialogo de configuraciones de proyecto (Project settings).

Figura 5.3 Red de flujo usada para obtener una medición total. Los valores reales en cada punto de cuadricula pueden ser despejados en el modelo con el cuadro de dialogo Display Options (opciones de despliegue). Demos una rápida mirada. Haga click en el botón derecho del Mouse y seleccione Display Options desde el menú instantáneo.


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Manual - SLIDE En el diálogo Display Options, seleccione la opción Water Pressure Grid Values (Valores de cuadricula de presión de agua), y seleccione close (cerrar). Los valores inicialmente se superponen. Use una de las opciones de zoom por ejemplo, zoom ventana, zoom Mouse o simplemente gire la rueda del Mouse hacia delante.) Para tener una vista mas detallada a aproximadamente el centro de la cuadricula, de manera que los valores sean leíbles, como se muestra en la Figura 5.4. Los valores de altura total fueron obtenidos en las intersecciones de cada línea de flujo y línea equipotencial de la red de flujo en la Figura 5.3. Ahora seleccione Zoom All (todo) para llevar el modelo entero hacia dentro de la vista. Consejo: usted puede usar la tecla de función F2 como un atajo a Zoom All.

Figura 5.4 Valores de cuadricula de presión de agua desplegadas en modelo. Ahora oculte los valores de cuadricula de nuevo. Haga click en el botón derecho del mouse y seleccione Display Options (opciones de despliegue). Casilla de selección Clear the Water Pressure Grid Values (Despeje los valores de cuadricula de Presión de agua) y seleccione close (cerrar).

Definiendo Agua Embalsada Usted notará que algunos de los puntos de cuadricula de presión de agua, a la izquierda del modelo, están encima de la superficie del terreno. Esto es debido a que este modelo incluirá agua embalsada al pie del talud, la cual todavía no se ha definido. Agua embalsada en Slide puede ser definida en cualquiera de dos formas: 

Si napa freática es dibujada encima del contorno externo, Slide automáticamente creará una región de agua embalsada debajo de la Napa freática y encima del contorno externo. Este es el método recomendado y más simple en la mayoría de casos, y el cual estaremos usando en este Tutorial.



Agua embalsada también puede ser definida como un material “sin resistencia”. Esto es, la región de agua embalsada es incluida DENTRO del contorno externo, y definido usando


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Manual - SLIDE contornos de material, de la misma manera como una región de suelo. Esto es discutido al final de este Tutorial. NOTA: una cuadricula de presión de agua NO PUEDE definir agua embalsada. Una cuadricula de presión de agua sólo es usada para obtener valores de presión intersticial dentro del suelo. La cuadricula NO simula al peso y fuerzas hidrostáticas las cuales actúen sobre la talud debido al agua embalsada.

Añada Napa Freática (Add Water Table) Como se demostró en Tutoriales previos una napa freática puede ser usada en Slide para definir condiciones de presión intersticial para un modelo talud. En este Tutorial, la napa freática NO será usada para cálculos de presión intersticial, ya que la cuadricula de presión de agua será usada para este propósito. Prescindiendo del método de definición de presión intersticial (con la excepción del método de análisis de elemento finito), una napa freática también puede ser usada para definir agua embalsada encima de una talud. Añadamos una napa freática para ver como esta trabaja. Seleccione: Limites→ Add Water Table (añada Napa freática) Ingrese las siguientes coordenadas en la línea de indicación: Enter Enter Enter Enter Enter Enter Enter Enter Enter Enter

vertex vertex vertex vertex vertex vertex vertex vertex vertex vertex

[esc= quit]: 15 26 [u= undo, esc= quit]: 32 26 [enter=done, esc= quit]: 33.9 26.9 [enter=done, esc= quit]: 35.8 27.5 [enter=done, esc= quit]: 37.3 27.9 [enter=done, esc= quit]: 39.8 28.3 [enter=done, esc= quit]: 45 29.1 [enter=done, esc= quit]: 52.3 30.2 [enter=done, esc= quit]: 65.1 31.8 [enter=done, esc= quit]: presione Enter

Note que presionando Enter con nada en la línea de indicación después que el último vértice haya sido ingresado, se añade la Napa freática al modelo, y sale la opción Add Water Table (añada napa freática). Su modelo debería aparecer ahora como sigue:


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Manual - SLIDE Figura 5.5 Napa freática añadida para definir agua embalsada. Como usted puede observar a la izquierda del modelo, la región encima de la superficie del terreno y debajo de la napa freática, es llenada con un patrón sombreado azul. Esta región es automáticamente determinada por Slide cuando la napa freática sea dibujada encima del talud, e indica la existencia de agua embalsada. Como ya hemos enfatizado, presiones instersticias para este modelo serán calculadas usando la cuadrícula de presión de agua y NO la napa freática, ya que hemos configurado el método de cálculo de presión insterticial en el diálogo Project Settings (configuraciones de proyecto). Sin embargo, indicaremos una característica extra de usar una Napa Freática junto con una cuadricula de presión insterticial. 

Todos los puntos ENCIMA de la Napa freática, automáticamente les serán asignados una presión insterticial CERO, aun sí el procedimiento de interpolación diferente de cero para un punto encima de la napa freática.

Esto puede ser útil en algunas situaciones, por ejemplo, si una cuadricula de presión de agua es definida por un número de puntos insuficientes.

Superfice de Desplazamiento Para este Tutorial, estaremos desempeñando una Grid Search (búsqueda de cuadrícula), para intentar localizar la superficie de desplazamiento circular crítica (esto es, a superficie de desplazamiento con el factor de seguridad más bajo). Una búsqueda de cuadricula requiere de centros de desplazamiento a ser definida. Usaremos la opción Auto Grid (cuadricula automática), la cual automáticamente localice una cuadricula para el usuario. Seleccione. Superficies → Auto Grid (cuadricula automática) Usted vera el dialogo Grid Spacing (espaciamiento de cuadricula)

Ingrese un espaciamiento de 20x20, seleccione OK. La cuadricula será añadida al modelo, y su pantalla deberá aparecer como sigue:


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Figura 5.6 Cuadricula de centro de desplazamiento añadido al modelo. NOTA: la búsqueda de cuadricula es discutida en detalle en el Tutorial de arranque rápido. Sírvase referirse a aquel Tutorial, o al sistema de ayuda Slide, para mayor información.

Propiedades Para completar nuestro modelamiento, aun tenemos que definir nuestras propiedades de material, y luego estaremos listos para operar el análisis. Seleccione: Propiedades → Defina Materiales En el dialogo Defina Materiales, ingrese los siguientes parámetros, con la pestaña primera (por defecto) seleccionada.

   

Enter: Nombre = suelo 1 Peso Unitario = 20 Tipo de Resistencia = Mohr-Coulomb Cohesión = 11 Phi = 28 Cuadricula (altura total) = activada

Figura 5.7 Dialogo defina propiedades de material. Ingrese Nombre = Suelo 1, Cohesión = 11 y Phi = 28, Seleccione OK


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En el cuadro de dialogo define Material Properties (define propiedades de material), usted notará la activación / desactivación de la cuadricula (altura total), bajo parámetros de agua. Esto permite al usuario conmutar el efecto de una cuadricula de presión de agua a ON/OFF (activar/desactivar) para cualquier suelo dado. Si la cuadricula de presión de agua es APAGADA, luego la presión intersticial será cero para aquel suelo. En este ejemplo, estamos por supuesto dejando la cuadricula ACTIVADA ya que queremos ver los resultados de usar la cuadricula de presión de agua. TAMBIEN NOTE: Ya que estamos tratando con un solo modelo de material, y ya que usted ingreso propiedades con la primera pestaña (por defecto) seleccionada, usted no tiene que asignar estas propiedades al modelo. Slide automáticamente asigna las propiedades por defecto (esto es, las propiedades del primer material en el diálogo Defina Propiedades de material) para usted. (Para modelos de materiales múltiples, es necesario para el usuario asignar propiedades con la opción Assign Properties (asigne propiedades). Esto es discutido en el Tutorial 2). Ahora hemos terminado con el modelamiento, y podemos proseguir para operar el análisis e interpretar los resultados.

Compute Antes que usted analice su modelo, guárdelo como un archivo llamado WPG.sli (los archivos de modelo Slide tienen una extensión de nombre de archivo. SLI). Seleccione: archivo → Save (guarde) Use el diálogo Save As (guarde como) para guardar el archivo. Usted ahora esta listo para operar el análisis. Seleccione: Análisis → compute (calcule) El sotfware COMPUTE de Slide proseguirá operando el análisis. Esto solo deberá tomar unos cuantos segundos. Cuando sea completado, usted está listo para ver los resultados en INTERPRET.

Interpret Para ver los resultados del análisis: Seleccione: Análisis → Interpret Esto iniciara el programa INTERPRET de Slide. Usted deberá ver la siguiente figura:


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Figura 5.8 Resultados de Búsqueda de cuadricula de superficie circular. Por defecto, la superficie mínima global para un análisis Bishop, es inicialmente desplegada. El mínimo factor de seguridad = 1,499. Nótese la cuadricula central de desplazamiento, en este caso, tiene un año en blanco la cual no esta contorneada, a la izquierda de la cuadricula. Esto ocurre cuando ningún circulo de desplazamiento valido sean generados en uno o más puntos de cuadricula central de desplazamiento. Para esta cuadricula, la mayoría de círculos generados en estos puntos han intersectado el segmento horizontal del contorno externo a la izquierda del modelo. Esto generalmente conduce a cero fuerza de impulso y superficie de desplazamiento invalida (factor de seguridad no puede ser calculado). Cuando una cuadricula central de desplazamiento despliegue áreas en blanco tales como esta, usted puede querer regresar al modelador y modificar el tamaño de cuadricula o su ubicación. (Recuerde que usamos la opción Auto Grid (búsqueda automática para este modelo). Esto es dejado como un ejercicio opcional después de completar este Tutorial. Usted puede editar cuadriculas usando atajos de hacer click en el botón derecho, o usar el sub-menú Edit en el menú Surfaces (superficies). La apariencia de los contornos en la cuadricula central de desplazamiento, puede ser personalizada para el usuario con el cuadro de dialogo Contour Options (opciones de contorno). Probemos esto ahora. Opciones esta disponible en el menú View, sin embargo, un atajo conveniente es hacer click en el botón derecho del mouse y seleccionar opciones de contorno desde el menú instantáneo.

Figura 5.9 Dialogo opciones de contorno


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En el cuadro de diálogo Contour Options (opciones de contorno), ingrese una Gana de contorno mínima = 1.4 y máxima = 2.5. seleccione Apply (aplicar). Ahora use la flecha ▲ “hacia arriba” para minimizar el dialogo sin cerrarlo. Usted también puede minimizar/maximizar el diálogo, haciendo doble click sobre la barra de titulo del dialogo. La nueva gama de contorno hace al área de factor de seguridad bajo de la cuadricula central de desplazamiento mas aparente, como se muestra en la Figura 5-10. Muchas diferentes opciones de contorno están disponibles para el usuario, y formatos de contorno personalizados pueden ser guardados para uso futuro con la opción Define Auto Format (defina formato automático). El usuario es animado a experimentar con estas opciones después de completar este Tutorial.

Figura 5.10 Gama de contorno personalizado e cuadricula central de desplazamiento. Seleccione Done (hecho) o X, para cerrar el dialogo Contour Options (opciones de contorno). Ahora despliegue lo mínimos círculos en los puntos de cuadricula central de desplazamiento. Seleccione: Datos → Mínimum Surfaces (superficies mínimas). Las superficies mínimas son desplegadas. Note que los colores de círculos corresponden a los colores del contorno de factor de seguridad en la cuadricula central de desplazamiento, y la leyenda a la izquierda superior de la vista. Usted puede notar que superficies de desplazamiento las cuales intercepten el agua embalsada, son proyectadas a la superficie del agua embalsada, con un segmento de línea vertical. El despliegue en pantalla de estos segmentos puede ser eliminado, si se desea. En el dialogo Display Options (opciones despliegue). Hagamos esto y también despleguemos los puntos de cuadricula central de desplazamiento. Haga click en el botón derecho del mouse y seleccione Display Options desde el menú instantáneo. En el dialogo Display Options (opciones de despliegue), seleccione la pestaña Slope Stability (estabilidad de la talud), active los puntos de cuadricula y apague los segmentos verticales. Seleccione Done (hecho).


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Manual - SLIDE Nótese que los puntos de cuadricula central de desplazamiento son desplegados, y los segmentos de superficie de desplazamiento vertical son ocultados. Ahora veamos los resultados para otro método de análisis. Seleccione Janbu simplificado desde la lista descendiente en la barra de herramientas, y vea los resultados. Para este modelo, la superficie de desplazamiento mínima Global también es diferente de la superficie Bishop. Información de superficie Mínima Global, para cada método de análisis, esta siempre disponible en el Info Viewer (Visualizador de información). Seleccione: Análisis → Info Viewer (visualizador de información). Deslice hacia abajo el Info Viewer, para ver la información de superficie Mínima global. Note que cada superficie tiene diferentes coordenadas centrales y radios. Cierre la vista Info Viewer, seleccionando el X en la esquina superior derecha de la vista (asegúrese que usted seleccione la vista X y no la aplicación X, ¡ así usted no cerrará el programa INTERPRET!). NOTA: para el método de Janbu simplificado usted habrá notado un área en blanco en el área de factor de seguridad bajo de los contornos de cuadricula central de desplazamiento. Esto es debido a que personalizamos la gama de contorno para los resultados Bishop, pero los resultados para el método simplificado Janbu estuvieron fuera de nuestra gama personalizada. Restablezcamos la gama de contorno por defecto. Haga click en el botón derecho del mouse y seleccione Contour Options (opciones de Contorno). Seleccione el botón “0 a 6” en el cuadro de dialogo Contour Options (opciones de contorno), para restablecer la gama de contorno de factor de seguridad 0 a 6. Seleccione Done (hecho). Ahora seleccione diferentes métodos de análisis de nuevo desde la barra de herramientas, y observe los contornos por defecto para cada método.

Añada Consulta (Add Query) Ahora añadamos una consulta (query) en la mínima global para el análisis Bishop, y grafique presión intersticial a lo largo de la superficie de desplazamiento. Primero, seleccione el método de análisis Bishop desde la barra de herramientas, si ya no esta seleccionado. Querries (consultas) pueden ser añadidas con la opción Add Query (añada consulta) en el menú Query. Sin embargo, un atajo para añadir una consulta correspondiente a una superficie de desplazamiento, o sobre las líneas radiales uniendo el centro de desplazamiento a los puntos extremos de la superficie de desplazamiento y seleccionar Add Query desde el menú instantáneo. Haga esto ahora, para la mínima Global de análisis Bishop. Note que el color de la superficie mínima Global ha cambiado a negro, indicando que una consulta ha sido añadida. (Consultas son desplegadas usando negro. La mínima global, antes que la consulta fuese añadida, fue desplegada en verde).


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Grafique Presión Intersticial (graph pore pressure) Después que una consulta haya sido añadida, datos pueden ser graficados usando la opción Graph Query (grafique consulta). Seleccione: consulta → Graph Query (grafique consulta). Ya que solo existe una consulta ( en la mínima global), esta es automáticamente seleccionada, y el dialogo Graph Slice Data (grafique Datos de corte) aparecerá. Consejo: si usted selecciona Graph Query ANTES que usted haya añadido algunas consultas, Slide automáticamente creara una consulta para la mínima global, y desplegara el cuadro de dialogo Graph Slice Data (grafique Datos de corte). Esto ahorra al usuario el paso de usar la opción Add Query.

Figura 5.11 Diálogo Graph Slice Data (Grafique Datos de Corte). Grafiquemos presión intersticial a lo largo de la superficie de desplazamiento. Seleccione presión intersticial desde la lista descendente Primary Data. Seleccione Create Plot (cree gráfico o trazo). Usted deberá ver el diálogo mostrado abajo.


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Manual - SLIDE Figura 5.12 Presión Intersticial graficada a lo largo de superficie de desplazamiento. Este gráfico muestra la presión intersticial calculada en el punto medio de la base de cada corte o rebanada, por interpolación desde los valores de cuadricula de presión de agua. NOTA: usted puede personalizar la apariencia del gráfico, haciendo click en el botón derecho en el gráfico y seleccionando Chart Properties (propiedades de carta), o usted puede ver diferentes datos para la misma superficie de desplazamiento, haciendo click en el botón derecho y seleccionando Change Plot Data ( Cambie Datos de Gráfico). Esto es dejado como un ejercicio opcional. Esto concluye este Tutorial. Antes que usted salga del programa, dos ejercicios adicionales son sugeridos abajo, con el fin de demostrar otras formas en que agua embalsada pueda ser modelada en Slide.

Ejercicios Adicionales Ahora demostraremos otras formas en las cuales el agua embalsada, usada en este Tutorial de cuadricula de presión de agua podría haber sido modelada. Para ahorrar tiempo, usted puede simplemente leer: los archivos descritos abajo, y ver los resultados.

Agua Embalsada (variación 1) En el modelador Slide, lea el archivo Tutorial 05b.sli

Figura 5.13 Napa Freática de un solo segmento definiendo agua embalsada. Este archivo demuestra que un solo segmento de línea es suficiente para modelar agua embalsada con una napa freática. Simplemente defina una napa freática de un solo segmento en las extensiones izquierda y derecha del agua embalsada, como se muestra en la Figura 5.13.


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Manual - SLIDE Si usted opera el análisis en este modelo, usted deberá encontrar que los resultados son casi idénticos, comparados a los resultados usando la napa freática dibujada a través de la entera extensión del modelo. Sin embargo, recuerde si usted quiere asegurar que presiones intersticiales encima de una napa freática sean exactamente cero, una napa freática completa puede ser definida junto con una cuadricula de presión de agua, como fue discutido antes en este Tutorial.

Agua Estancada Como un Material Sin Resistencia Agua embalsada en Slide también puede ser definida como un material “sin resistencia” En el modelador Slide, lea el archivo Tutorial 05c.sli.

Figura 5.14 Material sin resistencia definiendo agua embalsada. Para definir agua embalsada como un material sin resistencia: 1. La superficie del agua embalsada debe ser incluida DENTRO del contorno externo. 2. Un contorno de material es luego usado para definir la interfaz suelo/agua, dentro del contorno externo. 3. Un material “sin resistencia” debe ser definido en el dialogo Define Material Properties (defina propiedades de material). (Seleccione defina materiales, y seleccione la pestaña segundo material, para ver el material sin resistencia definido para este archivo). 4. El material sin resistencia debe ser asignado a la región de agua embalsada, usando la opción Assign Properties (asigne propiedades). En general, este procedimiento implica mas trabajo que simplemente usar una napa freática para definir al agua embalsada, sin embargo, usted puede preferir usar este en algunos casos. Una posible ventaja de usar un material Sin resistencia, es que el peso unitario de material puede ser definido por usuario, si un fluido excepto agua esta siendo considerado. Este peso unitario es indetalud del peso unitario de fluido de peso definido en configuraciones de proyecto


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Manual - SLIDE (Project Settings), el cual es usado para los cálculos de presión intersticial. También, el color de un material sin resistencia puede ser personalizado. Si usted opera el análisis en este modelo, usted debería encontrar que los resultados son idénticos, comparado a los resultados usando la napa freática de segmento único para modelar al agua embalsada.

Reconocimientos Este ejemplo esta basado en un modelo de la revisión de programas de estabilidad de talud de de suelo ACADS 1989 (Giam, P.S.K.&I.B. Donald 1989, problemas de ejemplo para probar programas de estabilidad de talud de suelo, informe de investigación de ingeniería civil Nº8/ 1989, Universidad Monash, Australia). Este ejemplo también es presentado en el manual de verificación Slide (verificación ejemplo Nº10).


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TUTORIAL DE SOPORTE

Este Tutorial demostrará el modelamiento de soporte en Slide. Varios tipos de reforzamiento de talud pueden ser modelados en Slide, incluyendo geotextiles, clavos de suelo, retenidas y pernos de roca. El talud primero será analizado sin soporte, y luego el soporte será añadido y el análisis operado otra vez.

CARACTERISTICAS DE MODELO: 

Talud de un solo material, homogéneo.



Soporte de retenida (varilla sujeta a un muerto de anclaje cementado.



Búsqueda de superficie circular (Grid Search: Búsqueda de cuadricula).

El producto terminado de este Tutorial (archivo: Tutorial 06 Soporte.sli) puede ser encontrado en el folder Ejemplos > Tutoriales en su folder de instalación Slide.

Modelo Si usted ya no ha hecho asi, opere el programa de modelo Slide haciendo doble click en el icono Slide en su folder de instalación. O desde el menú Start (inicio), seleccione Programas → Rocciencia → Slide 5.0 → Slide. Si la ventana de aplicación Slide ya no esta maximizada, maximizala ahora, de manera que la pantalla completa este disponible para visualizar el modelo.


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Límites Primero fijemos los limites de la región de dibujo, de manera que podamos ver al modelo siendo creado cuando ingresemos la geometría. Seleccione: Vista → Límites Ingrese las siguientes coordenadas x-y mínimas y máximas en el cuadro de diálogo vea límites. Seleccione OK .

Estos límites aproximadamente centrarán al modelo en la región de dibujo, cuando usted lo ingrese como es descrito abajo.

Configuraciones de Proyecto (project settings) Aunque no necesitamos configurar ningunas configuraciones de proyecto para este Tutorial, brevemente examinamos el dialogo Project Settings (configuraciones de Proyecto). Seleccione: Análisis → Project Settings

Varios análisis importantes y opciones de modelamiento son configuradas en el diálogo Project Settings (configuraciones de proyecto), incluyendo dirección de Falla, unidades de medición, métodos de análisis y método de napa freática. Estaremos usando todas las selecciones por defecto en Project Settings, sin embargo, usted puede ingresar un título de proyecto – Tutorial de Soporte. Seleccione OK.


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Añada Contorno Externo (add external boundary) El primer contorno que debe ser definido para cada modelo Slide, es el Contorno Externo. Para añadir el contorno externo, seleccione Add External Boundary (añada contorno externo) desde el menú Boundaries (contornos) o la barra de herramientas de contornos. Seleccione: Contornos → Add External Boundary (añada contorno externo). Ingrese las siguientes coordenadas en la línea de indicación al lado derecho inferior de la pantalla. Enter Enter Enter Enter Enter Enter

Vertex Vertex Vertex Vertex Vertex Vertex

[esc = quit]: 20 20 [u = undo, esc = quit]: 70 [u = undo, esc = quit]: 70 [c = close, u = undo, esc = [c = close, u = undo, esc = [c = close, u = undo, esc =

20 35 quit]: 50 quit]: 30 quit]: c

35 25

Note que ingresando c después que el último vértice haya sido ingresado, automáticamente se conectan los vértices primero y último (se cierra el contorno), y se sale de la opción Add External Boundary.

Superficies de Desplazamiento Para este Tutorial, estará desempeñando una búsqueda de cuadricula de superficie circular la cual requiera que una cuadricula de centros de desplazamiento sea definida. Esta vez usaremos la opción Add Grid (añada cuadricula), la cual permite al usuario definir una cuadricula en cualquier ubicación. Seleccione: superficies → Add Grid (añada cuadricula) Los dos puntos definiendo las esquinas opuestas de la cuadricula, pueden ser ingresadas gráficamente con el mouse, sin embargo, ingrese las siguientes coordenadas exactas en la línea de indicación. Enter primera esquina de cuadricula [esc = quit]: 25 40 Enter segunda esquina de cuadricula [esc = quit]: 45 60

Usted luego vera el dialogo Grid Spacing (espaciamiento de cuadricula).

Usaremos el espaciamiento por defecto 20x20. Seleccione OK.


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Manual - SLIDE La cuadricula será añadida al modelo. Seleccione Zoom AII para centrar el modelo a la vista. Su pantalla deberá aparecer como sigue:

Figura 6.1 Cuadricula central de desplazamiento añadida a modelo. NOTA: Cuadriculas centrales de desplazamiento, y la búsqueda de cuadricula de superficie circular, son discutidas en el Tutorial de arranque rápido. Sírvase referirse al Tutorial, o al sistema de ayuda (Help) de Slide, para más información.

Propiedades Ahora definamos las propiedades del material. Seleccione: propiedades → defina materiales En el dialogo defina Propiedades de Materiales, ingrese los siguientes parámetros, con la primera pestaña (por defecto) seleccionada.

 

 

Enter: Nombre = Suelo 1 Peso Unitario = 20 Tipo de Resistencia = Mohr- Coulomb Cohesión = 3 Phi = 19.6 Superficies de agua = ninguna

Cuando Usted haya finalizado de ingresar propiedades, seleccione OK. NOTA: ya que estamos tratando con un modelo de un solo material, y ya que usted ingreso propiedades con la primera pestaña (por defecto) seleccionada, usted no tiene que asignar estas propiedades al modelo. Slide automaticamente asigna las propiedades por defecto (esto


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Manual - SLIDE son las propiedades del primer material en el dialogo Defina Propiedades de Material) para usted. Hemos terminado con la primera parte del modelamiento (antes de añadir el soporte), y podemos proseguir a operar el análisi e interpretar los resultados. Después que echemos una rapida mirada a los resultados sin soporte, añadiremos un patron de soporte al modelo, y re-operaremos el análisis.

Compute Antes que usted analice su modelo, guardelo como un archivo llamado support1.sli (archivos de modelo Slide tienen una extensión de nombre de archivo.SLI). Seleccione: Archivo → Save (guarde) Use el dialogo Save As para guardar el archivo. Usted ahora esta listo para operar el análisis. Seleccione: Analisis → Compute. El sotfware COMPUTE de Slide proseguira operando el analisis. Esto solo debera tomar unos cuantos segundos. Cuando sea completado, usted esta listo para ver los resultados en INTERPRET.

Interpret Para ver los resultados del analisis: Seleccione: Análisis → Interpret Esto iniciará el programa INTERPRET de Slide. Usted deberá ver la siguiente figura:

Figura 6.2 Resultados de busqueda de cuadricula


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Manual - SLIDE Por defecto, usted verá la superficie de desplazamiento mínima Global para el método de analisis Simplificado BISHOP. El factor de seguridad de esta superficie es 0.988(<1), asi que este talud está en equilibrio crítico, y ciertamente requerirá soporte con el fin de ser considerado estable. Seleccione el metodo de análisis Janbu. El metodo Janbu ha localizado una diferente superfice minima Global. Pero el factor de seguridad tambien es menor de 1. Regresemos al modelador, añadamos algun soporte, y re-operemos el análisis. En el programa INTERPRET de Slide, seleccione el botón de Modelador desde la barra de herramientas o el menu de archivo. Seleccione: análisis → Modelador

Modelo Elementos de soporte pueden ser añadidos a un modelo individualmente, con la opcion Add Support (añada soporte) en el menú Support (soporte). Si múltiples elementos de soporte en un patrón regular van a ser añadidos, usted puede usar la opcion Add Support Pattern (añada patron de soporte) en el menú Support.

Añada Patrón de Soporte (add support pattern) Usaremos la opcion Add support Pattern (añada patrón de soporte), para añadir un patron de soporte uniformemente espaciado al talud. Seleccione: soporte → Añada patron de soporte (add support pattern) Usted primero verá el diálogo Support Pattern.     

Enter: Orientación: Ang. Desde horizontal Angulo: -10 Longitud de soporte = 15 Espaciamiento = 3 Medido a lo largo del contorno.

Figura 6.3 Dialogo de patron de soporte. Ajuste la orientación = angulo desde horizontal, angulo = -10 grados, Longitud = 15 y espaciamiento = 3. Seleccione OK. A medida que usted mueva el mouse, usted notara una pequeña aspa, la cual sigue alrededor del cursor, y salta al punto más cercano en el segmento de contorno externo más cercano. Para definir al patrón de soporte , todo lo que necesitamos hacer es ingresar los puntos inicial y final del patron, en el contorno exterior. Los puntos pueden ser ingresados graficamente con el mouse, haciendo click en el boton izquierdo del mouse cuando la aspa este en la ubicación


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Manual - SLIDE deseada. Sin embargo, usaremos la línea de indicacion para ingresar a los siguientes puntos exactos. Ingrese primer punto en contorno [esc = quit]: 45 32.5 Ingrese segundo punto en contorno [esc = quit]: 34 27

Su modelo debera aparecer como sigue:

Figura 6.4 Patrón de soporte añadido al talud. Cinco elementos de soporte han sido añadidos al modelo, a un aungulo de –10 grados desde la horizontal. Cada elemento es de 15m. de largo y el espaciamiento entre cada elemento es de 3 metros (medido a lo largo del talud), ya que estos son los valores que ingresamos en el dialogo de patron de soporte. Ahora definiriamos las propiedades del soporte.

Propiedades del Soporte Para definir propiedades de soporte, seleccione Define Support desde la barra de herramientas o del menu Properties (propiedades). Seleccione: Propiedades → Define Support (oprima soporte) En Slide, los siguientes tipos de soporte estan disponibles: 

Soporte de anclaje extremo por ejemplo, pernos de roca)



Geotextil (por ejemplo; geosintetico, geomalla)



Retenida cementada



Clavo de suelo


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Manual - SLIDE 

Micro pilote

Para este ejemplo, usaremos soporte de retenida cementada.

  



Enter: Soporte = Retenida cementada Fuerza = activa Longitud adherida = 50% Espaciamiento fuera de plano = 1 Capacidad de tracción = 100 Capacidad de placa = 100 Resistencia a la adherencia = 15

Figura 6.5 Dialogo Defina propiedades de soporte. En el dialogo Define Support Properties (defina propiedades de soporte), seleccione el tipo de soporte Grouted Tieback (retenida cementada). Ingrese Bounded Lenght (Longitud adherida) (porcentaje) = 50, y Bond Strength (resistencia a adherencia) = 15. Seleccione OK. Notese que la longitud adherida de 50% es desplegada dibujando un segmento de línea más grueso a lo largo de la longitud adherida de cada elemento de soporte. La longitud adherida siempre es medida desde el extremo de cada elemento. NOTA: ya que nuestro modelo solo usa un tipo de soporte, y ya que usted ingreso propiedades con la primera pestaña (por defecto) seleccionada, usted no tiene que asignar estas propiedades al soporte. Slide automaticamente asigna las propiedades por defecto, esto son las propiedades de la primera pestaña en el dialogo Define Support Properties (defina propiedades de soporte ) (esto es, las propiedades de la primera pestaña en el dialogo Define Support Properties) para usted.

Compute Antes que usted analice el nuevo modelo, guardelo con un diferente nombre de archivo, de manera que podamos comparar resultados al analisis previo sin soporte. Seleccione: Archivo → Save as (guarde como). Use el dialogo Save As para guardar el archivo con el nombre Support2.sli y luego opere el análisis. Seleccione: análisis → compute Cuando el análisis sea completado, usted esta lsito para ver los resultados en INTERPRET.


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Manual - SLIDE

Interpret Para ver los resultados del análisis: Seleccione: Análisis → Interpret Esto iniciará el programa INTERPRET de Slide. Usted debera ver la siguente figura:

Figura 6.6 Resultados de análisis despues de añadir soporte de retenida (varilla sujeta a un muerto de anclaje). La superficie de desplazamiento Mínima global para un análisis BISHOP es desplegada. El mínimo factor de seguridad es ahora 1,465, comparado a 0.988 antes de añadir el soporte. Comparemos resultados con la talud no soportada. Ya que guardamos el modelo soportado con un nombre de archivo diferente (support2.sli), el modelo con ningun soporte (support1.sli) debera estar aun abierto en INTERPRET. (si usted cerró este archivo, luego abralo de nuevo en INTERPRET). 1. Coloque las vistas de los dos archivos en mosaicos, asi podemos comparar los resultados lado a lado. Seleccione : Ventana → Tile Vertically (Mosaico vertical) 2. Haga click al mouse en cada vista y seleccione Zoom 11, recuerde que usted puede usar la tecla de función F2 como atajo a Zoom11 (aplique zoom a todo). 3. Haga click en el botón derecho sobre la leyenda en cada vista, y apague la pantalla de la leyenda. (Nota: para desplegar la leyenda de nuevo, usted tendrá que ir al menu View (vista). Su pantalla debera parecer como sigue, y podemos comparar resultados (seleccione análisis Bishop en ambos lados).


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Figura 6.7 Mínima Global antes y después de añadir soporte. El efecto del soporte sobre la ubicación de la superficie mínima global ahora puede ser visto. La superficie minima global ha sido forzada “fuera” de la región reforzada por el soporte, y solo intersecta los extremos de la parte superior de tres retenidas. Ahora vea las superficies mínimas generadas en cada punto de cuadricula central de desplazamiento para cada archivo. En cada vista, seleccione la opción Minimum Surfaces (superficies mínimas) desde la barra de herramientas del menú Data (datos). Selección: Datos → Minimum Surfaces (superficies mínimas)

Figura 6.8 Mínimas superficies desplegadas para ambos modelos. La figura anterior demuestra como el soporte ha cambiado las superficies de desplazamiento mínimas hacia la derecha, a una región “segura” de más alto factor de seguridad. NOTE que para ambos modelos, exactamente las mismas superficies de desplazamiento han sido generadas y analizadas, ya que no cambiamos la cuadricula central de desplazamiento, o ningun otro parámetro de busqueda. Las superficies desplegadas sobre la talud no soportada en la Figura 6-8, han sido estabilizadas por el soporte, y ya no aparecen como superficies


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Manual - SLIDE mínimas en la talud soportada. (para ver lo que ha ocurrido a algunas superficies anteriormente no estables, vea la discusion de soporte ACTIVO y PASIVO, al final de este Tutorial). Ahora veamos todas las superficies generadas para ambos modelos. En cada vista: Seleccione: Datos → All surfaces (todas las superficies) Para cada vista, seleccione Filter Surfaces (filtre superficies) desde la barra de herramientas o menu de datos. En el dialogo Filter surfaces, seleccione la tercera opción, e ingrese el número de superficies = 50. Seleccione OK.

Usted ahora este viendo los 50 círculos de factor de seguridad mas bajo, de TODOS los círculos analizados, para cada modelo. Como se muestra abajo.

Figura 6.9 Cincuenta circulos de factor de seguridad más bajo, desplegados. El dialogo Filter Surfaces también permite al usuario ver superficies de desplazamiento para las cuales ningun factor de seguridad podria ser calculado. Pruebe lo siguiente: 1.

Para el modelo CON soporte, maximice la vista y seleccione Zoom All.

2.

Seleccione Filter Surfaces (Filter Superficies). Seleccione las superficies de despliegue con opcion Error Code (codigo de error), y seleccione Codigo de error – 107. Seleccione OK.


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Figura 6.10 Superficies con momento de impulso negativo. Todas las superficies con codigo de error – 107 (fuerza o momento de impulso negativo), son ahora desplegadas en púrpura en el modelo, como se muestra en la figura anterior. Para estas superficies de desplazamiento, las cargas de soporte aplicadas sobre las superficies de desplazamiento, fueron suficientes para generar un momento de impulso negativo general (analisis Bishop). Esto haría mover la masa de deslizamiento de izquierda a derecha, en lugar del esperado derecha a izquierda, y de allí un factor de seguridad valido no pueda ser calculado. Esta situación puede ocurrir cuando el méodo de soporte sea aplicación de fuerza = ACTIVA, como se discutió abajo. Seleccione la opción: Info Viewer, donde podamos ver un resumen del número de superficies válidas e inválidas las cuales fueron calculadas. Seleccione: Análisis → Info Viewer (visualizador de informacion). En la parte inferior del listado Info Viewer, notese el número de superficies válidas e inválidas, para cada método de análisis.


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Manual - SLIDE Figura 6.11 Resumen de análisis Info Viewer. Para este modelo, más de 2400 superficies de desplazamiento (esto es alrededor de 50% de todas las superficies de desplazamiento analizadas) resultaron en superficies de desplazamiento inválidas. La mayor parte de estas son debido al Error Code –107 (momento de manejo negativo), esto es porque el método de aplicación de fuerza de soporte = ACTIVO. Recuerde que cuando definimos las propiedades de soporte, el método de aplicación de fuerza puede ser especificado ya sea como ACTIVO o PASIVO. En este caso, usamos el método por defecto para soporte de retenida cementada, el cual es ACTIVO. 

Cuando el método de aplicación de fuerza = ACTIVO, muchas fuerzas, especialmente superficies de desplazamiento poco profundas cercanas a la superficie del terreno, pueden ser “estabilizadas” por una fuerza o momento de impulso negativo y despliegan código de error – 107. Esto es debido a que soporte ACTIVO disminuye la fuerza de impulso en el cálculo de factor de seguridad.



Sin embargo, si el método de aplicación de fuerza= PASIVO, factores de seguridad válidos pueden ser calculados para estas superficies. Esto es debido a que soporte PASIVO no disminuye la fuerza del impulso, este incrementa la fuerza de resistencia en el cálculo de factor de seguridad.

Como un ejercicio adicional, cuando usted haya completado el tutorial: 1. Cambie el método de aplicación de fuerza para las retenidas: a PASIVO, y re-opere el análisis. 2. Mire el visualizador de Información (Info Viewer) en INTERPRET. Usted verá que código de error – 107 ya no aparece, y el número total de superficies inválidas es mucho más pequeño (alrededor de 200). Todas las superficies los cuales previamente mostraban código de error – 107, ahora tienen factores de seguridad calculados validos. Vea el final de este tutorial, para más información acerca de soporte ACTIVO y PASIVO en Slide. Cierre la vista Info Viewer, seleccionando la X en la esquina superior derecha de la vista.

Muestre Fuerzas de Soporte Los diagramas de fuerza para todos los elementos de soporte, pueden ser visualizados con la opción: Show Support Forces (muestre fuerzas de soporte). Seleccione Data: Muestre Fuerzas de Soporte.


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Figura 6.12 Despliegue de diagramas de fuerza de soporte. Para hacer que su pantalla parezca similar a la Figura 6.12: 1. Apague todas las superficies, y haga un acercamiento (zoom in) al soporte. 2. Seleccione opciones de Fuerza de soporte (Support Force) desde el menú de Datos o la barra de herramientas. El diálogo Support Force Options (opciones de Fuerza de soporte) le permite a usted configurar la aparición de la pantalla de fuerza de soporte. 3. Las siguientes configuraciones desplegarán las fuerzas de soporte como se muestra en la Figura 6.12. Seleccione Done (hecho).

4. Re-despliegue la leyenda. Seleccione Vista > opciones de leyenda > muestre leyenda. Seleccione OK. 5. Cuando fuerzas de soporte sean aplicadas, nótese que la leyenda indica el (los) modo(s) de falla a lo largo de la longitud del soporte (rojo = tracción, verde = extracción). Un diagrama de fuerza de soporte representa la fuerza de soporte disponible la cual pueda ser movilizada por un elemento de soporte dado, en cualquier punto a lo largo de la longitud de soporte.


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Manual - SLIDE Diagramas de fuerza de soporte son determinados evaluando cada posible modo de falla a lo largo de la longitud de soporte. Por ejemplo, para una retenida cementada, los posibles modos de falla son: 1. Extracción 2. Falla por tracción (del tendón de retenida) 3. Arrancamiento (esto es, soporte permanece empotrado en talud). El modo de falla el cual proporciona la Mínima fuerza, en cada punto a lo largo de la longitud del soporte, determina el diagrama de fuerza. El diagrama de fuerza y el punto de intersección de una superficie de desplazamiento con un elemento de soporte, determinan la magnitud de fuerza la cual sea aplicada a la superficie de desplazamiento.

Visión General de Implementación de Soporte en Slide La siguiente visión es una implementación general de soporte en Slide. Para detalle completos, sírvase ver el sistema de ayuda de Slide.

Intersección con Superficie de Desplazamiento Primero que todo, con el fin de que el soporte tenga un efecto sobre una superficie de desplazamiento dada, el soporte debe intersectar la superficie de desplazamiento. Si el soporte NO intersecta una superficie de desplazamiento, luego NINGUNA fuerza de soporte será aplicado a la superficie de desplazamiento, y el soporte no tendrá efecto sobre el factor de seguridad de aquella superficie de desplazamiento.

Figura 6.13a: Soporte NO intersecta superficie de desplazamiento – NINGUN efecto factor de seguridad.

Figura 6.13b Soporte intersecta superficie de desplazamiento – fuerza de soporte será aplicada.


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Ubicación de Fuerza de Soporte Aplicada Cuando soporte intersecte una superficie de desplazamiento, una fuerza es aplicada en el punto de intersección de la superficie de desplazamiento con el soporte (esto es, a ala base de un solo corte (rebanada). La fuerza aplicada es simplemente una carga de línea, con unidades de FUERZA por ancho de unidad de talud.

Figura 6.14 Fuerza de soporte es aplicada en el punto de intersección con superficie de Desplazamiento.

Orientación de Fuerza de Soporte Aplicada La orientación de la fuerza de soporte aplicada, dependerá del tipo de soporte el cual sea usado. 

Para soporte con anclaje por un extremo, retenidas cementadas y clavos de suelo, la orientación de la fuerza aplicada, es asumida a ser paralela a la dirección del soporte, como se muestra en la Figura 6.14.



Para Geotextiles o soporte definido por usuario, la fuerza de soporte puede ser aplicada tangente a la superficie de desplazamiento, paralela al soporte, a un ángulo el cual bisecte la tangente y ángulos paralelos, o a cualquier ángulo definido por usuario.

Magnitud de Fuerza de Soporte Aplicada La magnitud de la fuerza de soporte aplicada, dependerá de las propiedades de soporte ingresadas en el diálogo Defina propiedades de soporte. Estas son usadas para determinar un diagrama de fuerza para su soporte. Un diagrama de fuerza de soporte simplemente representa la fuerza disponible la cual el soporte pueda aplicar a la masa deslizante, en cualquier punto a lo largo de la longitud de un elemento de soporte.

Figura 6.15 Diagrama de fuerza de clavo de suelo.


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Manual - SLIDE El diagrama de fuerza y el punto de intersección de una superficie de desplazamiento con un elemento de soporte, determinan la magnitud de fuerza la cual sea aplicada a la superficie de desplazamiento. Para información detallada sobre como el diagrama de fuerza es determinado para cada tipo de soporte, vea el sistema de ayuda (Help) de Slide.

Soporte Activo Versus Pasivo Para cada tipo de soporte en el diálogo Define Support Properties (defina propiedades de Soporte), el usuario puede elegir el método de aplicación de Fuerza es como sigue. En términos generales, el factor de seguridad es definido como la relación de las fuerzas resistiendo movimiento, a las fuerzas de impulso. Fuerzas de impulso incluyen la masa de cada corte acelerada a través de la gravedad, fuerzas sísmicas y agua en una fisura por tensión. Fuerzas de resistencia surgen desde la cohesión y resistencia friccional de la superficie de desplazamiento. Soporte ACTIVO es incluido en el análisis Slide como en la Ecuación 1. F = Fuerza de resistencia + TN tanØ Fuerza de Impulso – TS

Ecuación 1

Donde TN es la componente normal y TS es la componente de corte de la fuerza aplicada a la base de un corte, por el soporte. Soporte ACTIVO es asumido a actuar de tal manera como por DISMINUIR la FUERZA DE IMPULSO en el cálculo de factor de seguridad. Retenidas cementadas, cables tensionados o pernos de roca, las cuales ejercen una fuerza sobre la masa deslizante antes que cualquier movimiento haya tenido lugar. Podrían ser consideradas como soporte ACTIVO. Soporte PASIVO es incluido en el análisis Slide como en la ecuación 2. F = Fuerza de resistencia + TN tanØ + TS Fuerza de Impulso

Ecuación 2

Por esta definición, soporte PASIVO es asumido a INCREMENTAR la FUERZA DE RESISTENCIA dada por la restricción al esfuerzo cortante en la ecuación de factor de seguridad. Clavos de suelo o geotextiles, los cuales solo desarrollan una fuerza de resistencia después que algún movimiento dentro de la talud a tenido lugar, podrían ser considerados como soporte PASIVO. Ya que la secuencia exacta de carga y movimiento en una talud nunca es conocida de antemano, la elección de APLICACIÓN DE FUERZA ACTIVA o PASIVA, es algo arbitrario. El usuario puede decidir cual de los dos métodos es más apropiado para la talud y sistema de soporte siendo analizados.


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Manual - SLIDE En general soporte PASIVO siempre dará un factor de seguridad MENOR que soporte ACTIVO (cuando un factor de seguridad válido pueda ser calculado para aplicación de fuerza de soporte ACTIVO.

Análisis Retroactivo de Fuerza de Soporte Finalmente mencionaremos otra característica muy útil en Slide. El análisis retroactivo de opción de fuerza de soporte. Esta opción es útil en las etapas preliminares de diseño de soporte. Esto permite al usuario determinar una superficie de desplazamiento crítica la cual requiera la MAXIMA fuera de soporte, con el fin de lograr un factor de seguridad especificado. La magnitud de fuerza de desplazamiento la cual sea determinada, puede ser usada para estimar la capacidad necesaria y espaciamiento de soporte. La superficie de deslizamiento que es determinada puede ser usada para estimar la longitud de soporte requerida. Una película la cual ilustra característica de análisis retroactivo puede ser encontrada en su folder de instalación Slide. Para mas información sobre esta opción, vea el sistema de ayuda (Help) de Slide.


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VISION GENERAL DE ANALISIS DE NAPA FREATICA

Introducción Dentro del programa Slide, Slide tiene la capacidad para llevar a cabo un análisis de filtración de napa freática de elemento finito, para condiciones de flujo de estado estable saturado / no saturado. El análisis de Napa Freática en Slide permite al usuario definir y analizar un problema de napa freática, usando el mismo modelo como para el problema de estabilidad de talud. Los contornos del problema solo necesitan ser definidos una vez, y serán usados tanto para el análisis de napa freática y el análisis de estabilidad de talud. Después que un análisis de napa freática sea desempeñado, los resultados (presiones intersticiales), pueden ser automáticamente utilizados por el sotfware de análisis de estabilidad de talud en Slide. NOTA:  La capacidad de análisis de napa freática completamente auto contenido, y puede ser usada indetaludmente de la funcionalidad de estabilidad de talud de Slide. 

Usted puede desempeñar un análisis de napa freática en Slide, sin desempeñar necesariamente un análisis de estabilidad de talud.



Aunque el análisis de napa freática Slide es dirigido hacia el cálculo de presiones intersticiales para problemas de estabilidad de talud. Las capacidades de modelamiento y análisis de napa freática en Slide, pueden ser usadas para analizar un problema de napa freática bidimensional, arbitrario, para condiciones de flujo de estado estable saturadas/ no saturadas.


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Modelamiento de Napa Freática Las opciones de modelamiento de napa freática en Slide están contenidas dentro del programa de modelo de Slide. Con el fin de habilitar el modelamiento de napa freática, primero es necesario configurar el método Groundwater (napa freática) en Project Settings a análisis de Elemento Finito. Cuando usted haga esto: 

Una opción modo de análisis (analysis Mode) estará disponible en la barra de herramientas, la cual le permite a usted seleccionar ya sea modo de análisis Slope Stability (estabilidad de talud), o modo de análisis Groundwater (napa freática).



Cuando usted este en modo de análisis Groundwater, el menú y barra de herramientas presentarán todas las opciones de modelamiento de napa freática necesarias.

El siguiente procedimiento general es requerido, con el fin de usar el programa Slide para un análisis de napa freática.

Configuraciones del Proyecto (Project Settings) Con el fin de desempeñar un análisis de napa freática, la primera cosa que deber ser hecha, es configurar el Groundwater Method (Método de Napa Freática) en Project Settings (Configuraciones de Proyecto) a Finite Element Analysis (Análisis de Elemento Finito). 1. Seleccione Project Settings desde la barra de herramientas o el menú Analysis. 2. Seleccione la pestaña Groundwater, y configure Método de Análisis de Napa Freática = Análisis de Elementos Finito. 3. Usted puede configurar los parámetros Groundwater Análisis en Project Settings como sea necesario (esto es, Tolerancia o Maximo Número de Iteraciones). 4. Seleccione OK. La barra de herramientas Slide ahora desplegará una opción de Modo de Análisis, como se describió abajo.


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Habilitando análisis de Napa Freática con Slide

Modo de Análisis de Napa Freática Cuando usted configure Método Napa Freática = Análisis de Elemento Finito en Project Settings, usted notará que un recuadro de selección descendente aparecerá en la barra de herramientas Slide. Esta opción le permite a usted cambiar entre dos diferentes modos de análisis del programa Modelo de Slide – Slope Stability (estabilidad de talud) o Groundwater (Napa Freática).



El Modo de análisis Slope Stability le permite a usted definir los elementos de su modelo los cuales sean relevantes al análisis de estabilidad de talud.



El modo de análisis Groundwater le permite a usted definir los elementos de su modelo los cuales sean relevantes al análisis de napa freática cuando usted cambie entre modo de análisis Slope Stability y modo de análisis Groundwater, usted notará que los menús y barras de herramientas son automáticamente cambiados.

Contornos Los MISMOS contornos son usados tanto en el análisis de napa freática y de estabilidad de talud. Sin embargo, los contornos de modelo solo pueden ser definidos cuando el modo de análisis = Estabilidad de Talud. 

Usted DEBE crear los contornos de modelo, cuando Modo de análisis = Estabilidad de talud.



Usted NO PUEDE crear o editar los contornos de modelo, cuando Modo de análisis = Napa freática.


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Manual - SLIDE Para detalles acerca de definir contornos en Slide, vea los tutoriales previos, o el sistema de ayuda (help) de Slide.

Creando Malla ( Meshing) El análisis de la napa freática en Slide es un análisis de elemento finito, y por lo tanto una malla de elemento finito es requerida con el fin de resolver el problema. Para crear la malla de elemento finito = 

El usuario puede hacer esto con un solo click del mouse, seleccionando la opción Discretize and Mesh (Discretize y malla). Esto automáticamente creará una malla de elemento finito graduada dentro de sus contornos de modelo.



Si la malla requiere personalización, varias opciones están disponibles en el menú Mesh (mallas), lo cual permite al usuario personalizar la malla como sea necesario.

Malla de elemento finito para análisis de napa freática

Condiciones de Contorno (boundary conditions) Una vez que la malla de elemento finito sea satisfactoria, el usuario luego debe configurar las condiciones de contorno las cuales definan el problema de napa freática que ellos deseen resolver. Esto es hecho con la opción Set Boundary Conditions (Configure condiciones de contorno), la cual permite al usuario definir todas las condiciones necesarias de contorno de flujo y de presión a lo largo de los contornos de modelo, o en cualquier otro(s) modo(s) de la malla.

Diálogo para asignar condiciones de contorno


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Propiedades Hidráulicas Las características de permeabilidad (conductividad hidráulica) de cada material son definidas con la opción Definine Hydraulic Properties (Defina Propiedades Hidráulicas). Usted puede definir una permeabilidad saturada para cada material. Además, varios modelos están disponibles para definir la permeabilidad no saturada, o el usuario puede crear una función de permeabilidad definida por usuario.

Diálogo para definir propiedades hidráulicas

Cálculo de Napa Freática (groundwater compute) Cuando todas sus condiciones de contorno de napa freática y propiedades de material hayan sido definidas, luego usted esta listo para operar el análisis de napa freática. El sotfware de análisis de napa freática en Slide es un programa separado del sotfware de análisis de estabilidad de talud. Esto le permite a usted operar el análisis de napa freática indetaludmente del análisis de estabilidad de talud. Para operar el análisis: 

Seleccione la opción Compute (Groundwater), desde el menú de análisis o la barra de herramientas. Esto operará al sotfware de análisis de Napa Freática Slide.



Usted verá un cuadro de diálogo Compute, mientras el análisis este operando. Cuando el análisis sea terminado, usted será retornado al programa de MODELO de Slide.

Después que usted haya calculado el análisis de napa freática, usted deberá ver los resultados del análisis de napa freática, seleccionando la opción Interpret (ground water). Si los resultados de análisis de napa freática son satisfactorios, luego, usted puede retornar al programa MODELO de Slide, cambie Modo de Análisis = Estabilidad de Talud y prosiga con su


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Manual - SLIDE análisis de estabilidad de talud. Cuando usted seleccione la opción Compute (calcule) estabilidad de talud, el análisis de estabilidad de talud automáticamente usará las presiones intersticiales calculadas desde el análisis de napa freática.

Interprete Napa Freática Los resultados de un análisis de napa freática son visualizados con el programa INTERPRET de Slide, usando las opciones en el menú Groundwater (Napa Freática). NOTA:  Resultados de análisis de napa freática pueden ser vistos simultáneamente con los resultados de análisis de estabilidad de talud. El despliegue de resultados de napa freática (esto es contornos de presión intersticial), y el despliegue de resultados de estabilidad de talud (esto es superficies de desplazamiento, factores de seguridad, factores de seguridad, etc) son completamente integrados dentro de un solo programa, el programa INTERPRET de Slide.  Si usted solo desea ver resultados de napa freática con los resultados de estabilidad de talud, o viceversa, luego usted puede fácilmente prender o apagar opciones de despliegue, como sea necesario. Para operar el programa INTERPRET de Slide, seleccione la opción Interpret (groundwater), desde el menú Análisis o la barra de herramientas, después de que usted haya calculado el análisis de napa freática con la opción Compute (groundwater) Cálcule (napa freática)

Después que usted desempeñe un análisis de napa freática con Slide, siempre es una buena idea primero usar el programa INTERPRET para chequear que los resultados de análisis sean razonables. Si no, luego usted deberá regresar al programa MODELO de Slide, y chequee que usted haya definido su modelo correctamente. Una simple introducción a modelamiento de napa freática e interpretación de datos usando Slide, es encontrada en el próximo tutorial.


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TUTORIAL DE NAPA FREÀTICA

Este tutorial demostrará un simple análisis de filtración de napa freática usando Slide. Comenzaremos con el mismo modelo usando para tutorial 05 (el tutorial de cuadrícula de Presión de agua). Sin embargo, en lugar de leer una cuadrícula de presión desde un archivo, llevaremos a cabo un análisis de filtración con el fin de determinar las presiones intersticiales dentro del talud. Luego re-operaremos el análisis de estabilidad de talud, y compararemos los resultado con tutorial 05.

CARACTERÍSTICAS MODELO : 

Talud de material único, homogéneo.



Condiciones de límite de altura total

El producto terminado de este tutorial (archivo Tutorial 07 Fine Element Grounwater Seepage, sli) puede ser encontrado en el fólder Empleo > tutoriales en su fólder de instalación Slide.

Modelo Primero, leamos el archivo Tutorial 05 Seleccione: Archivo → Open (Abrir) Abra el archivo Tutorial 05 Water Pressure Grid.sli el cual usted encontrará en el fólder Ejemplos > Tutoriales de su fólder de instalación Slide


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Configuración del Proyecto (project settings) Con el fin de desempeñar un análisis de napa freática con Slide, la primera cosa que usted debe hacer, es configurar el método de Napa Freática = Análisis de elemento finito, en Project Settings (Configuraciones de Proyecto) Seleccione: Análisis → Project Settings En el diálogo Project Settings, seleccione la pestaña Groundwater (napa freática), y configure método de Napa Freática = Análisis de Elemento Finito. Seleccione OK.

Usted notará lo siguiente: 

La cuadrícula de presión de agua (la cuadrícula de triángulos azules) ha desaparecido del modelo. Ya que estaremos obteniendo presiones intersticiales desde el análisis de napa freática, la cuadrícula de presión de agua no será usada, y ha sido automáticamente eliminada.



La napa freática la cual fue usado para definir el agua embalsada en tutorial 5, también ha sido eliminada. Cuando definamos las condiciones de contorno de napa freática, agua embalsada será automáticamente creada basado en las condiciones de contorno de altura total.



La opción modo de análisis ahora aparece en la barra de herramientas Slide. El modo de análisis le permite a usted cambiar entre Modo de análisis de Estabilidad de Talud y Modo de análisis de Napa Freática.

Para comenzar, usaremos el modo Slope Stability Analysis (análisis de estabilidad de taluds), ya que tenemos que hacer un poco de edición a los contornos. (Definición de contorno y edición solo se puede hacer en el modelo de estabilidad de talud.

Edición de Contorno Antes de proseguir con el modelamiento de napa freática, tenemos que hacer una pequeña modificación al contorno externo: Para definir correctamente las condiciones de contorno para el problema de napa freática,


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Manual - SLIDE necesitamos añadir dos vértices al contorno externo. Seleccione la opción Añada Vértices desde la barra de herramientas. Seleccione: Contornos → Edit → Add Vértices

(añada Vértices)

Ingrese coordenadas para las siguientes dos vértices: Ingrese ubicación para nuevo vértice esc = quit: 32 26 Ingrese ubicación para nuevo vértice esc = quit: 65 31.8 Ingrese ubicación para nuevo vértice esc = quit: Presione Enter o haga click en el botón derecho y seleccione Done (hecho)

Los dos vértices que usted ha añadido definen el nivel de la napa fréatica (superficie freática) en la cara de la talud, y en el borde derecho del modelo. Estos vértices serán necesarios con el fin de asignar correctamente las condiciones de contorno de altura total.

Figura 7.1 Nuevos vértices añadidos a contorno externo.

Modelo de Análisis de Napa Freática Estamos listos para definir el problema de napa freática. Las opciones de modelamiento de napa freática en Slide solo son habilitadas cuando usted configure el modo de análisis = napa freática en la barra de herramientas de Slide. Seleccione modo de análisis de napa freática.

Cuando el Modo de Análisis = Napa Freática, usted notará que los menús y barras de herramientas son actualizados: 

Las opciones de modelamiento relevantes al análisis de Napa Freática están ahora disponibles.



Las opciones de modelamiento las cuales sean relevantes a la estabilidad de talud, son ahora ocultadas.

También nótese que los símbolos Search Grid (cuadrícula de búsqueda) (para la búsqueda de cuadrícula de superficie circular) y Slope Limits (límites de talud), no son desplegados, cuando usted esté en Modo de análisis de Napa Freática.


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Manual - SLIDE En general: 

Entidades de modelamiento las cuales solo sean aplicables al ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUD NO son desplegadas cuando MODO DE ANÁLISIS = NAPA FREÁTICA.



Entidades de modelamiento las cuales solo sean aplicables al ANÁLISIS DE NAPA FREÁTICA NO son desplegadas cuando MODO ANÁLISIS = ESTABILIDAD DE TALUD.

Generación de Malla (meshing) El análisis de napa freática en Slide es un análisis de elemento finito, y por lo tanto una malla de elemento finito es requerida con el fin de resolver el problema. Usted puede crear la malla de elemento finito, con un solo click con el botón del mouse, seleccionando la opción Discretize and Mesh (Discretize y malla). En un paso, esto automáticamente: 1. Discretizará los contornos de modelo (la discretización de los contornos forma la estructura de la malla de elemento finito). 2. Genere una malla de elemento finito graduada dentro de los contornos de modelo. Seleccione: Malla → Discretize y Malla Su modelo deberá aparecer como sigue.

Figura 7.2 Malla de Elemento Finito


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Manual - SLIDE NOTA: 

La malla es generada basada en los parámetros de configuración de malla especificados en el diálogo Mesh Setup (usamos los valores por defecto: elementos triangulares de 3 modos y número apróximado de elementos = 1500)



Para este modelo simple, la malla por defecto generada por la opción Discretize y Malla, es adecuada.



Sin embargo, note que Slide permite control total de usuario sobre la generación y personalización de la malla. Si la malla requiere personalización, muchas diferentes opciones están disponibles en el menú Mesh (malla), lo cual permite al usuario personalizar la malla como sea necesario.



Experimentar con las opciones de generación de malla esta fuera del alcance de este tutorial. El usuario es animado a experimentar con las opciones de malla, después de completar este tutorial. Para detalles acerca del uso de las opciones de malla, refierase al sistema de ayuda (Help) de Slide.

Condiciones de Contorno Después que la malla de elemento finito haya sido generada, el usuario luego debe definir las condiciones de contorno las cuales definan el problema de napa freática que ellos deseen resolver. Esto es hecho con la opción Set Boundary Conditions (configure condiciones de contorno, la cual permite al usuario definir todas las condiciones necesarias de presión y contorno de flujo a lo largo de los contornos de modelo, o en cualquiera otro(s) modo(s) de la malla. Nótese que por defecto, cuando la malla sea generada: 

A la superficie de talud le es dada una condición de contorno desconocida (P = 0 ó Q = 0).



A los bordes de fondo y lateral del contorno externo, les son dados la condición de contorno de Flujo Nodal Cero.

Tendremos que especificar las condiciones de contorno como sigue: Seleccione: Malla → Configure condiciones de malla. Usted verá el diálogo Set Boundary Conditions (Configure condiciones de contorno).


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Configuremos condiciones de contorno de ALTURA TOTAL como sigue: 1. Primero seleccione Zoom All (usted puede usar la tecla de función F2), para asegurarse que el modelo sea completamente visto mas detalladamente en la vista. 2. Ahora, asegúrese que la opción de condición de contorno de ALTURA TOTAL sea seleccionada en el diálogo Set Bondary Conditions, como se mostró antes. 3. En el diálogo, ingrese un valor de ALTURA TOTAL = 26 metros. También asegure la selección: opción External Segment (Segmento Externo) es seleccionada. 4. Ahora usted debe seleccionar los segmentos de contorno deseados, haciendo click sobre ellos con el mouse. 5. Haga click en los TRES segmentos del contorno externo indicados en la figura 7 – 3 (esto es, el borde izquierdo del contorno externo, y los dos segmentos en la base de la talud.

Figura 7.3 Asignando condiciones de contorno (segmentos seleccionados). 6. Cuando los segmentos sean seleccionados, haga click en el botón derecho del mouse y seleccione Assign (asignar). Una condición de contorno de altura total = 26 metros es ahora asignada a estos segmentos de línea. (Nótese que el programa automáticamente ha creado agua embalsada correspondiente a una altura total = 26 metros. Vea la siguiente página para más información). 7. Ahora ingrese un valor de altura total = 31.8 metros en el diálogo. Seleccione el segmento derecho inferior del contorno externo. Haga click en el botón derecho y seleccione Assign (asignar). 8. Las condiciones de contorno necesarias son ahora asignadas.


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Las condiciones de contorno de altura total representan la elevación de la superficie freática (agua embalsada) a la izquierda del modelo (26 metros), y la elevación de la superficie freática en el borde derecho del modelo (31.8 m). Recuerde los dos vértices extras que añadimos al modelo. Es ahora aparente que estos fueron necesarios con el fin de asignar las condiciones de contorno de altura total a los segmentos correctos del límite externo. Seleccione Close (cerrar) en el diálogo Set Boundary Conditions (configure condiciones de contorno).

Creación Automática de Agua Embalsada Nótese que el programa automáticamente creaba agua embalsada (el patrón sombreado con rayas azul), correspondiente a la condición de contorno de altura total de 26 metros.

Figura 7.4: Agua Embalsada correspondiente a condición de contorno de altura total Siempre y cuando las condiciones de contorno de altura total indiquen que agua embalsada existe encima de la talud, Slide automáticamente creará el agua embalsada. (Esto ocurre cuando el valor de altura total sea mayor que la coordenada y a lo largo de contorno). 

Para el análisis de napa freática, el agua embalsada es simplemente una opción de despliegue en pantalla, lo cual le permite a usted verificar que usted ha ingresado la correcta condición de contorno de altura total. Esta realmente no es usada por el análisis de napa freática.



Sin embargo, para el análisis de estabilidad de talud, el agua embalsada será usada en el análisis (esto es, el peso y fuerza hidrostática del agua embalsada, serán tomados en cuenta en el análisis de estabilidad de talud). Esta agua embalsada tendrá el mismo efecto como el agua embalsada definido por la Napa Freática en Tutorial 5.

Propiedades Hidráulicas La última cosa que tenemos que hacer para completar el modelo de napa freática, es definir las propiedades hidráulicas (permeabilidad) de material de talud. Seleccione:Propiedades →Define Hydraulic Proporties (Defina propiedades hidráulicas)


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En el diálogo Define Hydraulic Properties ( Defina propiedades hidráulicas, ingrese un Ks = Se – 8 de permeabilidad saturada. Seleccione OK. NOTA: El modelo usado para este tutorial y el tutorial de cuadrícula de presión de agua, están basados en un modelo desde el repaso de programas de estabilidad de talud ACADS 1989. (Geam P.S.K & I.B. Donald 1989, Problemas de Ejemplo para probar programas de estabilidad de talud de suelo, Informe de Investigación de Ingeniería Civil N° 8 / 1989, Monash University, Australia). El valor Ks viene desde esta referencia. TAMBIEN NOTE: Ya que estamos tratando con un solo modelo de material, y ya que usted ingresó propiedades con la primera pestaña seleccionada (por defecto), usted no tiene que asignar estas propiedades al modelo. Slide automáticamente asigna las propiedades por defecto (esto es las propiedades del primer material en el diálogo Defina propiedades de material) para usted. Ahora hemos terminado con el modelamiento de napa freática, y podemos proseguir para operar el análisis de napa freática.

Compute (napa freática) Antes que usted analice su modelo, guárdelo como un archivo llamado gw1.sli (los archivos modelo de Slide tienen una extensión de nombre de archivo. SLI) Seleccione: Archivo → Save As (guarde como) Use diálogo Save As (guarde como) para guardar el archivo. Usted ahora esta listo para operar el análisis. Seleccione: Análisis → Compute (groundwater)

(napa freática).

El sotfware GROUNDWATER COMPUTE Proseguirá operando el análisis de napa freática de elemento finito. Esto debería tomar solo unos cuantos segundos, cuando sea completo, usted está listo para ver los resultados. NOTA: 

Cuando usted esté haciendo un análisis de napa freática con Slide, cuando usted guarde el archivo, DOS archivos son realmente guardados: un archivo SLI el cual contiene la información de modelamiento de estabilidad de talud, y un archivo. SLW, el cual contiene la información de modelamiento de napa freática.


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Manual - SLIDE 

De manera similar, cuando usted COMPUTE el análisis de napa freática, los resultados son almacenados en un archivo . W01. Cuando usted COMPUTE el análisis de estabilidad de talud, los resultados son almacenados en un archivo .S01

Interpret (napa freática) Podemos ahora ver los resultados del análisis de napa freática en el programa INTERPRET de Slide. Seleccione: Análisis → Interpret (interprete de napa freática) Su pantalla deberá aparecer como sigue:

Figura 7.5 Contornos de Altura de Presión Por defecto, usted verá contornos de altura de presión en el modelo. La leyenda en la figura superior izquierda de la vista, indica los valores de los contornos. El despliegue de contorno puede ser personalizado con el diálogo Countor Options (opciones de contorno), el cual está disponible en el menú View, o haciendo click en el botón en menú. Esto es dejado como un ejercicio opcional para que el usuario explore, después de completar este tutorial.

Napa Freática Usted notará en el gráfico, una línea rosada la cual es desplegada en el modelo. Esta línea resalta la ubicación de la altura de presión = 0 límite de contorno. Por definición, una napa freática es definida por la ubicación de la altura de presión = 0 límite de contorno. Por lo tanto, para un modelo de talud tal como este, esta línea representa la posición de la napa freática (superficie freática) determinada desde el análisis de elemento finito. El despliegue de la napa freática puede ser prendido o apagado usando el atajo de


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Manual - SLIDE barra de herramientas, el diálogo Display Options, o el atajo de hacer click con el botón derecho (haga click con el botón derecho en la napa freática y seleccione Hide Water Table (oculte napa freática). Como un ejercicio opcional, usted puede comparar: 

La napa freática determinada desde el análisis de napa freática (en este tutorial).



Con la Napa Freática la cual ingresamos en Tutorial 5, para el análisis de estabilidad de talud.

Usted verá que la ubicación de la Napa Freática es muy similar en ambos modelos. También nótese que los contornos de altura de presión, encima de la Napa Freática, tienen valores negativos. La altura de presión negativa calculada encima de la napa freática, es comúnmente referida como la “succión matrica” en la zona no saturada. Esto es discutido posteriormente en el tutorial. Para ver contornos de otros datos (altura total, presión o velocidad de descarga), simplemente use el mouse para seleccionar desde la lista descendente en la barra de herramientas. Seleccione contornos de altura total desde la lista descendente.

Vectores de Flujo Haga click en el botón derecho del mouse y seleccione opciones Display. Seleccione la pestaña GROUNDWATER. Prenda la opción Flow Vectors (Vectores de Flujo). Apague todas las opciones de condición de contorno. Seleccione Done (hecho). (Flow Vertors y otras opciones de despliegue también pueden ser prendidas o apagadas con botones de atajo en la barra de herramientas).

Figura 7.6 Contornos de altura total y vectores de flujo Como se esperaba, la dirección de los vectores de flujo corresponde a valores decrecientes de


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Manual - SLIDE los contornos de altura totales. NOTA: el tamaño relativo de los vectores de flujo (como los desplegados en la pantalla), corresponde a la magnitud de la velocidad de flujo, Seleccione contornos de velocidad de descarga total (desde la lista de barra de herramientas), y verifique esto. El tamaño de los vectores de flujo puede ser llevado a escala en el diálogo Display Options (Opciones de Despliegue). Esto es dejado como un ejercicio opcional. Ahora apague los vectores de flujo re-seleccionando la opción de vectores de flujo desde la barra de herramientas.

Líneas de flujo Seleccione contornos de altura total de nuevo. También podemos añadir líneas de flujo de gráfico. Líneas de flujo pueden ser añadidas individualmente, con la opción Add Flow Line (añada línea de flujo). O múltiples líneas de flujo pueden ser automáticamente generadas con la opción Add Múltiple Flow Lines (añada múltiples líneas de flujo). Seleccione: Napa Freática → Líneas →Add Multiple Flow Lines (añada múltiples líneas de flujo). 1. Primero, asegurémonos que la función Snap sea habilitado en la barra de estado. Si no, luego haga click en la opción Snap en la Barra de Estado (o usted puede hacer click en el botón derecho del mouse y habilite Snap desde el menú instantáneo. 2. Haga click con el mouse en la ESQUINA SUPERIOR DERECHA del contorno externo. 3. Haga click con el mouse en la ESQUINA INFERIOR DERECHA del contorno externo. 4. Haga click en el botón derecho y seleccione Done (hecho). 5. Usted luego verá un diálogo. Ingrese un valor de 8 y seleccione OK.

La generación de las líneas puede tomar unos cuantos segundos. Su pantalla deberá parecer como sigue.


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Figura 7.7 Contornos de altura total y líneas de flujo Nótese que las líneas son perpendiculares a los contornos de altura total. (Nota: solo 6 líneas de flujo son desplegadas, aunque ingresamos un valor de 8, debido a que las líneas de flujo primera y últimas están exactamente en el contorno, y no son desplegadas. Ahora elimine las líneas de flujo (seleccione Delete Flow Lines (elimine líneas de flujo) desde la barra de herramientas, haga click en el botón derecho y seleccione Delete All (elimine todo), y seleccione OK en el diálogo el cual aparezca).

Iso Líneas Una iso-línea es una línea de valor de contorno constante, desplegada sobre un gráfico (o trazo) de contorno. Como fue discutido al inicio, la línea rosada la cual es desplegada en el modelo, representa la napa freática determinada por el análisis de napa freática. Por definición, la napa freática representa una iso-línea de altura de presión cero. Verifiquemos que la napa freática desplegada en realidad representa una línea de presión cero (P=0 iso línea), añadiendo una iso – línea al gráfico. Primero asegúrese que usted seleccione los contornos Pressure Head (altura de presión). Seleccione: Napa freática → Líneas → Add Iso – Line (añada Iso – Línea) Haga click en el mouse en la línea de napa freática (si Snap es habilitada, el cursor saltará exactamente sobre la napa freática). Usted luego verá el diálogo Add Iso Line (añada IsoLínea).

El diálogo desplegará el valor exacto (altura de presión) de la ubicación en la cual usted hizo


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Manual - SLIDE click. Este no puede ser exactamente cero, así que ingrese en el diálogo, y seleccione el botón Add (añada). Una Iso – Línea de altura de presión cero, será añadida al modelo. Esta se superpone sobre la napa freática desplegada exactamente, verificando que la Napa Freática sea la línea P = 0.

Consultas (Queries) Otra característica útil del programa INTERPRET, es la habilidad para crear una consulta, para obtener resultados de análisis detallados. Para resultados de napa freática, una consulta (Query) permite al usuario añadir una línea o polilínea, en cualquier lugar sobre los contornos de modelo. La consulta luego puede ser usada para graficar valores de los datos de contorno a lo largo de la línea o polilínea de consulta. Demostremos esto ahora. Crearemos una consulta la cual consiste de un solo segmento de línea vertical, desde el vértice en la cresta de la talud, al fondo del contorno externo. Seleccione: Napa Freática → Consulta → Add Material Query (Añada Consulta de Material). 1. La opción Snap (salto del cursor) debería estar aun habilitada. Haga click en el mouse sobre el vértice en el cresta del talud, en las coordenadas (50, 35). 2. Ingrese las coordenadas (50, 20) en la línea de indicación, como el segundo punto (o si usted tiene la opción Ortho Snap habilitada, usted puede ingresar esto gráficamente. 3. Haga click en el botón derecho y seleccione Done (hecho) , o presione Enter. Usted verá el siguiente diálogo.

4. Ingrese el valor de 20 en el recuadro Edit. Seleccione OK. 5. La consulta será creada, como usted verá por el segmento de línea vertical, y el despliegue de valores interpolados en los 20 puntos a lo largo del segmento de línea. 6. Haga un acercamiento (Zoom in) a la consulta, de manera que usted pueda leer los valores. 7. Ahora podemos graficar estos datos con la opción Graph Material Queries (Grafique consultas de material) (el menú Napa Freática > Consulta o la barra de herramientas). 8. Un atajo para graficar datos para una sola consulta, es hacer click en el botón derecho del


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Manual - SLIDE mouse SOBRE la línea de consulta. Haga esto ahora, y seleccione Graph Data (grafique datos) desde el menú instantáneo. Un gráfico será inmediatamente generado, como se muestra en la Figura 7-8.

Figura 7.8 Consulta de Datos de Altura de Presión La Consulta que hemos creado, nos da la altura de presión a lo largo de una línea vertical desde la cresta de la talud al fondo del contorno externo. Los datos son obtenidos por interpolación desde los contornos de altura de presión. NOTE que aunque solo hemos usado un solo segmento de línea para definir esta consulta, en general, una consulta puede ser una polilínea arbitraria, con cualquier número de segmentos, añadidos en cualquier sitio o dentro del contorno externo.

Consulta de Tips de Base de Datos Finalmente, demostraremos un característica más de generación de consulta, la opción Data Tips Query, la cual permite a usted obtener gráficamente valores interpolados en cualquier punto sobre los contornos de datos. 1. Primero, cierre el gráfico de altura de presión el cual creamos (seleccione la X en la esquina de la vista). 2. Haga click en el recuadro Data Tips (Tips de Base de Datos) sobre la barra de estado (en la parte inferior de la ventana de aplicación), hasta que la opción Data Tips Query (Consulta de Tips de Base de Datos) sea habilitada.

3. Ahora merodee el mouse sobre los contornos en el modelo. A medida que usted mueva el mouse sobre los contornos, el exacto valor de contorno interpolado y ubicación X – Y, es desplegado en una consulta de datos instantáneos. 4. Esta es una manera conveniente, interactiva y gráfica de examinar valores de contorno en cualquier punto en el modelo.


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Figura 7.9 Opción Data Tips Query (Consulta de Consejos de Base de Datos). Por ejemplo, en la figura antes mostrada, la consulta de consejos de base de datos esta desplegando la altura de presión (succión) negativa en la zona no saturada encima de la napa freática. Nota: en la figura anterior, hemos eliminado el segmento de línea de consulta 

Consultas pueden ser eliminadas con la opción Delete Material Query (Elimine Consulta de Material) (barra de herramientas o menú Napa Freática > Consulta).



Un atajo para eliminar consultas individuales, es hacer click en el botón derecho sobre la entidad, y seleccionar Delete desde el menú instantáneo.

Esto resume nuestra demostración de ver resultados de análisis de napa freática con el programa INTERPRET de Slide. Ahora regresemos al análisis de estabilidad de talud, de manera que podamos operar el análisis usando las presiones intersticiales generados por el análisis de napa freática. Seleccione: Análisis → Modeler (Modelador) Usted debería ser retornado al programa MODELO de Slide

Modelo En el programa MODELO de Slide, cambie el modo de análisis desde Groundwater (Napa Freática) a Slope Stability (Estabilidad de Talud), seleccionando desde la barra de herramientas.

Nótese que las entidades de modelamiento las cuales sean aplicables al análisis de estabilidad de talud, son una vez más desplegadas (esto es Search Grid (Cuadrícula de Búsqueda), Slope Limits (Límites de talud), etc.). Las entidades de modelamiento las cuales sean aplicables al análisis de napa freática (por ejemplo, malla y condiciones de contorno), son ahora ocultados.


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Compute (calcule) Ahora operemos el análisis de estabilidad de talud Seleccione: Análisis → Compute (calcule) El análisis de estabilidad de talud será operado. Ya que hemos llevado a cabo el análisis de napa freática, el análisis de estabilidad de talud automáticamente usará las presiones intersticiales calculados por el análisis de napa freática. NOTA: 

Si no habíamos calculado primero el análisis de napa freática, este automáticamente sería calculado ANTES del análisis de estabilidad de talud, cuando usted seleccionó la opción de cálculo de estabilidad de talud.



Sin embargo, en general, siempre es una buena idea calcular el análisis de napa freática separadamente, y ver los resultados del análisis de napa freática (como hemos hecho en este tutorial), ANTES que usted prosiga al análisis de estabilidad de talud.

Interpret

Para ver los resultados del análisis: Seleccione: Análisis → Interpret Ud. Puede ver la siguiente figura:

Figura 7.10 Análisis de estabilidad de talud usando presiones intersticiales desde análisis de napa freática


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Manual - SLIDE Como usted puede ver, después que usted haya desempeñado AMBOS: 

Un análisis de napa freática de elemento finito, y



Un análisis de estabilidad de talud

Con Slide, los resultados de AMBOS análisis pueden ser desplegados simultáneamente en el programa INTERPET de Slide. Usted puede ver los contornos de resultados de análisis de napa freática en el modelo y también ver los resultados de estabilidad de talud (superficies de desplazamiento etc). Nótese que DOS leyendas son desplegadas – una leyenda es para los resultados de estabilidad de talud (factor de seguridad), y la otra leyenda es para los contornos de napa freática. Ya que hemos visto y discutido los resultados de napa freática, apaguemos las opciones de despliegue de napa freática, de manera que solo veremos los resultados de análisis de estabilidad de talud. Use la Opción de Modo en el menú View para rápidamente cambiar el despliegue de resultados de Estabilidad de talud o Napa Freática.

CONSEJO: Un atajo conveniente para rápidamente ENCENDER o APAGAR el despliegue de TODOS los resultados de napa freática (o estabilidad de talud) es usar las opciones Mode (modo) en el menú View (ver). Sin embargo, aun queremos desplegar la Napa Freática desde el análisis de napa freática, de manera que haremos lo siguiente. 1. Haga click en el botón derecho y seleccione Opciones de Despliegue. Seleccione la pestaña Groundwater (napa freática) y despeje TODAS las casillas de selección de Napa Freática y agua Estancada. Seleccione Done (hecho). 2. Haga click en el botón derecho y seleccione Contour Options (opciones de contorno) (napa freática). Apague el modo de contorno. Seleccione Done (hecho). 3. Haga click en el botón derecho sobre la Leyenda de Napa Freática. Seleccione Hide Legend (oculta leyenda) desde el menú instantáneo. Ahora solo estamos viendo los resultados de estabilidad de talud en INTERPRET de Slide. Ahora comparemos los resultados con los resultados de Tutorial 5. Seleccione: Archivo → Open (abierto) Abra el archivo Tutorial 05 Water Pressure Grid. Sli. NOTA: Usted puede necesitar computar este archivo, si usted previamente no lo ha hecho así. Si usted ve un diálogo de mensaje, siga las instrucciones de manera que el análisis de estabilidad de talud para el archivo Tutorial 5 sea calculado.


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Ahora, en el programa INTERPRET de Slide, enmosaique las dos vistas, del archivo Tutorial 05 Water Pressure Grid. Sli, y el archivo gw1.sli Seleccione: Ventana → Tile vertically (Enmosaique verticalmente) Seleccione Zoom All en cada vista, y oculte la leyenda en cada vista. Usted debería ver lo siguiente.

Figure 7.11 Tutorial 5 comparación con Tutorial 7 (factor de seguridad). Finalmente, podemos comparar resultados. Como usted puede ver, el factor de seguridad Mínimo Global, para el método de análisis Bishop, es casi el mismo, para cada archivo (Tutorial 5 = 1.499 y Tutorial 7 = 1.516). La pequeña diferencia puede ser fácilmente representada, por el hecho que el Tutorial 5, las presiones instersticiales fueron determinadas desde el archivo de cuadrícula de presión intersticial. ( que fue originalmente digitalizada desde un flujo ). En el tutorial 7 la presion de poro fue determinado del elemento finito del análisis de filtración de las aguas subterraneas. NOTA: debemos verificar que las superficies mínima Globales, en cada archivo, sean realmente la MISMA superficie. Podemos hacer esto fácilmente como sigue: 1. En cada vista, seleccionemos la opción Consejos de Bases de Datos mínimo (o máximo) desde la barra de estado. 2. Ahora merodee el cursor sobre el centro el centro de desplazamiento de la superficie mínima global, en cada vista. Compare las coordenadas centrales, y radio desplegados en el consejo de base de datos instantáneo. 3. Usted debería encontrar que los círculos de desplazamiento en realidad son exactamente la misma superficie. Este es un importante consejo para recordar: cuando usted este comparando diferentes


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Manual - SLIDE archivos, o diferentes métodos de análisis – usted no puede asumir que las superficies de desplazamiento críticos sean la misma superficie. Si ellas parecen ser la misma superficie, usted debería siempre verificar las coordenadas de superficie de desplazamiento reales, si usted planea hacer comparaciones detalladas de resultados de análisis entre diferentes archivos, etc. Ahora comparemos las presiones intersticiales a lo largo de la superficie de desplazamiento mínimo Global para cada archivo. De esta manera podemos directamente comparar las presiones intersticiales calculadas desde la cuadrícula de presión intersticial (Tutorial 5) y el análisis de napa freática (Tutorial 7). Un rápido atajo para graficar datos para una superficie de desplazamiento, es hacer click en el botón derecho sobre la superficie de desplazamiento (NOTA: usted puede hacer click sobre la superficie, o sobre las líneas radiales uniendo el centro de desplazamiento a los puntos extremos de la superficie de desplazamiento.) En cada vista: 1. Haga click en el botón derecho sobre la Mínima Global, y seleccione Add Query (añada consulta) y Graph (Grafique) desde el menú instantáneo. 2. En el diálogo Graph Slice Data (grafique datos de corte), seleccione Presión Intersticial desde la lista de Datos Primario, y seleccione el botón Create Plot (Cree Gráfico). 3. Ahora minimize las vistas de modelo de cada archivo, y seleccione la opción Tile Vertically (Enmosaique verticalmente). Usted deberá ver los siguientes gráficos.

Figura 7.12 Tutorial 5 comparación con Tutorial 7 (presión intersticial) NOTA: 

Para el archivo de cuadrícula de presión de agua (Tutorial 5), presiones intensticiales encima de la napa freática son cero.



Sin embargo, para el archivo de análisis de napa freática, presiones intersticiales NEGATIVAS son calculadas, encima de la napa freática. Esto representa las presiones de


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Manual - SLIDE SUCCION MATRICA, calculados en la zona no saturada encima de la napa freática. (La influencia de SUCCION MATRICA sobre el factor de seguridad, es discutida en la última parte de este tutorial). Para comparar mejor las presiones intersticiales positivas, calculadas debajo de la napa freática, haga lo siguiente: 1. Haga click en el botón derecho sobre el gráfico de presión intersticial, para el archivo de análisis de napa freática, y seleccione las propiedades de carta desde el menú instantáneo. 2. Ingrese un mínimo valor de eje vertical = 0. Seleccione OK Su visita debería ahora aparecer como sigue:

Figura 7.13 Tutorial 5 comparación con Tutorial 7 (presión intersticial) Usted ahora puede ver que las presiones intersticiales (positivas) calculadas para la superficie de desplazamiento Mínima Global, para los dos archivos, son casi las mismas. Las ligeras diferencia en los dos gráficos son representados por los diferentes métodos usados para determinar la distribución de presión intersticial dentro de la talud.  Para el archivo de cuadrícula de presión de agua, presiones intersticiales fueron interpolados desde valores de cuadrícula.  Para el archivo de análisis de napa freática, presiones intersticiales son interpoladas desde los contornos de presión y la malla de elemento finito.

Resistencia al Esfuerzo Cortante No Saturado Para concluir este tutorial, demostraremos una característica más de Slide, la cual esta disponible cuando un análisis de napa freática haya sido desempeñado. Esto es, la


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Manual - SLIDE contribución de succión matrica a la estabilidad de talud, especificando un ángulo de resistencia al esfuerzo cortante no saturado. Como se muestra en la Figura 7.12, el análisis de napa freática de Slide puede resultar en presiones intersticiales NEGATIVOS, en la zona no saturada encima de la napa freática. Estas presiones negativas son realmente las presiones de succión matrica en la zona no saturada. Es sabido que succión matrica puede contribuir a la resistencia al esfuerzo cortante del material en la zona no saturada, será INCREMENTADA en la cantidad.

 Tan Фb Donde:  = Succión matrica (valor POSITIVO), y Фb = ángulo de resistencia al esfuerzo cortante no saturado. (NOTA: por convención, el término “succión” matrica implica elvalor POSITIVO, o absoluto del as presiones intersticiales negativas calculadas en la zona no saturada. Para demostrar esto, pruebe lo siguiente: 1. Retorne al programa MODELO de Slide. 2. Seleccione el archivo de análisis de napa freática (GW1.sli) 3.

Seleccione Define Material Properties (Defina Propiedades de material). Nótese que, para un archivo de análisis de napa freática en Slide, usted puede especificar un ángulo de Resistencia al esfuerzo cortante no saturado.

4.

Por defecto, el ángulo de Resistencia al Esfuerzo Cortante No saturado = 0. Esto significa que succión matrica en la zona no saturada, NO TENDRA ningún efecto sobre la resistencia al esfuerzo cortante o factor de seguridad.

5.

Sin embargo, si usted ingresa un valor diferente a cero para Resistencia al Esfuerzo Cortante NO saturado, luego superficies de desplazamiento las cuales pasen a través de un material en la zona no saturada, tendrán INCREMENTADA resistencia al esfuerzo cortarte, y factor de seguridad.

6.

Por ejemplo, ingrese un ángulo de Resistencia de Esfuerzo Cortante NO saturada = 15 grados. Seleccione OK.

7.

Ahora re-opere el análisis de estabilidad de talud.

8.

Examine la superficie de desplazamiento Mínima Global. Esta debería ahora tener un factor de seguridad = 1.557 (análisis Bishop)

9.

Especificar un ángulo de Resistencia al Esfuerzo Cortante No Saturado, ha incrementado el factor de seguridad Mínima Global.

El ángulo de Resistencia al Esfuerzo Cortante No Saturado usualmente no es una cantidad bien conocida. Para obtener una apreciación de su importancia, un estudio paramétrico puede ser llevado a cabo, en el cual el ángulo de Resistencia al Esfuerzo cortante No Saturado es vaciado entre 0 y el ángulo de fricción del material. Esto puede ser fácilmente hecho usando la


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Manual - SLIDE opción de análisis de sensibilidad en Slide. Vea el sistema de ayuda (Help) de Slide o Tutorial 09 para más información acerca del análisis de sensibilidad. Resistencia al esfuerzo cortante no saturado puede, en algunos casos, ser un factor crítico en un análisis de estabilidad de talud. Se ha observado, en algunos casos, que taluds las cuales estén cerca de equilibrio crítico (factor de seguridad justo sobre 1), no serían estables sin incluir el efecto de succión matrica sobre la resistencia al esfuerzo cortante. Aquí concluye la introducción del análisis del agua subterranea usando Slide. Más ejemplos son discutidos en la siguiente sección.


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MAS EJEMPLOS DE NAPA FREÁTICA

Ejemplos de Verificación de Napa Freática Ejemplos adicionales de modelamiento y análisis de napa freática usando Slide pueden ser encontrados en el Manual de Verificación de Napa Freática de Slide. El Manual de verificación de Napa Freática de Slide está disponible como un documento PDF, en su fólder de instalación de Slide. Este también es accesible a través del menú Windows Star (seleccione Inicio → Programas → Rocciencia → Slide 5.0 → Documentación). Los archivos usados para los ejemplos de verificación pueden ser encontrados en el fólder Ejemplos > Verificación de Napa Freática, en su fólder de instalación de Slide. Estos ejemplos demuestran características más avanzadas del análisis de napa freática de slide, incluyendo funciones de permeabilidad de material, condiciones de contorno de infiltración, generación de malla mapeada, y otras características.

Modelo de dos materiales, con diferentes permeabilidades


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Análisis Probabilístico

Este tutorial familiarizará al usuario con las capacidades de análisis probabilístico básicos de Slide. Esto demostrará cuan rápidamente y fácilmente un análisis de estabilidad de talud probabilístico puede ser desempeñado con Slide.

CARACTERÍSTICAS DE MODELO:     

Talud con un solo material, homogéneo Ninguna presión de agua (seco) Búsqueda de superficie de desplazamiento circular (Grid Search). Variables aleatorias: cohesión, phi y peso unitario Tipo de análisis probalístico: mínimo Global

El producto acabado de este tutorial (archivo: Tutorial 08 Probabilistic Analysis.sli.) puede ser encontrado ene. Fólder Emplos > Tutoriales en su fólder de instalación de Slide.

Modelo Este tutorial estará basado en el mismo modelo usado para Tutorial 1, así que primero leamos el archivo Tutorial 1. Seleccione: Archivo -→ Open (abierto) Navegue al fólder Ejemplos > Tutoriales en su fólder de instalación Slide, y abra el archivo Tutorial 01 quick Start.sli

Configuraciones de Proyecto (Project Settings) Para llevar a cabo un análisis probabilística con Slide, la primera cosa que debe ser hecha, es seleccionar la opción Probabilistic Analysis (análisis Probabilístico) en el diálogo Project Settings. Slide – Uso Interno

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Seleccione: Análisis → Project Settings (Configuraciones de Proyecto).

En el diálogo Project Settings, seleccione la pestaña Statistics (estadísticas), y seleccione la casilla de selección Probabilistic Analysis (análisis probabilístico). Seleccione OK.

Análisis Minimo Global Note que estamos usando las opciones de análisis probabilística por defecto:   

Método de muestreo = Monte Carlo Número de muestras = 1000 Tipo de análisis = mínimo Global

Cuando el tipo de análisis = igual mínimo Global, esto significa que el análisis probabilístico es llevado a cabo sobre la superficie de desplazamiento Mínimo Global localizada mediante análisis (determinístico) de estabilidad de talud. El factor de seguridad será re-calculado N veces (donde N = Número de Muestras) para la superficie de desplazamiento mínima global, usando una diferente serie de variables de introducción de datos aleatoriamente generadas para cada análisis. Nótese que un menú Statistics (estadísticas) esta ahora disponible, lo cual lo permite a usted definir casi cualquier parámetro de entrada de modelo, como una variable aleatoria.

Definiendo Variables Aleatorias Con el fin de llevar a cabo un análisis probabilística, al menos uno de sus parámetros de entrada de modelo debe ser definidos como una variable aleatoria. Variables aleatorias son definidas usando las opciones en el menú Statistics. Para este tutorial, definiremos las siguientes propiedades de materiales como variables aleatorias:   

Cohesión Angulo de Fricción Peso Unitario


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Manual - SLIDE Esto es fácilmente con el diálogo Material Statistics (Estadísticas de Material) Seleccione: Estadísticas → Materiales Usted verá el cuadro de diálogo Material Statistic

Primero usted debe seleccionar las variables aleatorias que usted desee usar. Esto puede ser hecho ya sea con las opciones Add (añada) o Edit (edite), en el diálogo Material Statistics (Estadísticas de Material). Seleccione el botón Añadir en el Material de Estadísticas. Cuando use la opción Add, usted verá una serie de tres diálogos, en un formato “WIZARD”, el cual le permite a usted seleccionar rápidamente las propiedades de material que usted desee definir como variables aleatorias. El primer diálogo le permite a usted seleccionar los materiales.

Seleccione la casilla de selección para el material “suelo 1” (nuestro modelo de talud solo usa este tipo de material). Seleccione el botón Next (próximo). El segundo diálogo le permite a usted seleccionar las propiedades de material que usted quisiera definir como variables aleatorias.


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Seleccione la casilla de selección para cohesión, Phi y Peso Unitario. Seleccione el botón next (próximo). El diálogo final le permite a usted seleccionar una Distribución Estadística para las variables aleatorias. Estaremos usando el valor por defecto (Distribución Normal), así que sólo seleccionamos el botón Finish (terminar). Usted será retornado al diálogo Material Statistics (Estadística de Material), el cual debería ahora aparecer como sigue:

El diálogo Material Statistics, las propiedades de material las cuales usted seleccionó como variables aleatorias, ahora aparecen en el diálogo en un formato de hoja de cálculo. Esto le permite a usted fácilmente definir la distribución estadística para cada variable aleatoria. Con el fin de completar el proceso de definición de las variables aleatorias, debemos ingresar: 

La desviación Estándar, y



Valores mínimos y máximos

Para cada variable, con el fin de definir la distribución estadística de cada variable aleatoria. Ingrese los valores de desviación Estándar, mínimo relativa y máximo relativo para cada variable, como se muestra abajo. Cuando usted haya terminado, seleccione OK.


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NOTA: 

Los valores mínimo y máximo son especificados como valores RELATIVOS (esto es, distancias desde el valor MEDIO), en lugar de cómo valores absolutos, debido a que esto simplifica introducción de datos.



Para distribución NORMAL, 99.7% de todas las muestras caen dentro de 3 desviaciones estándar del valor medio. Por lo tanto es recomendado que los valores mínimos relativo y máximo relativo sean iguales a al menos 3 veces la desviación estándar, para asegurar que una completa distribución NORMAL (No truncada) sea definida.



Para más información acerca de Distribuciones Estadísticas, sírvase ver la sección de análisis probabilístico del sistema de ayuda (Help) de Slide.

Eso es todo lo que necesitamos hacer. Hemos definido 3 variables aleatorias (cohesión, ángulo de fricción y peso unitario) con distribuciones normales. Podemos ahora operar el análisis Probabilístico.

Compute Primero, guardemos el archivo con un nuevo nombre de archivo: prob1.sli. Seleccione: Archivo -→ Save As (guarde como) Use el diálogo Save As para guardar el archivo. Ahora seleccione Compute (calcule) Seleccione: Análisis -→ Compute (calcule) NOTA: 

Cuando usted opere un análisis probabilístico con Slide, el análisis (determinístico) regular siempre es calculado primero.



El análisis Probabilística automáticamente sigue. El progreso del análisis es indicado en el diálogo Compute.


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Interpret Para ver los resultados del análisis: Seleccione: análisis -→ Interpret Esto iniciará el programa INTERPRET de Slide. Usted deberá ver la siguiente figura.

Figura 8.1 Resultados después de análisis probabilística Los resultados primarios del análisis probabilística, son desplegados junto al centro de desplazamiento de la superficie de desplazamiento mínimo global determinístico. Recuerde que cuando Tipo de Análisis probabilístico = Mínimo Global, el análisis probabilístico solo es llevado a cabo sobre esta superficie. Esto incluye lo siguiente:   

FS (medio) – el factor de seguridad medio PF – la probabilidad de falla RI – el Indice de confiabilidad

Figura 8.2 Resumen de resultados después de análisis probabilística. Estos resultados son discutidos abajo.


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Factor de Seguridad Determinístico El factor de seguridad determinístico, FS (Determinístico), es el factor de seguridad calculado para la superficie de desplazamiento mínimo global, desde el análisis de estabilidad de talud regular (no-probabilístico). Este es el mismo factor de seguridad que usted vería si usted estuviese solo operando un análisis regular (determinístico), y NO estuviese operando un Análisis Probabilístico. El factor de seguridad determinístico es el valor de factor de seguridad cuando todos los parámetros de entrada sean exactamente iguales a sus valores medios.

Factor de Seguridad Medio El factor de seguridad medio es el factor de seguridad medio (promedio), obtenido desde el análisis probabilístico. Este simplemente es el factor de seguridad promedio, de todos los factores de seguridad calculados para la superficie de desplazamiento mínimo goblal. En general, el factor de seguridad medio debería estar cerca al valor del factor de seguridad determinístico, FS (determinístico). Para un número de muestras significativamente grande, los dos valores deberán ser casi iguales.

Probabilidad de Falla La probabilidad de falla es simplemente igual al número de análisis con factor de seguridad menor de 1, dividido ente el número total de muestras. PF =

Número de an con fallas X 100% Número de Muestras

Ecuación 1

Para este ejemplo, PF= 11%, lo cual significa que 110 de 1000 muestras produjeron un factor de seguridad menor de 1.

Indice de Confiabilidad El índice de confiabilidad es otra medida de estabilidad de talud comúnmente usada, después de un análisis probabilístico. El índice de confiabilidad es una indicación de número de desviaciones estándar las cuales separen el factor de seguridad medio del factor de seguridad crítico (=1). El índice de confiabilidad puede ser calculado asumiendo ya se una distribución normal o logarítmica normal de los resultados de factor de seguridad. La distribución real de mejor ajuste es listada en el Info Viewer, e indica cual valor de índice de confiabilidad es mas apropiado para los datos.


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Indice de Confiabilidad (normal) Si se asumió que los factores se seguridad están normalmente distribuidos, luego la Ecuación 2 es usada para calcular el índice de confiabilidad.





FS



1

Ecuación 2

FS

Donde: β = Indice de confiabilidad

 FS = Factor de seguridad medio  FS = Desviación estándar de factor de seguridad Un índice de confiabilidad de al menos 3 es usualmente recomendado, como una mínima seguridad de un diseño de talud seguro. Para este ejemplo, RI = 2.238 lo cual indica un nivel insatisfactorio de seguridad para el talud.

Indice de Confiabilidad (log.normal)

Si se ha asumido que los factores de seguridad son mejor ajustados mediante una distribución Logarítmica normal, luego la Ecuación 3 es usada para calcular el índice de confiabilidad.



   1  V 2 

1n 





Ecuación 3

1n(1  V 2 )

Donde µ = el factor de seguridad medio, V = coeficiente de variación del factor de seguridad (=  /  ). Para mas información acerca del índice de confiabilidad, vea el sistema de ayuda (help) de Slide.

Gráficos de Histograma Gráficos de histograma le permiten a usted ver: 

La distribución de muestras generadas para la(s) variable(s) aleatorias e datos de entrada.



La distribución de factores de seguridad calculados por el análisis probabilística.


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Para generar un gráfico de histograma seleccione la opción Histogram Plot (Gráfico de Histo) desde la barra de herramientas o el menú Statistics (Estadísticas). Seleccione: Estadísticas -→ Histogram Plot (Gráfico de Histograma) Usted verá el siguiente diálogo Histogram Plot.

Primero veamos un histograma de factor de seguridad. Ponga los datos a graficar = factor de seguridad – Bishop simplificado. Seleccione la casilla de selección Highlight Data (Resalte Datos). Como el criterio de resaltar, seleccione “Factor de Seguridad – Bishop Simplificado < 1”. Seleccione el botón Plot, y el histograma será generado.

Figura 8.3 Histograma de Factor de Seguridad Como usted puede ver en el histograma, los datos resaltados (barras rojas) muestran el análisis el cual resultó en un factor de seguridad menor de 1. 

Esto gráficamente ilustra la probabilidad de falla, la cual es igual al área de histograma el cual sea resaltado (FS<1), dividido entre el área total del histograma.


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

Las estadísticas de los datos resaltados son siempre listadas en la parte superior del gráfico. En este caso, esta indicado que 110/1000 puntos, tienen un factor de seguridad menor de 1. Esto es igual a 11% la cual es la PROBABILIDAD DE FALLA (para el método de análisis Bishop).

En general, la opción High Light Data (Resalte Datos) le permite a usted resaltar cualquier subconjunto de datos definidos por usuario en un histograma (o gráfico de dispersión), y obtener las estadísticas del subconjunto de datos resaltado (seleccionado). Usted puede desplegar la distribución de mejor ajuste desde el menú instantáneo. La distribución de Mejor Ajuste será desplegada en el Histograma. En este caso, el mejor ajuste es una Distribución Normal, como la listada en la parte inferior del gráfico. Creemos un gráfico de la variable aleatoria Cohesión. Haga click en el botón derecho en el gráfico y seleccione Change Plot Data (cambie datos de gráfico). Configure los datos a graficar = suelo 1: Cohesión. Seleccione Done (hecho).

Figura 8.4 Gráfico de Histograma de Cohesión Este gráfico muestra las muestras aleatorias reales las cuales fueron generadas por el muestreo monte carlo de la distribución estadística la cual usted definió para la variable aleatoria de cohesión. Nótese que los datos con factor de seguridad Bishop < 1 son aun resaltados en el gráfico. Note la siguiente información en la parte inferior del gráfico: 

Las estadísticas MUESTREADAS, son las estadísticas de los datos “en bruto” generados por el muestreo monte carlo de la distribución de entrada de datos.



Las Estadísticas de ENTRADA, son los parámetros de la distribución de entrada de datos los cuales usted definió para la variable aleatoria, en el diálogo Material Statistics (Estadísticas de material).

En general, las estadísticas MUESTREADAS y las estadísticas de ENTRADA no serán


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Manual - SLIDE exactamente iguales. Sin embargo, a medida que el Número de Muestras se incremente, las estadísticas MUESTREADAS deberían aproximarse a los valores de los parámetros de ENTRADA. La distribución definida por los parámetros de ENTRADA es graficada en el Histograma. El despliegue de esta curva puede ser prendido o apagado, haciendo click en el botón derecho del gráfico, y cambiando la opción de Distribución de Entrada (de datos). Ahora haga click en el botón derecho sobre el gráfico de nuevo, y seleccione Change Plot Data. Cambie los datos a graficar a suelo 1: Phi. Seleccione Done (hecho).

Figura 8.5 Gráfico de Histograma de Angulo de Fricción Nótese los datos con factor de seguridad bishop <1, resaltados en el gráfico con respecto a la variable aleatoria de ángulo de fricción, esta claro que falla corresponde a los ángulos de fricción más bajos los cuales fueron generados por el muestreo aleatorio.

Gráficos acumulativos Para generar un gráfico acumulativo, seleccione la opción Cumulative Plot (Gráfico acumulativo) desde la barra de herramientas o el menú Statistics (Estadísticas). Seleccione: Estadísticas -→ Cumulative Plot (Gráfico acumulativo) Usted verá el diálogo Cumulative Plto (Gráfico acumulativo).


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Manual - SLIDE Seleccione el Data to Plot (Datos a graficar) = Factor de Seguridad – Bishop Simplificado. Seleccione el botón Plot.

Figura 8.6: Gráfico acumulativo de factor de seguridad Un gráfico de distribución acumulativa representa la probabilidad acumulativa que el valor de una variable aleatoria será MENOR QUE O IGUAL A un valor dado. Cuando estemos viendo un Gráfico acumulativo de Factor de Seguridad, la probabilidad acumulatoria en factor de seguridad = 1, es igual a la PROBABILIDAD DE FALLA. Verifiquemos esto como sigue.

Opción Sampler (muestreador) La opción SAMPLER (muestreador) sobre un gráfico acumulativo, le permite a usted determinar de manera fácil las coordenadas en cualquier punto a lo largo de la curva de distribución acumulativa. 1. Haga click en el botón derecho sobre el gráfico acumulativo, y seleccione la opción Sampler (muestreador). 2. Usted verá una línea vertical punteada sobre el gráfico. Este es el “muestreador” y le permite a usted obtener gráficamente las coordenadas de cualquier punto sobre la curva. Usted puede hacer esto como sigue. 3. Haga click y oprima el botón izquierdo del Mouse sobre el gráfico. Ahora arrastre el mouse a lo largo del gráfico. Usted verá que el muestreador sigue al mouse, y continuamente despliega las coordenadas de puntos en la curva de gráfico acumulativo. 4. Usted también puede determinar puntos exactos en la curva como sigue. Haga click en el botón derecho sobre el gráfico, y seleccione Simple Exact Value (valor exacto de muestra). Usted verá el siguiente diálogo.


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5. Ingrese 1 como el valor para factor de seguridad, y seleccione Ok. 6. Nótese que el muestreador (línea de puntos) esta ahora localizado exactamente en Factor de Seguridad = 1. También note que la probabilidad acumulativa = 0.11. Esto significa que la probabilidad de falla (método de análisis Bishop) = 11%, lo cual es un valor que notamos antes en este tutorial, desplegado en el centro de desplazamiento de la superficie de desplazamiento mínimo global.

Gráficos de Dispersión (Scatter Plots) Gráficos de dispersión (Scatter Plots) le permiten a usted graficar cualesquiera dos variables aleatorias una contra otra, en el mismo gráfico. Esto le permite a usted analizar las relaciones entre variables. Seleccione la opción Scatter Plot desde la barra de herramientas o el menú Statistics (estadísticas). Seleccione: Estadísticas → Scatter Plot (gráfico de dispersión). Usted verá el diálogo Scatter Plot (Gráfico de Dispersión). Ingrese los siguientes datos: 1. Configure el eje horizontal = suelo 1: Phi. 2. Configure el eje vertical = Factor de Seguridad – Bishop. 3. Seleccione HIghlight Data (resalte datos), y seleccione “Factor de Seguridad – Bishop Simplificado < 1”. 4. Seleccione Plot.


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Manual - SLIDE Usted debería ver el siguiente gráfico

Figura 8.7 Gráfico de dispersión – ángulo de fricción versus factor de seguridad Hay una bien definida relación entre ángulo de fricción y factor de seguridad. Nótese los parámetros listados en la parte inferior del gráfico. 

El coeficiente de correlación indica el grado de correlación entre las dos variables graficados. Un coeficiente de correlación cercano a 1 (o -1) indica un alto grado de correlación. Un coeficiente de correlación cercano a cero, indica poco o ninguna correlación.



Los parámetros Alfa y Beta, son la talud e intercepción y, respectivamente, de la curva de mejor ajuste (lineal) a los datos. Esta línea puede ser vista en el gráfico. Su despliegue puede ser prendido o apagado, haciendo click en el botón derecho sobre el gráfico y seleccionando la opción Regression Line (línea de regresión).

También nótese los datos resaltados en el gráfico. Todos los puntos de datos con un factor de seguridad menor de 1, son desplegados en el gráfico de dispersión como un CUADRADO ROJO, en lugar de una CRUZ AZUL. Ahora grafiquemos Phi versus Cohesión en el gráfico de dispersión. Haga click en el botón derecho sobre el gráfico y seleccione Change Plot Data (cambie datos de gráfico). En el eje vertical seleccione suelo 1: Cohesión. Seleccione Done (hecho). El gráfico deberá aparecer como sigue:


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Figura 8.8 Gráfico de Dispersión – Angulo de Fricción verus tutorial Este gráfico indica que no hay correlación entre los valores muestreados de cohesión y ángulo de fricción. (el coeficiente de correlación, listado en la parte inferior del gráfico, es un pequeño número cercano a cero). En realidad, la cohesión y ángulo de fricción de materiales mohr-coulamb están generalmente correlacionados, tal que los materiales con baja cohesión a menudo tienen altos ángulos de fricción y viceversa. En Slide, el usuario puede definir un coeficiente de correlación para cohesión y ángulo de fricción, de manera que cuando las muestras sean generadas, cohesión y ángulo de fricción serán correlacionados. Esto es discutido al final del tutorial.

Gráficos de Convergencia Un gráfico de convergencia es útil para determinar si o no su análisis probabilístico esta convergiendo a una respuesta final, o si más muestras son requeridas. Seleccione la opción Convergence Plot (Gráfico de Convergencia) desde la barra de herramientas o el menú Statistics (Estadísticas). Seleccione: Estadísticas → Convergence Plot (Gráfico de Convergencia). Usted verá el diálogo convergence Plot. Seleccione probabilidad de falla. Seleccione Plot.


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Usted deberá ver el siguiente gráfico.

Figura 8.9 Gráfico de Convergencia – Probabilidad de Falla Un gráfico de convergencia debería indicar que los resultados finales del análisis probabilístico, están convergiendo a valores finales, estables (esto es, probabilidad de falla, factor de seguridad medio, etc). Si el gráfico de convergencia indica que usted no ha logrado un resultado final, estable, luego usted debería incrementar el número de muestras, y re-operar el análisis. Haga click en el Botón derecho sobre el gráfico y seleccione la opción Final Value (valor final) desde el menú instantáneo. Una línea horizontal aparecerá en el gráfico, lo cual representa el valor final (en este caso, probabilidad de falla = 11%), lo cual fue calculado para el análisis. Para este modelo, parece que la probabilidad de falla ha logrado un valor final constante. Para verificar esto, incremente el número de muestras (por ejemplo 2000), y reopere el análisis. Esto es dejado como un ejercicio opcional.

Ejercicios Adicionales El usuario es animado a experimentar con las características de modelamiento de análisis probabilístico e interpretación de datos en Slide. Pruebe los siguientes ejercicios:

Coeficiente de Correlación (C y Phi) Al inicio de este tutorial, vimos un gráfico de dispersión de cohesión versus ángulo de fricción (ver la figura 8.8). Debido a que el muestreo aleatorio de estas dos variables, fue desempeñado enteramente de manera indetalud, no hubo correlación entre las dos variables.


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En realidad, la cohesión y ángulo de fricción de materiales mohr – coulmb generalmente son correlacionados, tal que materiales con baja cohesión tienden a tener altos ángulos de fricción y viceversa. En Slide, el usuario puede fácilmente definir un coeficiente de correlación para cohesión y ángulo de fricción, de manera que cuando las muestras sean generadas, cohesión y ángulo de fricción serán correlacionados. Esto puede ser demostrado como sigue: 1. En el programa modelo de Slide, seleccione la opción Material Statistics (Estadística de Material) en el menú Statistics (Estadísticas). 2. En el diálogo Material Statistics, seleccione la opción Correlación, esta desplegará un diálogo, el cual le permitirá a usted definir un coeficiente de correlación, entre cohesión y ángulo de fricción (esto es solo aplicable para materiales los cuales usen el tipo de resistencia Mohr – Coulomb). 3. En el diálogo de correlación, seleccione la casilla de selección Apply (aplicar) para “suelo 1). Usaremos el coeficiente de correlación por defecto de -0.5. Seleccione OK en el diálogo de correlación. Seleccione OK en el diálogo Material Statistics (estadísticas de material). 4. Re-calcule el análisis. 5. En el programa INTERPRET de Slide, cree un gráfico de dispersión de cohesión versus ángulo de fricción. Usted deberá ver lo siguiente:

Figura 8.10 Cohesión versus Phi (correlación = 0.5) Como usted puede ver ahora, cohesión y ángulo de fricción ya no son indetaluds uno del otro, sino que están holgadamente correlacionados. NOTA: 

El coeficiente de correlación real generado por el muestreo, es listado en la parte inferior del gráfico. Este no es exactamente igual a -0.5, debido a que estamos usando muestreo


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

monte carlo, y un número de muestras relativamente pequeño (1000). Un coeficiente de correlación NEGATIVO simplemente significa que cuando una variable se incrementa, la otra probablemente va disminuir, y viceversa.

Ahora pruebe lo siguiente: 1. Opere de nuevo el análisis usando coeficiente de correlación de -0.6, -0.7, -0.8, -0.9, -1.0. Vea un gráfico de dispersión de cohesión versus ángulo de fricción, después de cada operación. 2. Usted verá que las dos variables estarán crecientemente correlacionadas. Cuando el coeficiente de correlación = -1.0, el gráfico de dispersión resultará en una línea recta.

Figura 8.11 Cohesión versus Phi (correlación = -0.9) En general, se recomienda que un coeficiente de correlación esta definido entre cohesión y ángulo de fricción, para un material mohr-coulomb. Esto generará valores de cohesión y ángulo de fricción, los cuales mas probablemente van a ocurrir en el campo. Finalmente, es interesante notar que la probabilidad de fallas, para este modelo, disminuye significativamente, cuando la correlación entre cohesión y ángulo de fricción se incrementa (esto es más cerca de -1). Esto implica que el uso de un coeficiente de correlación, y la generación de combinaciones más realistas de cohesión y Phi tienden a disminuir la probabilidad calculada de falla, para este modelo.

Método de Muestreo En este tutorial usamos el método por defecto de muestreo aleatorio, conocido como muestreo monte carlo. Otro método de muestreo esta disponible en el método de Hipercubo Latino de Slide.


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Manual - SLIDE Para un número de muestras dado, muestreo de Hipercubo Latino resulta en un muestreo más uniforme, más suave de las funciones de densidad de probabilidad las cuales usted haya definido para sus variables aleatorias, comparadas al método Monte Carlo. Para ilustrar esto, haga lo siguiente: 1. En programa Modelo Slide, seleccione Project Settings > Statistics (Configuraciones de Proyecto > Estadísticas), y ponga el método de muestreo a Hipercubo Latino. 2. Re-calcule el análisis 3. Vea los resultados en Interpret, y compare con los resultados previos (monte carlo). En particular, grafique histogramas de sus variables aleatorias de entrada (Cohesión, Phi, Peso Unitario). 4. Nótese que las distribuciones de datos de entrada las cuales usted definió para sus variables aleatorias de entrada, son mucho más suavemente muestreadas por muestreo Hipercubo Latino, comparado a muestreo monte carlo.

Figura 8.12 Comparación de muestreo monte carlo (izquierda) y muestreo Hipercubo Latino 3 (derecha) – Variable de cohesión aleatoria 1000 muestras. Como usted puede ver en la Figura 8-12, para 1000 muestras, el muestreo Hipercubo Latino es mucho más suave que el muestreo monte carlo. Esto es debido a que el método Hipercubo Latino esta basado en muestreo “estratificado”, con selección aleatoria dentro de cada estrato. Típicamente, un análisis usando 1000 muestras obtenidas por la técnica de Hipercubo Latino producirá resultados comparables a un análisis de 5000 muestras usando el método monte carlo. En general, el método Hipercubo Latino le permite a usted lograr resultados similares al método monte carlo, con un número de muestras significativamente más pequeño.


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Generación de Número Aleatorio El muestreo de las distribuciones estadística de sus variables aleatorias de datos de entrada, es logrado por la generación de números aleatorios. Usted puede preguntarse ¿porqué los resultados de este Tutorial son reproducibles, si ellos están basados en números aleatorios? La razón para esto es, debido a que hemos estado usando la opción Pseudoaleatoria, en Project Settings (Configuraciones de Proyecto). Análisis Pseudoaleatorio significa que la misma secuencia de números aleatorios siempre es generada, debido a que el mismo valor “semilla” es usado. Esto permite al usuario obtener resultados reproducibles para un análisis probable. Pruebe lo siguiente: 1. Seleccione Project Settings > Números aleatorio, y seleccione la opción Random (aleatorio) (en lugar de Pseudo – Ramdom).

2. Re-calcule el análisis. 3. Usted notará que cada vez que usted re-calcule, los resultados de análisis serán diferentes. Esto es debido a que un diferente valor “semilla” es usado cada vez. Esto dará una diferente secuencia de números aleatorios, y por lo tanto un diferente muestreo de sus variables aleatorios, cada vez que usted opere de nuevo el análisis.


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ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD

Análisis de sensibilidad es extremadamente fácil de realizar con Slide. Cualquier parámetro de entrada el cual pueda ser definido como una variable aleatoria (para una análisis probable) también puede ser definido como una variable para un análisis de sensibilidad. Un análisis de sensibilidad simplemente significa lo siguiente: 1. Para uno o más parámetros de entrada seleccionados, el usuario especifica un valor mínimo o un valor máximo. 2. Cada parámetro es luego variado en incrementos uniformes, entre los valores mínimo y máximo, y el factor de seguridad de la superficie de desplazamiento mínimo global es calculado en cada valor – NOTA: mientras un parámetro este siendo variado, TODOS LOS OTROS parámetros de entrada son mantenidos constantes, en sus valores medios. 3. Esto resulta en un gráfico de factor de seguridad versus parámetro(s) de entrada, y le permite a usted determinar la “sensibilidad” del factor de seguridad, para cambiar en el (los) parámetro(s) de entrada. 4. Una curva marcadamente cambiante en un gráfico de sensibilidad, indica que el factor de seguridad es sensible al valor del parámetro. 5. Una curva relativamente “plana” indica que el factor de seguridad no es sensible al valor del parámetro. Un análisis de sensibilidad indica cuales parámetros de entrada puedan ser críticos a la evaluación de estabilidad de talud, y cuales parámetros de entrada son menos importantes. Un gráfico de sensibilidad puede ser usado para determinar el valor de un parámetro el cual corresponda a un factor de seguridad especificado (por ejemplo Factor de Seguridad = 1). El producto terminado de este Tutorial (archivo: Tutorial 09 Sensitivity Analysis.sli) puede ser encontrado en el folder Ejemplos > Tutoriales en su folder de instalación de Slide. Modelo


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Empezaremos con el mismo ejemplo discutido en el Tutorial previo. Seleccione: Archivo  Open (abierto) Abra el archivo Tutorial 08 Probabilistic Analysis.Sli, el cual usted encontrará en el folder Ejemplos > Tutoriales en su folder de instalación de Slide.

Configuraciones de Proyecto (Project Settings) Para habilitar un análisis de sensibilidad con Slide, usted primero debe seleccionar la casilla de selección Sensitivity Analysis (análisis de sensibilidad) en Project Settings. Selección: Análisis  Project Settings (Configuraciones de Proyecto)

En el diálogo Project Settings, seleccione la pestaña Statistics (estadísticas), y seleccione la casilla de selección Sensitivity Analysis (análisis de sensibilidad). Despeje la casilla de selección Probabilistic Analysis. Seleccione OK. NOTA: 

Usted puede desempeñar TANTO un análisis de sensibilidad y un análisis probable, al mismo tiempo, usando las mismas variables. Esto es discutido al final de este Tutorial.

Sin embargo para, para este ejemplo, solo operaremos el análisis de sensibilidad.

Definiendo Variables de Sensibilidad El procedimiento para seleccionar y definir variables para un análisis de sensibilidad, es exactamente el mismo como el procedimiento descrito en el Tutorial previo, para un análisis probable. Sin embargo note que:  

Para una análisis de sensibilidad, SOLO un valor mínimo y máximo es requerido para cada variable. Una distribución estadística y desviación estándar No son aplicables para análisis de


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Manual - SLIDE sensibilidad. Examinemos el diálogo Material Statistics (estadísticas de material). Seleccione: Estadísticas  Materiales

Nótese que las 3 variables las cuales definimos previamente para el análisis probable (Tutorial 08), son aun desplegados en el diálogo Material Statistics (estadísticas de material). Debido a que solo estamos considerando un análisis de sensibilidad, la distribución estadística y desviación y desviación estándar ya no son desplegadas en el diálogo. Solo los valores medio, mínimo y máximo son necesarios para el análisis de sensibilidad. No haremos cambios a estos datos, así que seleccionamos OK y Cancel en el diálogo.

Compute Antes que operemos el análisis, primero guardemos el archivo con un nuevo nombre de archivo: sens1.sli. Seleccione: Archivo  Save As (guarde como) Use el diálogo Save As (guarde como) para guardar el archivo. Ahora seleccione compute (calcule). Seleccione: Análisis  Compute (calcule) NOTA: 

Cuando usted opere un análisis de sensibilidad con Slide, el análisis regular (determinado) siempre es calculado primero. Esto es necesario con el fin de determinar la superficie de desplazamiento mínimo global. Recuerde que el análisis de sensibilidad es realizado sobre la superficie de desplazamiento mínimo global.



El análisis de sensibilidad automáticamente sigue. El progreso del análisis es indicado en el diálogo compute (calcule). Un análisis de sensibilidad usualmente solo toma una muy pequeña cantidad de tiempo, de manera que usted aun no puede notar el cálculo en el


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Manual - SLIDE diálogo compute.

Interpret Para ver los resultados del análisis: Seleccione: Análisis  Interpret Los resultados del análisis de sensibilidad son vistos seleccionando la opción Sensivity Plot (gráfico de sensibilidad), desde la barra de herramientas o el menú Statistics (estadísticas). Seleccione. Estadísticas  Sensitivity Plot (gráfico de sensibilidad) Usted verá el siguiente diálogo:

Seleccione las casillas de selección para 3 variables. CONSEJO – usted puede usar el botón Select All (seleccione todo) para seleccionar automáticamente todas las casillas de selección. Seleccione el botón Plot (grafique). Usted deberá ver el siguiente gráfico de sensibilidad.

Figura 9.1 Gráfico de sensibilidad de 3 variables Como usted puede ver desde el gráfico, el factor de seguridad es más sensible al ángulo de


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Manual - SLIDE fricción (curva más pronunciada), y menos sensible al peso unitario (curva es casi plana). Note lo siguiente acerca del gráfico de sensibilidad: 1. Cuando múltiples variables sean graficadas, el eje horizontal del gráfico esta en términos de Porcentajes de Gama. 2. Porcentaje de Gama = 0 representa el mismo valor de cada variable, y Porcentaje de Gama = 100 representa el máximo valor de cada variable. 3. Nótese que las 3 curvas se interceptan en Porcentaje de Gama = 50%. Porcentaje de Gama = 50% SIEMPRE PRESENTA el valor MEDIO de cada variable. Si usted desea ver el valor real de una variable en el eje horizontal, luego usted solo debe graficar UNA variable de sensibilidad a la vez (solo seleccione UNA casilla de selección en el diálogo Sensitivity Plot (Gráfico de Sensibilidad). Hagamos aquello ahora. 1. Haga clic en el botón derecho y seleccione Change Plot Data (cambie Datos de Gráfico) desde el menú instantáneo. 2. Despeje las casillas de selección para cohesión y peso unitario, de manera que solo Phi sea seleccionado. Seleccione Done (hecho). El gráfico de sensibilidad ahora solo despliega la curva para ángulo de fricción. Nótese que el eje horizontal esta ahora en términos de la unidad real de la variable (grados).

Muestreador La opción Sampler (mostrador) le permite a usted obtener fácilmente las coordenadas de cualquier punto en una curva de gráfico de sensibilidad. 1. Haga click en el botón derecho sobre el gráfico y seleccione la opción Sampler (mostrador). 2. Nótese que una línea punteada horizontal es ahora desplegada sobre el gráfico. Esta es la línea de mostrador, y le permite a usted obtener gráficamente las coordenadas a lo largo de la curva. 3. Haga click y OPRIMA el botón IZQUIERDO del mouse en el gráfico, y arrastre el mouse. A medida que usted mueva el mouse, el mostrador continuamente desplegará las coordenadas de la ubicación corriente en la curva. 4. Usted también puede hacer un muestreo ubicaciones exactas en la curva. Haga click en el botón derecho sobre el gráfico y seleccione valor exacto de muestra (Sample Exact Value). 5. En el diálogo, ingrese el factor de seguridad = 1 para el eje vertical. Seleccione OK. 6. El mostrador ahora muestra el ángulo de fricción para factor de seguridad = 1. El ángulo de fricción = 26.22 grados. Este es el ángulo de fricción crítico, si todas las otras variables son asumidas a ser iguales a sus valores medios. Sensibilidad de Coeficiente Sismico


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Añadamos una variable más de análisis de sensibilidad, y opere de nuevo el análisis. Retorne al programa Modelo de Slide, y seleccione la opción sísmica desde el menú Statistics (Estadísticas). Seleccione: Estadísticas  Sismic Load (Carga Sísmica). 1. En el diálogo, seleccione la casilla de selección para coeficiente sísmico horizontal. 2. Ingrese un valor mínimo = 0.1. También ingrese mínimo relativo = 0.1 y máximo relativo = 0.1. Seleccione OK.

3. Cuando el análisis de sensibilidad sea operado, el coeficiente sísmico horizontal será variado entre 0 y 0.2. Seleccione Compute para operar el análisis, y luego vea los resultados en Interpret. 4. Cree un gráfico de sensibilidad (solo seleccione la casilla de selección para coeficiente sísmico horizontal). 5. El gráfico debería aparecer como se muestra en el Figura 9.2.

Figura 9.2 Gráfico de Sensibilidad de Coeficiente Sísmico Horizontal Sensibilidad y Análisis Probable


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Un análisis de sensibilidad no debería ser confundido con un análisis Probable. Recuerde: 

Un análisis de sensibilidad simplemente implica la variación de variables individuales entre valores mínimos y máximo. Un análisis se sensibilidad es desempeñado en SOLO UNA VARIABLE A LA VEZ.



Un análisis probable implica el muestreo estadístico de distribuciones que usted haya definido para sus variables aleatorias. Un análisis probable usa valores muestreados de TODAS las variables aleatorias, para cada iteración del análisis probable.

Sin embargo, usted puede desempeñar TANTO un análisis de sensibilidad, y un análisis probable, al mismo tiempo, seleccionando ambas casillas de selección en Project Settings (configuraciones de Proyecto).

Si usted hace esto, note lo siguiente: 

El análisis de sensibilidad usará las mismas variables que usted haya seleccionado para el análisis probable.



El análisis de sensibilidad solo usará los valores mínimo y máximo que usted haya definido para cada variable. Este ignorará las distribuciones estadísticas y desviaciones estándar que usted haya ingresado para definir las variables aleatorias para el análisis probable.

Esto es conveniente, debido a que si usted ya ha desempeñado un análisis Probable en un modelo, luego usted también puede desempeñar un análisis de sensibilidad usando todas las mismas variables, simplemente seleccionando la casilla de selección de análisis de sensibilidad en Project Settings (configuraciones de proyecto).


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ESTADISTICAS DE NAPA FREÁTICA

En Slide es muy fácil representar una ubicación variable de napa freática, ya sea en un análisis de sensibilidad o probable. 1. Las ubicaciones mínima y máxima de la napa freática son especificados gráficamente, dibujando la ubicación de los contornos de límite en el modelo. 2. Una sola variable aleatoria (una elevación normalizada alcanzando entre 0 y 1), es luego usada para generar elevaciones de napa freática entre los contornos mínimo y máximo, de acuerdo a los parámetros estadísticos ingresados en el diálogo Water Table Statistics (estadísticas de napa freática). El producto terminado de este Tutorial (archivo: Tutorial 10 Water Table Statistics.Sli) pude ser encontrado en el folder Ejemplos > tutoriales en su folder de instalación de Slide.

Análisis de Sensibilidad Primero, demostraremos un análisis de sensibilidad simple, usando una Napa Freática. Empezaremos con el archivo Tutorial 01. Selección: Archivo  Open (abierto) Abra el archivo Tutorial 01 Quick Start.Sli el cual usted encontrará en el folder Ejemplos >Tutoriales en su folder de instalación de Slide.

Configuraciones de Proyecto (Project Settings) Para habilitar un análisis de sensibilidad con Slide, usted debe primero seleccionar la casilla de selección Sensitivity Analysis (análisis de sensibilidad) en Project Settings (configuraciones de Proyecto).


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Seleccione: Análisis  Project Settings

En el cuadro de diálogo Project Settings, seleccione la pestaña Statistics (estadísticas), y seleccione la casilla de selección Sensitivity Analysis (análisis de sensibilidad). Seleccione OK.

Contornos de Napa Freática Con el fin de definir los límites superior e inferior de una Napa Freática para el análisis de sensibilidad, debemos definir los contornos de napa freática máximo y mínimo. Seleccione: Estadísticas  Napa Freática  Dibuje Napa Freática Máxima Creamos la Napa Freática máxima, haciendo saltar el cursor a los vértices a lo largo del talud. 1. Primero, haga click en el botón derecho del mouse y asegúrese que la opción Snap sea habilitada. 2. Ahora haga click en el botón izquierdo del mouse, y haga saltar el cursor de la Napa Freática máxima a los vértices de talud en (0,30), (50,30), (80,50), y (130,50). 3. Haga click en el botón derecho y seleccione Done (hecho) desde el menú instantáneo, y el contorno será añadido al modelo. Ahora creemos el contorno de napa freática mínima. Seleccione: Estadísticas  Napa Freática  Draw Min. Water Table (dibuje napa freática mínima 1. Haga saltar el cursor de la Napa Freática Mínima, a los vértices de talud en (0,30) y 50,30). 2. Ahora ingrese el punto (130,30) en la línea de indicación. (o alternativamente, haga click en el botón del mouse y asegúrese que la opción Ortho Snap sea habilitada, merodee el mouse cerca al punto (130,30) en el margen derecho del modelo. Cuando el icono Ortho


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Manual - SLIDE Snap aparezca, haga click en el mouse y usted hará saltar el cursor exactamente al punto (130,30) en el contorno. 3. Haga click en el botón derecho y seleccione Done (hecho) desde el menú instantáneo. 4. Usted verá el diálogo Assign Water Table (asigne napa freática). Seleccione OK para automáticamente asignar la Napa Freática a todos los materiales de talud (solo un material es realmente usado en este modelo). Usted ahora ha definido los contornos máximos y mínimo de napa freática. Cuando ambos contornos hayan sido definidos, usted notará que un TERCER contorno, la Napa Freática MEDIA, es automáticamente calculada, y aparece en el modelo. Su pantalla debería aparecer como sigue.

Figura 10.1 Contornos de Napa Freática máxima, mínima y media

Napa Freática Media Así, ¿cómo ha sido calculado la Napa Freática media? Primero, miremos el diálogo Water Table Statistics (Estadísticas de Napa Freática). Seleccione: Estadísticas  Napa Freática Propiedades Estadísticas NOTA: Un atajo conveniente para tener acceso a este diálogo, es hacer click en el botón derecho del mouse sobre cualquiera de los tres contornos de Napa Freática – Máxima, media o mínima – y seleccione Statistical Properties (Propiedades Estadísticas) desde el menú instantáneo.

Media Normalizada


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Manual - SLIDE Es el diálogo Water Table Statistics (Estadísticas de Napa Freática), usted notará el parámetro Media Normalizada. La definición de la ubicación de napa freática media normalizada, es ilustrada en la siguiente figura. La media normalizada es simplemente la elevación relativa de la Napa Freática Media, a lo largo de cualquier línea vertical entre los contornos de napa freática máxima y mínima.

Figura 10.2 Definición de ubicación de napa freática media normalizada La media normalizada por defecto (0.5) produce un una Napa Freática media la cual esta exactamente a media distancia entre los contornos mínimo y máximo, en todas las ubicaciones. La media normalizada debe tener un valor entre 0 y 1.

Compute Antes que operemos el análisis, es importante notar lo siguiente: 

La Napa Freática MEDIA será usada como la Napa Freática en el análisis determinado.



El análisis de sensibilidad es luego desempeñado en la superficie de desplazamiento mínimo global localizada por el análisis determinatorio.



El análisis de sensibilidad es llevado a cabo variando la ubicación de Napa Freática entre los contornos de Napa Freática mínima y máxima, en 50 incrementos iguales, y calculado el factor de seguridad de la superficie de desplazamiento mínimo global, para cada ubicación de la Napa Freática.

Primero guarde el archivo con un nuevo nombre de archivo wt-sens.sli. Seleccione: Archivo  Save As (guarde como) Use el diálogo Save As para guardar el archivo. Ahora seleccione compute.


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Manual - SLIDE Seleccione: Análisis  Compute Cuando el análisis esté completo, vea los resultados en Interpret. Seleccione: Análisis  Interpret

Interpret Usted debería ver los siguientes resultados.

Figura 10.3 Resultados de análisis usando Napa Freática media Veamos el gráfico de sensibilidad de la ubicación de napa freática. Seleccione: Estadísticas  Sensitivity Plot (Gráfico de Sensibilidad) Seleccione la casilla de selección para “Sensibilidad – Ubicación de Napa Freática”. Seleccione el botón Plot (grafique). Usted debería ver el siguiente gráfico de sensibilidad. NOTA. 

La variable de sensibilidad la cual representa la ubicación de Napa Freática (elevación), es una variable normalizada con una gama de 0,1.



CERO representa contorno de Napa Freática Mínimo.



UNO representa contorno de Napa Freática Máximo



Valores intermedios representan la elevación relativa de la Napa Freática, a lo largo de cualquier línea vertical, entre los contornos mínimo y máximo.


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Figura 10.4 Gráfico de Sensibilidad de elevación de Napa Freática Normalizada. Como usted esperaría, el factor de seguridad más alto ocurre cuando la ubicación de Napa Freática = 0 (Napa Freática Mínima), y la seguridad más baja ocurre cuando la ubicación de Napa Freática = 1 (Napa Freática Máxima). Si usted quiere determinar la elevación de Napa Freática la cual corresponda a un factor de seguridad = 1, usted puede hacer esto como sigue: 1. Haga click en el botón derecho sobre el gráfico y seleccione la opción Sample Exact Value (valor exacto de muestra). 2. En el diálogo, ingrese un factor de seguridad = 1, y seleccione Ok. 3. Una línea punteada horizontal aparecerá en el gráfico. Esta es la línea de mostrador, y le permite a usted determinar las coordenadas de cualquier punto en la curva de sensibilidad. 4. Como sea desplegado por el mostrador, una ubicación de Napa Freática Normalizada = 0.58 corresponde a un Factor de Seguridad (Bishop) = 1. 5. Esta ubicación de Napa Freática (0.58) justo está ligeramente encima de la ubicación de Napa Freática media (0.5). Esto tiene sentido, debido a que el factor de seguridad determinado de la superficie de desplazamiento mínima global, solo esta ligeramente encima de 1 (igual a 1.064). Por lo tanto solo una Napa Freática ligeramente más alta es necesaria para alcanzar equilibrio critico. Esto concluye esta simple demostración de un análisis de sensibilidad usando una Napa Freática. Luego demostraremos un análisis probable usando la napa freática.


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Análisis Probabilístico La elevación normalizada de napa freática, discutida en la primera parte de este Tutorial (análisis de sensibilidad), también puede ser tratada como una verdadera variable aleatoria. Esto es, además de la ubicación media, también puede ser asignada una distribución estadística y una desviación estándar. Muestras aleatorias son luego generadas, de manera que la variación de la elevación de napa freática entre los contornos mínimo y máximo de napa freática, sea modelada como una variable verdadera. Para esta demostración, leeremos un archivo diferente, el archivo Tutorial 02. Seleccione: Archivo  Open (Abrir) Abra el archivo Tutorial 02 Materiales y Carga.Sli, el cual usted encontrará en el folder ejemplos > Tutoriales en su folder de instalación Slide. Nótese que el archivo que hemos leído, ya incluye una Napa Freática determinada. Incorporaremos la Napa Freática existente dentro del análisis probable.

Configuraciones de Proyecto (Project Settings) Para habilitar un análisis probable con Slide, usted debe primero seleccionar la casilla de selección Análisis Probable en Project Settings. Seleccione: Análisis  Project Settings (configuraciones de Proyecto)

En el diálogo Project Settings, seleccione la pestaña Statistics, y seleccione la casilla de selección Análisis Probable. También seleccione la casilla de selección Análisis de Sensibilidad. Seleccione OK.


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Contornos de Napa Freática Nótese que el archivo que hemos leído, ya incluye una Napa Freática Determinada. Podemos incorporar la Napa Freática existente dentro del análisis probable. Seleccione: Estadísticas  Napa Freática  Propiedades Estadísticas CONSEJO: Usted también puede hacer click en el botón derecho sobre la Napa Freática y seleccione Statistical Properties (Propiedades Estadísticas) desde el menú instantáneo. En el diálogo Water Table Statistics (Estadísticas de Napa Freática), la opción Use Napa Freática, la opción Use Napa freática Determinada como le permite a usted especificar que la Napa Freática Determinada va ser usada como el contorno de Napa Freática medio, mínimo o máximo, en el análisis probable.

Por defecto, Use Napa Freática Determinada = Media. Como es indicado en el consejo de texto en el diálogo, usted debe ahora: 

Dibujar el máximo contorno de Napa Freática.



El mínimo contorno de napa freática luego será automáticamente calculado desde los contornos máximo y medio.

Retornaremos a este diálogo en un momento. Por ahora, solo seleccione Ok y definiremos el máximo contorno de Napa Freática. Seleccione: Estadísticas  Napa Freática  Draw Max Water Table (dibuje máxima Napa Freática). Crearemos la máxima napa freática, haciendo saltar el cursor a los vértices a lo largo de la talud. 1. Primero, haga click en el botón derecho del mouse y asegúrese que la opción Snap sea habilitada. 2. Ahora haga click en el botón izquierdo del mouse, y haga saltar el cursor de la máxima napa freática a los vértices de talud en (5,28), (43,28), (67,40) y (100,40). 3. Haga click en el botón derecho y seleccione Done (hecho) desde el menú instantáneo.


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Manual - SLIDE 4. Usted verá el diálogo Assign Water Table (asigne napa freática). Seleccione OK para asignar automáticamente la Napa Freática a todos los materiales. Ahora observe lo siguiente: 

La máxima Napa Freática la cual justo hemos dibujado, es definida a lo largo de la superficie de talud.



La Napa Freática original (determinada) es ahora etiquetada como la Napa Freática Media.



El contorno de máxima Napa Freática ha sido automáticamente calculado.

Napa Freática Mínima Automática Como usted puede ver, una vez que hayamos definido los primeros dos contornos (en este caso, la Napa Freática Media y la Napa Freática Máxima), el TERCER contorno de Napa Freática es automáticamente calculado (en este caso, el contorno de mínima Napa Freática), Su pantalla debería aparecer como sigue.

Figura 10.5 Contornos de Napa Freática máximo, mínimo y medio. El contorno de mínima Napa Freática ha sido calculado, asumiendo que la Napa Freática MEDIA esté a una elevación relativa igual a la Media Normalizada en el diálogo Water Table Statistics (Estadísticas de Napa Freática). Debido a que la Media Normalizada = 0.5 (el valor por defecto), la Mínima Napa Freática ha sido generada tal que la Napa Freática media este exactamente a media distancia entre los contornos de Mínima y Máxima Napa Freática en todos los puntos.

Estadísticas de Napa Freática La distancia estadística de la ubicación de Napa Freática es especificado definiendo una variable aleatoria Normalizada con una gama de 0 a 1. CERO representa la ubicación del contorno de la Mínima Napa Freática, UNO representa la ubicación del contorno de la Máxima Napa Freática. La distribución de la variable aleatoria entre 0 y 1, especifica la distribución de la


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Manual - SLIDE elevación de Napa Freática, entre los contornos de Mínima y Máxima Napa Freática. Retomemos al diálogo Water Table Statistics (Estadística de Napa Freática), para ingresar una desviación estándar para la variable aleatoria de Napa Freática. Como un atajo, usted puede hacer click en el botón derecho del mouse sobre cualquier contorno de Napa Freática (mínima, máxima o media, y seleccionar Statistical Properties (Propiedades Estadísticas) desde el menú instantáneo.

Usaremos la Distribución Estadística por defecto = Normal. Ingrese una Desviación Estándar Normalizada = 0.15. Seleccione Ok

Desviación Estándar Normalizada Debido a que la ubicación de Napa Freática es especificada usando una variable aleatoria normalizada con una gama de 0 a 1, la desviación estándar también debe ser especificada como un valor Normalizado, aunque el concepto de desviación Estándar Normalizado puede ser un poco más difícil de comprender que el concepto de una Media Normalizada, es muy simple, justos recordar: 

La distribución estadística que usted este definiendo para la ubicación de napa freática, es realmente para una variable aleatoria con una gama de 0 a 1.



Por lo tanto, la Desviación Estándar Normalizada es definida de acuerdo a ello. Por ejemplo: para una distribución normal, los valores mínimo y máximo deberán estar localizados a aproximadamente 3 desviaciones estándar lejos de la media, con el fin de definir una completa (no truncada) distribución normal. Para una variable aleatoria con un mínimo = 0 y máximo = 1, una desviación estándar de aproximadamente (0.5/3) = 0.17, generará muestras normalmente distribuidas de la ubicación de Napa Freática, entre los contornos de mínima y máxima Napa freática.

En efecto, estaremos generando una distribución de elevaciones de napa freática, entre los contornos de mínima y máxima napa freática.


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Figura 10.6 Distribución normal de elevación de napa freática.

Compute Primero guardamos el archivo con un nuevo nombre de archivo: wt_prob.sli Seleccione: Archivo → Save As (guarde como). Use el diálogo Save As para guardar el archivo. Ahora seleccione Compute. Seleccione: Análisis → Compute Cuando el análisis este completo, ves los resultados en Interpret. Seleccione: Análisis → Interpret

Interpret Usted deberá ver la siguiente figura:

Figura 10.7 Resultados después del análisis probabilístico.


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Manual - SLIDE Veamos un histograma de la variable aleatoria de ubicación de Napa freática. Seleccione: Estadística → Histograma. En el diálogo Histogram Plot (gráfico de histograma), seleccione “water Table location” (ubicación de Napa freática) como los datos a graficar. Seleccione el botón Plot (graficar).

Figura 10.8 Histograma de elevación de Napa Freática Normalizada. Como usted puede ver, la variable aleatoria de Napa Freática tiene una posible gama de 0 a 1. Distribución normal de muestras ha sido generada, alrededor del valor medio de 0.5. Para cada interacción del análisis probable, el valor de la variable aleatoria de Napa Freática determina la elevación de la napa Freática entre los contornos de mínima y máxima Napa Freática. En esta forma, la elevación de la napa Freática es controlada por una sola variable aleatoria, la cual hace muy simple modelar una napa Freática probable en Slide. Veamos un gráfico de dispersión. Seleccione: Estadísticas → Scatter Plot (gráfico de dispersión). En el dialogo Scatter Plot, seleccione ubicación de Napa freática versus Factor de seguridad – Bishop. Seleccionar Plot (graficar).

Figura 10.9 Elevación de Napa Freática versus Factor de seguridad.


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Para este modelo, hay una correlación lineal, directa entre la elevación de Napa Freática, y el Factor de Seguridad de la superficie de desplazamiento mínima global. Debido a que no hay otras variables aleatorias implicadas en éste análisis, no hay dispersión de datos en la Figura 10-9. Si incluimos otras variables aleatorias en el análisis, luego usted vería dispersión de los puntos de datos en éste gráfico. NOTA: si usted genera un gráfico de sensibilidad de la elevación de Napa Freática, este sería esencialmente el mismo gráfico como el gráfico de dispersión mostrado en la Figura 10-9. De nuevo, esto es debido a que nuestro análisis Probablemente solo implicaba UNA variable aleatoria (la elevación de Napa Freática).

Ejercicios Adicionales Aquí hay algunas características adicionales a considerar, relacionadas al análisis probable de Napa Freática.

Distribución Exponencial Para este análisis, usamos una distribución Normal de la variable aleatoria de elevación de Napa Freática. Debería ser notado que una distribución exponencial también puede ser útil para modelamiento de la elevación de una Napa Freática. Una distribución exponencial podría ser usada para simular la ocurrencia poco frecuente de altas Napas Freáticas, e introduce una dimensión de tiempo al análisis probable.

Figura 10.10 Distribución exponencial de elevación de Napa freática. Ejecute de nuevo el análisis, usando una distribución exponencial para la variable aleatoria de


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Manual - SLIDE Napa Freática, y una Media Normalizada = 0.3. Note que una desviación estándar no es ingresada para una distribución exponencial debido a que por definición, la desviación estándar es igual a la media para una distribución exponencial. Debido a la media normalizada = 0.3, usted notará que la mínima Napa Freática la cual sea automáticamente generada, está ahora más cerca de la Napa Freática media, comparada al análisis previo con Media Normalizada = 0.5.

Figura 10.11 Histograma de muestras generadas por distribución exponencial. La distribución exponencial simplemente implica que la mayoría de las Napas Freáticas las cuales son generadas durante el análisis probable, son generadas a las elevaciones más altas.

Análisis de Agua Embalsada / Descenso del Nivel Una altura variable de agua embalsada sobre un talud, también puede ser modelada en un análisis de sensibilidad o Probablemente de Napa Freática con Slide. Si el contorno de máxima Napa Freática esta ubicado SOBRE el talud en cualquier ubicación, luego el agua embalsada será automáticamente creada, como sea necesario, entre la Napa Freática y el talud, exactamente de la misma manera, como para una Napa freática regular (determinada).

Figura 10.12 Elevación variable de agua NOTA: Para asegurar que la superficie de agua embalsada (variable) permanezca horizontal, para todos las Napas Freáticas las cuales sean generadas, el contorno de mínima Napa Freática debería incluir un segmento horizontal el cual tenga las mismas extensiones laterales


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Manual - SLIDE como la superficie de agua embalsada de la máxima Napa Freática. Usando un análisis de sensibilidad, un escenario de descenso del nivel podría ser rápidamente analizado en ésta manera. También note: cuando usted defina contronos probables de Napa freática encima de un talud, agua Embalsada NO es desplegada gráficamente en el modelo. Agua embalsada será automáticamente creada y tomada en cuenta durante el análisis, siempre y cuando sea necesario, pero esto no será visible en el modelo.

Estadísticas de Fisura por Tensión Finalmente, notaremos que el análisis estadístico de un contorno variable de fisura por tensión, es llevado a cabo exactamente en la misma forma como para una Napa freática, como se describió en este Tutorial. Además el nivel de agua en la Fisura por tensión también puede ser especificado como una variable aleatoria. Esto es dejado como un ejercicio opcional para que el usuario experimente con el.

Figura 10.13 Elevación variable de fisura por tensión. Vea el sistema de ayuda (Help) en Slide para más información acerca de este tema.


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CONFIABILIDAD GENERAL DE TALUD

Este Tutorial demostrará el método de análisis probable de talud general en Slide. El producto terminado de este Tutorial (archivo: Tutorial11 Overall Slope Reliability.sli) puede ser encontrado en el folder Ejempleo > Tutoriales en su folder de instalación de Slide.

Introducción En Slide, hay dos tipos de análisis probable los cuales pueden ser llevados a cabo. 1. Tipo análisis probable = Mínimo Global. 2. Tipo análisis probable = Talud General Con el método mínimo Global, el análisis probable es llevado a cabo SOLO sobre la superficie de desplazamiento mínimo Global determinada. Es asumido que la probabilidad de Falla (o la confiabilidad) de la superficie de desplazamiento mínima Global determinada, es representativa de la probabilidad de Falla para el talud. Este método es uno comúnmente usado para estabilidad de talud probable, y fue demostrado en Tutorial 08.

Método de Talud General El tipo de análisis probable de talud General en Slide representa un método diferente al análisis probable de estabilidad de talud. 1. Con el método de talud General en Slide, la BUSQUEDA de una superficie de desplazamiento Mínima Global, es repetida N veces (donde N= número de muestras). Para cada interacción de búsqueda, una nueva serie de muestras de variable aleatoria es primero cargada, y la búsqueda es llevada a cabo.


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Manual - SLIDE 2. Una superficie de desplazamiento Mínima Global, PARA CADA interacción de búsqueda, es determinada luego. Esto generalmente resultaría en la ubicación de VARIAS diferentes superficies de desplazamiento mínima globales (por ejemplo, 10 a 50 superficies pueden ser usualmente localizadas), correspondiendo a diferentes valores de las variables aleatorias de datos de entrada mostrados. Hay dos resultados importantes los cuales son derivados desde el análisis probable de talud General:  La confiabilidad de Talud General.  La superficie Probable Crítica.

Confiabilidad de Talud General

La confiabilidad de talud General esta basada en la distribución de factores de seguridad obtenidos desde TODAS las superficies de desplazamiento Mínima Globales localizadas por el análisis. Debido a que múltiples superficies de desplazamiento Mínima Global (en general) serán localizadas, la confiabilidad de Talud General no está asociada con una superficie de desplazamiento específica, pero en cambio, puede ser considerada verdaderamente representativa de toda el talud. De allí el nombre método de análisis “ Talud General”. Desde el análisis de talud general, podemos calcular tanto: 

Probabilidad de Falla



Indice de confiabilidad.

La definición de la probabilidad de Falla, para el método de talud General, es la misma como para el método mínimo Global. Esto es, la probabilidad de Falla es el número de análisis lo cual resulta en un factor de seguridad menor de 1, dividido entre el Número Total de Muestras. De manera similar, el Indice de confiabilidad es calculado usando las mismas ecuaciones discutidas en Tutorial 08 (Tutorial de análisis Probable). Recuerde que la probabilidad de Falla e Indice de confiabilidad calculadas para el talud General, no están asociadas con una superficie de desplazamiento específica, pero no incluyen los factores de seguridad de TODAS las superficies de desplazamiento Mínima Global desde el análisis probable de talud General.

Superficie Probable Crítica

Otro resultado el cual sigue desde un análisis probable de talud general, es la superficie de desplazamiento probable critica. La superficie probable critica es la superficie de desplazamiento individual la cual tiene el mínimo Indice de confiabilidad ( y también la máxima probabilidad de Falla). Es importante notar que la superficie probable critica NO ES NECESARIAMENTE QUE LA MISMA SUPERFICIE DE DESPLAZAMIENTO DETERMINADA CRITICA. En general, la superficie probable critica y la superficie determinada crítica (esto es, la superficie de desplazamiento Mínima Global Determinada), pueden ser diferentes superficies.


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Manual - SLIDE Superficie Determinada Critica

Durante el análisis probable de talud General, el programa también sigue la pista de la probabilidad de Falla e Indice de confiabilidad para la siguiente superficie de determinada crítica (esto es, la superficie de desplazamiento Mínima Global determinada – la superficie de desplazamiento con el, mínimo factor de seguridad, cuando todos los parámetros de estudios sean iguales a sus valores medios). La probabilidad de falla e índice de confiabilidad los cuales sean calculados para esta superficie, son los mismos como si fuesen calculados operando el método de análisis probable Mínimo Global.

Sumario de Resultados Un análisis probable de talud general con Slide, por lo tanto proporciona TRES distintas series de resultados. Podemos verificar estos resultados con el Indice de confiabilidad MAS BAJO a Indice de confiabilidad MAS ALTO (o el equivalente, probabilidad de falla MAS BAJA), como sigue: 1. Los Resultados de talud General. - en general, los resultados de talud general darán el índice de confiabilidad MAS BAJO (y la probabilidad de Falla MAS ALTA), debido a que “falla” puede ocurrir a lo largo de cualquier superficie en el talud. El análisis no está restringido a una sola superficie en la talud. El análisis no esta restringido a una sola superficie de desplazamiento. 2. La Superficie Probable Critica. - la superficie determinada critica tendrá (generalmente), un índice de confiabilidad más ALTO que los resultados de talud general (y baja probabilidad de falla). 3. La Superficie Determinística Crítica.- La superie determinatística crítica tendrá (por definición), un índice de confiabilidad más alto que la superficie probabilística crítica, SI LAS DOS SUPERFICIES SON DIFERENTES. Si las dos superficies son iguales, luego los resultados por supuesto serán iguales. La potencial ventaja del método de Talud General, comparado al método Mínimo Global es que el Método de Talud General No asume que la Probabilidad de falla para el talud, es igual a la probabilidad de falla de superficie de desplazamiento Mínima Global La interpretación y aplicación de estos resultados para los propósitos de diseño de talud, es la responsabilidad del ingeniero geotécnico. No es posible hacer un planteamiento general considerando cual probabilidad de falla o índice de confiabilidad debería ser usado, ya que este puede variar considerablemente, dependiendo del modelo, y las metas del análisis.

Tiempo para Ejecutar Análisis El método de talud general implica un tiempo de cálculo sustancialmente mayor que el método mínimo global, debido a que la entera búsqueda de superficie de desplazamiento es repetida


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Manual - SLIDE para cada serie de muestras aleatorias. Dependiendo del número de muestras, y la complejidad de su modelo, el análisis probable de talud general en Slide, puede tomar VARIAS HORAS para completarse. En general, usted puede desear ejecutar un análisis probable de talud general, al final de un día, como una operación nocturna. Recuerde que el sotfware de computo de Slide puede operar múltiples archivos en sucesión, así que usted puede configurar varios archivos para un análisis probable de talud general, y ejecutar el análisis de noche.

Modelo Para este Tutorial, leeremos un archivo: Seleccione: archivo → open (abrir) Abra el archivo Tutorial 11 Overall Slope Reliability.sli, el cual usted encontrará en el folder de instalación de Slide. El modelo ya esta completado, así que notaremos las siguientes características significantes del modelo, y luego veremos los resultados de análisis.

Configuraciones de Proyecto (project settings) Vaya al diálogo Project Settings, y seleccione la pestaña Statistics (Estadística).

Nótese que el tipo de análisis probable = Talud General. Seleccione Cancel o escape.

Estadisticas de Material (Material Statistics) Vaya al dialogo material statistics ( en el menú Statistics). Nótese que hemos definido la cohesión y ángulo de fricción para 3 diferentes materiales, como variables aleatorias (para un total de 6 variables aleatorias). Todas las variables tienen distribuciones normales.


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También seleccione el botón correlation (correlación) en el dialogo Material Statistics (estadísticas del material). Hemos definido un coeficiente de correlación de –0.5 para cada material, para asegurar que la cohesión y ángulo de fricción de cada material, estén correlacionados durante el muestreo estadístico. Seleccione Cancel en ambos diálogos.

Opciones de Superficie (Surface Options) Seleccione Surface Options (opciones de superficie) desde el menú Surfaces (superficies). Nótese que estaremos desempeñando una búsqueda de superficie circular, usando el método Slope search (búsqueda de talud). El número de superficie = 500. Seleccione Cancel en el dialogo.

Compute Como mencionaremos antes, el análisis probable de talud general, puede tomar un tiempo claramente largo para completarse – en cualquier sitio desde unos cuantos minutos, a varias horas, dependiendo de la complejidad de su modelo, el número de superficies de desplazamiento, y el número de muestras. Este modelo particular toma varios minutos para ejecutar, así que los resultados de análisis ya han sido suministrados con el archivo de entrada de datos. Así que usted puede saltar el Compute, y proseguir directamente a Interpret. (O si Usted desea, puede computar el archivo para ver el progreso de análisis).

Interpret Seleccione la opción Interpret en el programa modelo de Slide, y Usted deberá ver los siguientes resultados.


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Figura 11.1 Resultados de análisis probable de talud general. Después de un análisis probable de talud general, usted inicialmente vera los siguientes resultados probables desplegados en el modelo: 

Los resultados probables de talud general



Resultados probables para la superficie determinada critica.

Resultados de Talud General Un sumario de los resultados probables de talud general es desplegado en la leyenda, esto incluye: 

Factor de seguridad media.



Probabilidad de falla.



Indice de confiabilidad (tanto normal y logarítmico normal).

Estos resultados corresponden a las superficies de desplazamiento las cuales usted vera desplegadas en el modelo. Estas superficies de desplazamiento son todas de las diferentes superficies de desplazamiento mínimo global, localizadas por el análisis probable de talud general. En este caso, podemos ser que 6 diferentes superficies mínimas globales han sido localizadas. Además de ello, es interesante que las superficies de desplazamiento sean agrupadas en dos bandas distintas: 

Dos de las superficies mínimas globales están asentadas profundamente, y salen de la talud a través de la capa ligeramente verde.



Dos de las superficies salen cerca de la base de la talud, y sólo atraviesan los dos materiales superiores.


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Manual - SLIDE El despliegue de estas superficies puede ser prendido o apagado con la opción ON y OFF con el Show GM Surfaces (muestre superficies mínimas globales) en el menú statistics (estadística).

Seleccione: estadísticas → Show GM Surfaces (muestre superficies mínimas globales). Nótese que e sumario de resultados de talud general en la leyenda, también se enciende y apaga con la opción Show GM Surfaces (muestre superficies mínimas globales). Encienda la opción Show GM Surfaces.

Superficie Determinada Critica Un sumario de los resultados de análisis probables también es desplegado para la superficie de desplazamiento determinado critica (esto es, la superficie de desplazamiento mínimo global determinada). La superficie determinada critica, es la superficie de desplazamiento con el factor de seguridad mas bajo, cuando todos los parámetros de entrada sean iguales a sus valores medios. Esto es la misma superficie que usted vería desplegada si usted solo estuviese ejecutando un análisis determinado. Los resultados probables para esta superficie, después de un análisis de talud general, son los MISMOS valores que usted obtendría, si usted solo estuviese ejecutando el análisis probable sobre esta superficie, esto es, tipo de análisis probable = mínimo global en el dialogo Project Settings (configuración de proyecto) en el programa model de Slide. El despliegue de esta superficie puede ser activado o desactivado con la opción mínima global en la barra de herramientas o el menú de datos. Deje la pantalla activada por ahora.

Superficie Probablemente Critica La superficie probablemente critica también puede ser desplegadas, después de un análisis probable de talud general, seleccionado la opción Muestre Superficie Probablemente Critica desde la barra de herramientas o el menú Statistics (estadística). Seleccione: Estadísticas → superficie probablemente critica → Muestre superficie probablemente critica. La superficie probablemente critica es a superficie de desplazamiento individual con el Indice de confiabilidad MAS BAJO, de todas las superficies analizadas. Es importante notar que la superficie Probablemente crítica, y la superficie determinada crítica, y la superficie determinada crítica, NO SON NECESARIAMENTE LA MISMA SUPERFICIE. Para este análisis, las dos superficies son bastantes diferentes.


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Figura 11.2 Superficies probablemente y determinada critica. Nótese que el índice de confiabilidad (logarítmico normal) de la superficie probablemente critica, es ligeramente menos que el índice de confiabilidad (logarítmico normal) de la superficie determinada critica. Para la superficie probablemente critica, es posible que DOS diferentes superficies sean localizadas, dependiendo de la suposición de una distribución normal o una distribución logarítmica normal del factor de seguridad. Los resultados para cualquier suposición pueden ser desplegados, seleccionando la opción deseada desde el atajo de menú descendente, además del botón de la barra de herramientas Show Critical Probabilistic Surface (Muestre Superficie probablemente critica). Seleccione cualquier opción. En este caso, la superficie de desplazamiento es la MISMA para cualquier suposición.

Sumario de Resultados Probables La siguiente tabla suma todos los resultados los cuales son presentados después de un análisis probablemente de talud general, para este modelo.

Tabla 11.1 Sumario de resultados probables


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Manual - SLIDE Este tipo de sumario es muy útil para organizar los resultados de análisis principal, después de un análisis de talud general. Nótese que la clasificación de los datos por Indice de confiabilidad es como discutimos antes en este Tutorial. Los resultados de Overall Slope (talud general) dan el Indice de confiabilidad MAS BAJO, seguido por los resultados probablemente críticos y determinados críticos. De manera similar, los resultados de talud general muestran la MAS ALTA probabilidad de falla.

Visualizador de Información (info viewer) Sumarios más detallados de resultados de análisis son desplegados en el Info Viewer (visualizador de información). Desplácese hasta el fondo del Info Viewer. Allí usted encontrará un sumario mas detallado de los resultados de análisis probablemente general, y los resultados de superficie probablemente critica.

Figura 11.3 Sumario de Info Viewer (visualizador de información) de resultados de análisis probables.

Número de Análisis por Superficie Las superficies de desplazamiento desplegadas por la opción Show GM Surfaces (muestre superficies mínimas globales), representan todas las diferentes superficies de desplazamiento mínimas globales las cuales fueron localizadas por el análisis probablemente de talude general. En general, cada una de estas superficies de desplazamiento corresponderán a múltiples ejecuciones del análisis probable, las cuales corresponden a cada superficie de


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Manual - SLIDE desplazamiento mínima global, pueden ser vistas interactivamente con un tip de datos, simplemente merodeando el mouse sobre cualquier superficie. Primero haga lo siguiente: 1. Desactive la pantalla de las superficies determinada critica y probablemente critica, si ellas aun son desplegadas. 2. Haga un acercamiento a las superficies de desplazamiento (use ventanas de Zoom por ejemplo). 3. Asegúrese que la opción Data Tips (consejos de datos) sea habilitada en la barra de estado (haga click en el recuadro Data Tips hasta que ya sea Data Tips MIN. O data Tips Max. Sea desplegado. Data Tips (Tips de Datos) también pueden ser cambiados en el menú view). Ahora mueva el mouse sobre la superficie de desplazamiento mas baja en el modelo. Los Tips de datos deberían indicar que 23% de los análisis (230/1000) localizarán aquella superficie como la superficie mínima global. También, la gama de factores de seguridad calculados para la superficie de desplazamiento es desplegada. Mueva el mouse sobre cada superficie, para ver cuantos análisis corresponden a cada superficie. En este caso, la superficie determinada crítica, corresponde al número más grande de análisis (409/1000). Esta información es muy importante, con respecto a los resultados probablemente de talud general.

Figura 11.4 Despliegue de Tips de Datos – número de análisis por superficie. Cuando una superficie de desplazamiento desplegada por la opción Show GM Surfaces (muestre superficies mínima globales) tenga un número relativamente grande de análisis correspondiente, luego a esta superficie debería ser dada la consideración apropiada en el diseño de talud. Recíprocamente, algunas de las superficies de desplazamiento despegadas por la opción Show GM Surfaces, solo pueden corresponder a uno o dos análisis. Esto indicaría una muy pequeña probabilidad de aquella superficie ocurriendo como un potencial superficie de falla, y por lo tanto puede no necesitar ser considerada en el diseño de talud.


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Datos de Factor de Seguridad Es importante saber que los datos de factor de seguridad, después de un análisis probablemente de talud general, son los datos obtenidos desde todas las diferente superficies desplegadas por la opción Show GM Surfaces (muestre superficies mínima globales). Por ejemplo, si usted gráfica un histograma de factor de seguridad. La distribución de factores de seguridad, y el factor de seguridad medio, se aplican a los resultados de talud general.

Figura 11.5 Distribución de factor de seguridad – resultados generales Usted no puede graficar la distribución de factor de seguridad, para superficies de desplazamiento individuales, después de un análisis probablemente de talud general. Si usted desea ver la distribución de factor de seguridad para la superficie de desplazamiento mínima global determinada, luego usted puede simplemente ejecutar el análisis, con el tipo de análisis probablemente = mínimo global en Project Settings (configuraciones de proyecto).

Escoja Superficies Mínima Globales La opción Pick GM Surfaces (Escoja superficies mínima globales) le permite a usted ver los resultados de análisis probablemente asociados con cualquier superficie individual o cualquier combinación de superficie completadas por la opción Show GM Surfaces (muestre superficies mínimas globales). Por ejemplo, digamos que se quiso averiguar que propiedades de material aleatoriamente generadas correspondían a las dos superficies mínimas globales asentadas profundamente. Usted podría hacer esto como sigue. 1. Seleccione la opción Pick GM Surfaces (escoja superficies mínimas globales) desde la barra de herramientas o el menú Statistics (estadística). La opción Show GM Surfaces (muestre superficies mínimas globales).


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2. Use el mouse para seleccionar estas dos superficies. CONSEJO – usted puede necesitar hacer un acercamiento (zoom in) primero. Superficies son seleccionadas haciendo click en ellas con el botón izquierdo del mouse. Cuando una superficie sea seleccionada, esta será resaltada por una línea de rayitas. 3. NOTA: si Ud. Accidentalmente selecciona superficies que usted no quería seleccionar, simplemente haga click sobre la(s) superficie(s) de nuevo con el botón izquierdo del mouse, y la(s) superficie(s) ya no será seleccionada (resaltadas). 4. Cuando las superficies deseadas son seleccionadas. HAGA CLICK EN EL BOTON DERECHO del mouse. Usted verá un menú instantáneo, con dos opciones de ploteo disponibles – gráfico de histograma o gráfico de dispersión. 5. Seleccione gráfico de histograma y usted verá el dialogo histogram plot. 6. En el diálogo, seleccione Data to plot = “Sedimento marino Superior: Phi (grados)”. 7. Ahora (esta es la parte importante) – en el diálogo seleccione la casilla de selección Highlight Data (Resalte Datos). Haga click en la lista de datos descendente a resaltar. En la parte inferior de la lista, usted vera una opción llamada Selected Surfaces (Superficies seleccionadas). Seleccione esta opción.

8. Ahora seleccione el botón Plot en el diálogo, y el gráfico deseado será generado. Los datos resaltados e el gráfico, son los datos correspondientes a las dos superficies mínima globales que usted ha seleccionado. El gráfico debería aparecer como en la siguiente figura.


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Figura 11.6 Datos resaltados para superficies seleccionadas. Hemos graficado el ángulo de fricción del material verde ligero (sedimento marino superior). Este es el material a través del cual una significante porción de estas 2 superficies de desplazamiento pasan. Los datos resaltados en el gráfico indican que ángulos de Fricción predominantemente BAJOS del material de sedimento marino superior, están asociados con estas dos superficies de desplazamiento. Esto es consistente con los resultados de análisis. También nótese en la parte superior del gráfico, que esto indica: Datos resaltados – Superficies seleccionadas (446/1000) = 44.6% Si usted retorna a la vista de modelo, y merodea el mouse sobre cada una de estas dos superficies, usted encontrará que el número de análisis correspondiente a cada superficie es 230 y 216. La suma de estos números = 446, el número total de muestras de datos resaltados indicadas en el histograma, para las dos superficies seleccionadas. Si desea, usted puede hacer click en e l botón derecho sobre el gráfico y selecciona la opción Highlighted Data Only (Sólo datos resaltados) para ver SOLO los datos para las superficies seleccionadas. Todas las otras opciones de ploteo también pueden ser usadas (por ejemplo, exportan los datos a Excel, o a la tablilla, para mayor procesamiento en otras aplicaciones. En conclusión, la opción Pick GM Surfaces es útil para determinar cuales subconjuntos de datos de entrada probablemente, o factor de seguridad, corresponden a cualquier superficie individual, o cualquier grupo de superficies, desplegadas por la opción Show GM Surfaces muestre superficies mínima globales). Aquello concluye esta demostración del método de análisis probable de talud general en Slide.


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Ejercicio Adicional En este ejemplo, el número de superficies de desplazamiento usadas en Slope Search fue un número relativamente bajo (500). Esto fue hecho de manera que el análisis podría ser calculado relativamente rápidamente. Sin embargo, este número debería ser realmente incrementado, para llevar a cabo el análisis de manera mas cabal. Usando el mismo modelo, ingrese 1000 superficies en el diálogo Surface Options (opciones de superficie), y ejecute el análisis. Dependiendo de la velocidad de su computadora, esto puede tomar un poco de tiempo, media hora a una hora aproximadamente. Ahora observe los resultados de análisis de talud general, ahora ha localizado varias superficies mínima globales adicionales (desplegadas por la opción Show GM Surfaces). Compare la probabilidad General de Falla e Indice de Confiabilidad, con los números presentados en este Tutorial. Si usted tiene el tiempo, trate de ejecutar nuevamente el análisis aun con más superficies (por ejemplo 5000), como un análisis nocturno. La opción de análisis probablemente Overall Slope (talud general) en Slide presenta al usuario con una amplia gama de poderosas opciones de interpretación de datos y análisis, no previamente disponibles en software de estabilidad de talud. El usuario es alentado a experimentar y explorar con estas opciones.


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PRESION INTERSTICIAL EN EXCESO (METODO DE BARRA B)

Este Tutorial demostrará la característica de Presión Intersticial en exceso (carga no-derivada) de Slide, la cual le permite a usted representar cambios (transitorios) a corto plazo en presión Intersticial debido a condiciones de carga rápidamente aplicadas. El método usado en Slide es el denominado método “ Barra B”, en el cual el cambio en presión intersticial (presión intersticial en exceso) es asumido a ser directamente proporcional a un cambio en tensión vertical. La presión intersticial en exceso es simplemente dada por: (ecuación 1) Donde B (barra B) es el coeficiente de presión intersticial general para un material. El cambio en tensión vertical puede ser debido al peso de capas de material añadidas, cargas externas verticales, cargas sísmicas verticales, o una combinación de estos factores. Por ejemplo, si un terraplén es construido sobre una cimentación de arcilla esto puede crear una condición temporal de “presión intersticial en exceso” dentro de la arcilla. Debido a baja permeabilidad, la presión intersticial en exceso dentro de la arcilla no puede fácilmente disiparse. Una situación de estado no estable luego existe, en la cual la elevada presión intersticial puede conducir a factores de seguridad más bajos, y posible falla. El cálculo de la presión intersticial con el método de barra B de Slide, puede ser pensado como un análisis de 2 etapas: 1. Etapa 1. - una distribución de presión intersticial inicial es determinada, usando cualquiera de los métodos disponibles en Slide (por ejemplo, superficies de agua, Coeficiente Ru, cuadricula de presión, análisis de elemento finito). 2. Etapa 2. - la presión intersticial en exceso es luego determinada desde el cambio en tensión vertical, y el coeficiente de barra B para un material de acuerdo a la ecuación 1.


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Manual - SLIDE La presión intersticial final la cual es usada en los cálculos de estabilidad, es la suma de la presión Intersticial Inicial + presión Intersticial en exceso. NOTA: el factor de seguridad solo es calculado en la etapa “final”, después que la presión intersticial final (inicial + exceso) haya sido determinada para todos los materiales. El siguiente modelo de terraplén demostrará la presión intersticial en exceso (método de barra B) en Slide. El Tutorial consiste de 4 etapas: Paso 1: Primero, la estabilidad del terraplén será determinada para condiciones (de estado estable) de largo plazo, sin representar carga no drenada. Paso 2: Luego, asumiremos condiciones de carga no drenadas. El material del terraplén será especificado como “causando presión intersticial en exceso”, y a las capas de cimentación de arcilla serán asignadas coeficientes de presión intersticial de barra B. Paso 3: Luego, añadiremos la carga adicional sobre el terraplén. La carga también será especificada como “causando presión intersticial en exceso”. Paso 4: Finalmente, demostraremos que al material del terraplén también puede ser asignado una distribución de presión intersticial inicial, aun cuando se asuma que vaya a ser añadida en la “etapa 2”.

Paso 1- Presión Intersticial Sin Exceso Lea el archivo Tutorial 2 embankment1.sli desde el folder ejemplos > tutoriales de su folder de instalación Slide. Ejecute compute (cálculo) vea los resultados en Interpret. Usted verá que la superficie de desplazamiento de mínimo factor de seguridad (FS = 2.50) solo pasa a través del material de terraplén, y no se extiende dentro de las capas de arcilla de soporte.

Figura 12.1 Condiciones de presión intersticial de estado estable, superficie crítica.


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Paso 2- Presión Interticial en Exceso Debido a Peso de Terraplén

Lea el archivo Tutorial 12 Embankment2.sli.

Configuraciones de Proyecto (Project Settings) 1. Seleccione Project Settings > groundwater. 2. Nótese que la casilla de selección “calcule Presión Intersticial en exceso usando el método Barra B. 3. Seleccione Cancelen el diálogo Project Settings.

Propiedades de Material

1. Seleccione defina materiales 2. Para el primer material (“terraplén”) nótese que la casilla de selección “Peso de material crea presión intersticial en exceso” es seleccionada. Esto significa que, para el propósito del cálculo de presión intersticial en exceso, el peso del material debajo del terraplén el cual tenga un coeficiente de Barra B > 0 especificado. La presión intersticial en exceso será calculada de acuerdo a la ecuación 1. 3. Seleccione el segundo material (“arcilla superior”). Nótese que Barra B=1 ha sido especificado. 4. Seleccione el tercer material (“arcilla inferior”). Nótese que Barra B=1 ha sido especificado. 5. Seleccione cancel en el diálogo Define Material Properties (defina propiedades del material).


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Ahora ejecute Compute, y vea los resultados en Interpret. Usted debería ver la siguiente superficie de desplazamiento crítica (FS = 1.80). Como Usted puede ver, la superficie de desplazamiento crítica ahora se extiende dentro de a capa de arcilla superior.

Figura 12.2 Terraplén crea carga no drenada en cimentación de arcilla.


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Manual - SLIDE Haga click en el botón derecho sobre la superficie de desplazamiento crítica y seleccione “Add Query and Graph” (añada consulta y grafique). Desde el menú de contexto instantáneo. En el diálogo, seleccione “Pore Pressure” como los datos secundarios. Seleccione Create Plot (cree gráfico), y usted debería ver el gráfico en la Figura 12.3.

Figura 12.3 Presión intersticial (final) y presión Intersticial Inicial para Tutorial12 Embankment2.sli.file. La presión intersticial es debida a la napa freática localizada en la superficie del terreno original. La presión intersticial (final) es la suma de la presión Intersticial Inicial, y la Presión Intersticial en Exceso creada por el peso del terraplén. Como Usted puede ver para este ejemplo, la presión intersticial en exceso es bastante significante, y mayor que la presión Intersticial Inicial. Usted puede graficar Presión Intersticial en Exceso. Haga click en el botón derecho sobre el gráfico y seleccione “charge Plot Data” (cambie Datos de gráfico) desde el menú instantáneo. Seleccione “Excess Pore Pressure (Presión Intersticial en exceso) como los datos secundarios. Seleccione Create Plot (cree Gráfico) y usted debería ver la figura 12-4.


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Figura 12.4 Presión Intersticial (Final) y presión intersticial en exceso calculada a lo largo de la superficie de desplazamiento, debido al peso del terraplén actuando sobre la capa de arcilla superior.

Paso 3- Presión Intersticial en Exceso Debido a Terraplén y Carga En Slide, peso de material no es el único mecanismo el cual pueda causar carga no drenada. Cargas externas también pueden ser especificadas como “causando presión intersticial en exceso. Para demostrar esto, lea el archivo Tutorial 12 Embankment.sli. Este archivo es idéntico a Tutorial 12 Embankment2.sli, con la adición de una carga distribuida de 10KN/m2 añadida a la parte superior del terraplén. Haga click en el botón derecho sobre la carga y seleccione “modify Load” (modifique carga) desde el menú instantáneo. Usted verá el siguiente diálogo.

Nótese que la casilla de selección “Load Creates Excess Pore Pressure” (cargar crear presión intersticial en exceso” ha sido seleccionada. Esto significa que, para el propósito del cálculo de presión intersticial en exceso la carga (sólo componente vertical) creará presión intersticial en exceso en cualquier material por debajo de


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Manual - SLIDE la carga el cual tiene un coeficiente Barra B > 0 especificado. La presión intersticial en exceso será calculada d acuerdo a la ecuación 1. Seleccione Cancel Compute (Cálculo). Ahora aplique Compute y vea los resultados en Interpret. Usted deberá ver la siguiente superficie de desplazamiento crítica (FS = 1.496).

Figura 12.5 Carga distribuida contribuye a presión intersticial en exceso adicional en cimentación de arcilla. Una diferente superficie de desplazamiento crítica ha sido determinada, con un factor de seguridad aun más bajo. Haga click en el botón derecho sobre la superficie de desplazamiento critica y seleccione “Add Query and Graph” (añada consulta y grafique) desde el menú instantáneo. En el diálogo, seleccione “Pore Pressure” (presión Intersticial) como los datos primarios, y “Initial Pore Pressure” (presión Intersticial inicial) como los datos secundarios. Seleccione Create Plot, y usted deberá ver el siguiente gráfico en la figura 12.6.

Figura 12-6 Presión Intersticial (Final) y Presión intersticial inicial para archivo Tutorial 12 Embankment.sli


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Manual - SLIDE La Presión Intersticial (Final) es la suma de la presión intersticial inicial y la presión intersticial en exceso. La presión intersticial en exceso es ahora debida al cambio en tensión vertical creada tanto por el peso del terraplén y la carga distribuida. Compare la Figura 12-6 con la figura 12.3. Haga click en el botón derecho y seleccione “change Plot Data” (cambie datos de gráfico) desde el menú instantáneo. Seleccione “Excess Pore Pressure” (Presión Intersticial en Exceso) como los datos secundarios. Seleccione Create Plot (cree gráfico y usted debería ver la Figura 12.7.

Figura 12.7 Presión Intersticial (final) y presión Intersticial en exceso para archivo Tutorial 12 Embankment3.sli presión Intersticial en exceso debido a paso de terraplén y carga distribuida.

Paso 4- Incluya Presión Intersticial Inicial Dentro de Terraplén En este Tutorial, hasta aquí no hemos considerado ninguna presión intersticial dentro del material de terraplén (presión Intersticial = 0). El material de terraplén también puede tener una distribución de presión intersticial inicial. Lea el archivo Tutorial 12 Embankment4.sli. Este archivo es idéntico a Tutorial 12 Embankment3.sli., Excepto que ahora también consideramos presión intersticial dentro del material del terraplén.

Configuraciones de Proyecto (Project Settings)

1. Seleccione Project Settings > Groundwater. 2. Nótese que la casilla de selección “Allow Ru with water Surfaces or Grids” (admita Ru con superficies de agua o cuadrículas) ha sido seleccionada. Esta opción le permite a usted usar el método Ru de cálculo de presión intersticial para materiales seleccionados, aun cuando el método de Napa freática Primario = Superficies de agua. 3. Seleccione Cancel en el diálogo Project Settings.


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Propiedades de Material 1. Seleccione Defina Materiales. 2. Para el primer material (“Terraplén”), nótese que superficie de agua = ninguna, y un coeficiente Ru = 0.4 ha sido especificada. El coeficiente Ru será usado para calcular presión intersticial dentro del material de terraplén. 3. Seleccione Cancel en el diálogo Defina Propiedades de Material. Ejecute Compute (calcule), y vea los resultados en Interpret. Usted debería ver la siguiente superficie de desplazamiento crítica (FS = 1357). El factor de seguridad es ahora menor que el archivo Tutorial 12 Embankment3.sli, debido a que presión intersticial ahora es calculada para el material de terraplén, así también como las capas de arcilla.

Figura 12.8 Presión Intersticial Inicial considerada para el material de Terraplén. Haga click en el botón derecho sobre la superficie de desplazamiento crítica y seleccione “Add Query and Graph” (añada consulta y gráfico) desde el menú instantáneo de contexto. En el diálogo, seleccione “Pore Pressure” (presión Intersticial) como los datos primarios, y “Initial Pore Pressure” (presión intersticial inicial) como los datos secundarios. Seleccione Create Plot (cree gráfico), y usted deberá ver el gráfico en la Figura 12.9.


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Figura 12.9 Presión Intersticial (Final) y presión Intersticial Inicial para archivo Tutorial 12 Embankment.sli Nótese que la presión intersticial ya no es cero, para la porción de la superficie de desplazamiento dentro del material del terraplén (lado derecho de las curvas en la Figura 12.9). Haga click en el botón derecho sobre el gráfico y seleccione “change Plot Data” (cambie Datos de Gráfico) desde el menú instantáneo. Seleccione “Excess Pore Pressure” (Presión Intersticial en exceso) como los datos secundarios. Seleccione Create Plot (cree gráfico) y usted debería ver Figura 12.10.

Figura 12.10 Presión Intersticial (Final) y presión Intersticial en exceso para archivo Tutorial 12 Embankment 4.sli Nótese en la figura 12-10, que la presión intersticial en exceso dentro del terraplén es CERO. Aunque el peso de terraplén crea presión intersticial en exceso dentro de las capas de arcilla por debajo, el peso de terraplén no crea presión intersticial en exceso dentro del mismo debido a que Barra B = 0 para el material de terraplén.


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Ejercicios Adicionales

1. Re- ejecute este ejemplo usando SOLO la carga distribuida para crear presión intersticial en exceso, y NO el peso de material. Consejo: simplemente desactive la casilla de selección para “Peso de material crea presión intersticial en exceso”, para el material de terraplén, en el diálogo defina propiedades de material. Grafique la presión intersticial final y en exceso para la superficie de desplazamiento crítica. 2. En este Tutorial hemos demostrado que presión intersticial en exceso (carga no drenada) puede ser generada por peso de material y/o carga distribuida. En Slide, Presión Intersticial en exceso también puede ser generada por carga sísmica (sólo coeficiente vertical), o cargas de línea (sólo componente vertical). Solo seleccione la casilla de selección “Load Creates Excess Pore Pressure” (carga crea intersticial en exceso) en el diálogo Sismic Load (carga de línea), cuando usted defina cargas sísmicas o de línea.


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ANALISIS RAPIDO DE DESCENSO DEL NIVEL (METODO DE BARRA B) El concepto de presión intersticial en exceso usando el método de barra B también puede ser aplicado a escenarios de descarga. Si una carga es removida rápidamente desde un material de baja permeabilidad, una “presión intersticial en exceso negativa” puede ser incluida. El cambio en presión intersticial esta dado por: (ecuación 1) Donde B (barra B) es el coeficiente de presión intersticial general para un material. En Slide, este puede ser usado para similar los cambios de presión intersticial debidos a rápido descenso del nivel de agua embalsada en presas de tierra. En el análisis de rápido descenso del nivel de Slide: 1. La distribución de presión intersticial inicial es determinada, usando cualquiera de los métodos disponibles en Slide (por ejemplo superficies de agua, coeficiente Ru, cuadricula de presión, análisis de elemento finito). 2. El peso del agua embalsada es calculado. El cambio en presión intersticial (método de Barra B) luego puede ser calculado, debido a la eliminación (descarga) del agua embalsada de acuerdo a la ecuación 1. La presión intersticial final en cualquier punto (para materiales de Barra B), es la suma de la presión intersticial inicial y la presión intersticial en exceso (negativa). 3. Para el propósito del cálculo de factor de seguridad. TODA agua embalsada es luego eliminada desde el modelo. Este Tutorial demostrará análisis de rápido descenso del nivel usando el método de Barra B en Slide. Los siguientes escenarios serán analizados: Reservorio lleno, descenso del nivel completo, descenso del nivel parcial.

Reservorio Lleno, Estado Estable Primero analizaremos una presa con un reservorio lleno. Lea el archivo Tutorial 13 Drawdown1.sli el cual usted encontrará en el folder Ejemplos > Tutoriales de su folder de instalación Slide.


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Figura 13.1 Presa con reservorio lleno. El modelo representa una presa con un núcleo de arcilla, una zona de transición, y una capa exterior de relleno granular. Ejecute Compute (calcule) y luego vea los resultados en Interpret. Usted debería ver la Figura 13.2. El círculo de desplazamiento crítico tiene un factor de seguridad = 1.99.

Figura 13.2 Circulo de desplazamiento crítico con reservorio lleno.

Descenso del Nivel Rápido de Entero Reservorio Lea el archivo Tutorial 13 Drawdown2.sli de Slide, este archivo simula descenso del nivel completo del reservorio. Note que el agua embalsada es desplegada con un patrón sombreado gris, en lugar del patrón sombreado azul usual. Esto es, para indicar que un estado de


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Manual - SLIDE descenso del nivel existe, esto es, el agua embalsada será eliminada para la etapa final del análisis (esto es, el cálculo de factor de seguridad).

Configuraciones de Proyecto (Project Settings) 1. Seleccione Project Settings > Groundwater. 2. La casilla de selección “calculate Excess Pore Pressure (método de Barra B)” ha sido seleccionada. Esta casilla de selección debe ser seleccionada con el fin de calcular cambio de presión intersticial usando el método de Barra B. 3. La casilla de selección “rapid Drawdown Analysis” (análisis de descenso de Nivel Rápido) también es seleccionada. Cuando esta casilla de selección sea seleccionada, esta tiene el efecto de eliminar TODA agua embalsada desde el análisis de estabilidad final. El cambio en presión intersticial debido a la eliminación del agua embalsada será calculado usando el método de Barra B. 4. Seleccione Cancel en el diálogo Project Settings (Configuración de Proyecto).

Propiedades de Material

1. Seleccione defina materiales. 2. Para los materiales de “núcleo de arcilla”, “de transición” y “de fondo duro”, un coeficiente de Barra B de 1 ha sido ingresado. Esto resultará en un cambio de presión intersticial negativa para cualquiera de estos materiales los cuales estén localizados por debajo del agua embalsada, calculado de acuerdo a la ecuación 1. 3. El “relleno granular” es asumido a ser de drenaje libre. Para este completo análisis de descenso del nivel, quisiéramos especificar presión intersticial cero en este material, así Superficie de agua = Ninguno (esto es, ninguna presión intersticial existirá en el relleno


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Manual - SLIDE granular para el análisis de estabilidad). También note que B = 0 par el material de relleno granular (esto es la eliminación del agua embalsada no afectará la presión intersticial en este material). 4. Seleccione Cancel en el diálogo defina propiedades de material. Ejecute Compute (calcule), y vea los resultados en Interpret. Usted debería ver la siguiente superficie de desplazamiento crítica (FS=1.44).

Figura 13.3 Superficie de desplazamiento crítica después de descenso del nivel rápido. El factor de seguridad crítico después de descenso del nivel rápido es significativamente menor que el factor de seguridad del reservorio lleno, como esperaríamos, debido a la eliminación del soporte proporcionado por el agua embalsada contra la talud. Para este ejemplo, los círculos de desplazamiento críticos, antes y después de descenso del nivel, son bastantes similares (esto es, superficies profundamente asentadas, grandes pasando a través del núcleo de la presa). Examinaremos la presión intersticial al o largo de esta superficie de desplazamiento. Seleccione Graph Query (grafique consulta) desde la barra de herramientas. Usted verá el siguiente diálogo:

Seleccione Presión Intersticial como los datos primarios, y presión intersticial inicial como los datos secundarios, seleccione Create plot (cree gráfico). Usted vera los siguientes gráficos.


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Figura 13.4 Presión intersticial Final y Presión intersticial Inicial. Nótese que la presión Intersticial (final) es realmente menor que la presión intersticial Inicial. Esto es debido al cambio negativo en presión intersticial, debido a la eliminación de agua embalsada, encima del material de “transición” (Barra B = 1). Grafiquemos la presión intersticial en exceso. Haga click en el botón derecho sobre el gráfico, y seleccione “Change Plot Data” (Cambie Datos de gráfico) desde el menú instantáneo. Seleccione la presión Intersticial en exceso como los datos secundarios, y seleccione Create Plot (cree Gráfico). Usted debería ver el siguiente gráfico.

Figura 13.5 Presión intersticial Final y presión intersticial en exceso, análisis de descenso del nivel rápido. La presión intersticial en exceso negativa es claramente visible en el gráfico y corresponde a la eliminación del agua embalsada, sobre la porción de la superficie de desplazamiento la cual pasa a través del material de “transición”.


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Manual - SLIDE También nótese que la presión intersticial en el material de “relleno granular” es CERO ( lado derecho del gráfico en la Figura 13-5), debido a que esto es lo que especificamos en el diálogo Defina Materiales, para representar un completo estado de descenso del nivel, para el material de relleno granular.

Descenso del Nivel Rápido a Nivel Especificado Finalmente, demostramos como podemos modelar descenso del nivel rápido a un nivel de agua especificado, en lugar de un descenso del nivel plano. Lea el archivo Tutorial 13 Drawdown3.sli.

Figura 13.6 Descenso del nivel parcial de reservorio. Para este archivo, note lo siguiente: 1. Hemos añadido una línea piezométrica, para representar la presión intersticial en el nivel de descenso del nivel, para el “material granular”. La línea piezométrica ha sido asignada al material granular en el dialogo Defina Propiedades de Material. La línea piezométrica NO afecta presión intersticial en los otros materiales. 2. Hemos añadido una caga distribuida triangular, para modelar la fuerza del agua embalsada sobre el talud, en el nivel del descenso del nivel. Vea la nota al final de este Tutorial para detalles acerca de cómo esta carga es determinada.


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Figura 13.7 Carga distribuida equivalente para 20 metros de profundidad de agua embalsada. Ejecute Compute (calcule), y vea los resultados en Interpret.

Figura 13.8 Superficie de desplazamiento crítica para descenso del nivel parcial del reservorio. Para este ejemplo, el factor de seguridad mínimo a descenso del nivel parcial es menor que el factor de seguridad mínimo a descenso del nivel pleno. Esto es debido a las propiedades de material y geometría de la talud- por ejemplo: drenaje completo (presión intersticial cero), asumido para el material granular para el completo estado de descenso del nivel. A descenso del nivel parcial, la línea piezométrica crea presión intersticial significante en el material granular, hacia la base de la talud, y esto conduce al factor de seguridad más bajo. Para este modelo particular, un mínimo factor de seguridad por lo tanto existe en algún nivel intermedio del descenso de nivel.


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Carga Distribuída Equivalente para Representar Agua Embalsada Para calcular la carga distribuida equivalente para representar una profundidad dada de agua embalsada contra la talud: 1. Añada una carga distribuida Triangular a lo largo de la superficie del talud, la cual tenga la misma extensión con el agua embalsada que usted desee reemplazar. 2. La orientación de la carga debe ser Normal a la superficie de talud. 3. La magnitud de la carga triangular = 0 en la superficie de agua. 4. La magnitud de la carga triangular a una profundidadad debajo del nivel de agua, esta simplemente dada por: magnitud = (peso unitario de agua) (profundidad). Para este ejemplo, magnitud = 9.81*20 = 196.2KN/m (ver figura 13-7). 5. Esto creará una carga distribuida con la carga equivalente del agua embalsada sobre a talud. 6. Si la superficie de talud por debajo del agua embalsada consiste de múltiples segmentos de línea, usted tendrá que definir cargas distribuidas triangulares individuales, para cada segmento de la talud. La magnitud de carga en cada extremo de la carga triangular es igual a (peso unitario de agua) (profundidad). 7. Finalmente, note que es importante seleccionar la casilla de selección “Load creates Excess Pore Pressure” (carga crea presión intersticial en exceso). Para la carga distribuida. Esto es necesario para contrarrestar el efecto de la completa eliminación del agua embalsada, de manera que la presión intersticial en exceso total sea correctamente calculada para aquella parte de la talud. Para este ejemplo, esto no hace ninguna diferencia, debido a que el material granular (barra B=0) existe en esta ubicación. Sin embargo, si un material con Barra B>0 fue usado, luego esta casilla de selección debe ser seleccionada para la carga distribuida.


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FLUJO DE NAPA FREATICA EN ATAGUIA (O DIQUE PROVISORIO) En este tutorial, análisis de filtración de napa freática de elemento finito es usado para determinar la cantidad de filtración ingresando a la atauía. El ejemplo está basado en el problema de 2.4 de Craig (1997). El problema es construido y resulelto completamente con Slide 5.0.

Tópicos Cubiertos     

Análisis de filtración Materiales Múltiples Secciones de Descarga Sólo Cálculo de Napa freática Redes de Flujo.

Geometría

El producto terminado de este tutorial sera encontrado en ela rchivo de datos Tutorial 14 Cofferdam Seepage.Sli, localizado en el folder Ejemplos > Tutoriales en su folder de instalación Slide.

Modelo Inicie el programa Modleo de Slide.

Configuración de Proyecto (Project Settings) Abra el diálogo Project Settings desde el menú Analysis y asegúrese que la pestaña General sea seleccionado. Defina las unidades de medición como siendo “Métricas”. Haga click en la pestaña Groundwater. Bajo Método elija Finite Elements finito de estudio estable de flujo de napa freática. Cierre el diálogo Porject Settings presionando el botón OK.


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Contornos Primero añada el contorno externo. Seleccione la opción Add External Boundary (añada contorno externo) desde la barra de herramietnas o el menú Boundaries (contornos) e ingrese los siguientes coordenadas:

0, 0 27, 0 27, 10 18.2, 10 18, 13 18, 7.5 9.2, 7.5 9.2, 13 9, 13 9, 10 0, 10 C (para cerrar el contorno) Toque Enter para terminar de ingresar puntos. Esto define la superficie de suelo y las partes del tablestacado delgado que sobresalga encima del suelo para contener el agua embalsada (vea figura al inicio del tutorial). Ahora necesitamos añadir contornos para delinear el resto de los tablestacados impermeables. Para crear la correcta tablestaca, vaya al menú Boundaries (contornos) y seleccione Add Material Boundary (añada contorno de amterial). Ingrese los siguientes puntos: 18, 7.5 18, 5 18.2, 5 18.2, 10 9.2, 7.5 Toque Enter para terminar de ingresar puntos.


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CONSEJO: Cuando usted este ingresando puntos de contorno, el cursor debería saltar a puntos existentes. Por lo tanto usted no necesita ingresar el primer y último puntos sino cimplemente hacer click sobre los puntos existentes, en el contorno externo. Si su cursor no salta a puntos existentes, haga click en el botón derecho con el mouse cuando ustes esté creando un contorno y seleccione Snap desde el menú instantáneo para activar la opción de hacer saltar al cursor. Para crear la tablestaca izquierda, vaya al menú Boundaries (contornos) y seleccione Add Material Boundary (añada contorno de material). Ingrese los siguientes puntos: 9, 10 9, 5 9.2, 5 Toque Enter. Su modelo debería ahora parecer como esto:

Propiedades de Material Selección Defina Materiales dede el menú Propiedades. Usted verá las siguientes propiedades de material por defecto para material 1. En este tutorial no nos preocupesmos de la resistencia del material sólido por lo tanto dejamos todos los valores por defecto. Cambie el nombre del material 1 a suelo. Ahora haga click en la pestaña Material 2. Cambie el nombre de material 2 a Tablestaca. Haga click en OK para cerrar el diálogo. Ahora necesitamos definir las propiedades de flujo de fluido del suelo. Para hacer esto, primero necesitamos cambiar al modo de napa freática. Vaya al menú Analysis y seleccione Switch to Groundwater (cambie a napa freática. Ahora vaya al menú Propierties (propiedades) y elija Define Hydraulic Properties (defina propiedades hidráulicas. Haga click en la pestaña Soil (suelo) en la parte superior del diálogo. Ingrese 4e – 7 para Ks. Ks es la permeabilidad saturada en m/seg (también llamada conductividad hidráulica). Usted puede especificar permeabilidad anisotrópica especificando K2/K1 ≠ 1 y es un ángulo para indicar la direccionalidad. Sin embargo asumiremos permeabilidad isotrópica de manera que no cambien los valores por defecto. La opción Model (Modelo) en la aprte superior del diálogo se refiere a la función usada para calcular la permeabilidad en la zona no saturada como un función de succión mátrica.


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Manual - SLIDE Diferentes modelos pueden ser elegidos, incluyendo un modelo definido por usuario. Sin embargo usaremos la opción Simple por defecto. Vea la ayuda (Help) de Slide para más información sobre modelos de permeabilidad. Su diálogo debería parecer como esto

Ahora seleccione la pestaña Sheet File (Tablestaca). El tablestacado e asumido a ser escencialmente impermeable. Deseamos ajustar la permeabilidad a un valor muy bajo, sin embargo no podemos elegir o ya que esto conducirá a inestabilidad numerica. Por lo tanto ajuste la permeabilidad, Ks a 1e-20. Haga click en OK para cerrar la ventana. Asigne Propiedades de Material Por defecto, al entero modelo es asignado las propiedades de suelo (material 1). Deseamos asignar las propiedades de Tablestaca a los tablestacados. Desde el menú Properties (propiedades), seleccione Assign properties (asigne propiedades). Seleccione tablestaca desde el diálogo Assign (asigne) y haga click dentro de las dos secciones angostas representando los dos tablestacados (acercamiento hágase si es necesario). Cierre el diálogo.

Malla (Mesh) Ahora genera la malla de elemento finito. Seleccione la opción Mesh Setup (configuración de malla) en el menú Mesh (malla). Deje el ipo de elemento por defecto (triángulos de 3 nodos) y el número de elementos (1500). Haga click en el botón Discretize seguido por el botón Mesh.

Cierre el diálogo Mesh Setup (configuración de malla) seleccionando el botón Ok. Su modelo debería ahora aparecer como es mostrado.


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Condiciones de Contorno El modelo muestra las condiciones de contorno por defecto (ningún flujo sobre los contornos externos y condiciones desconocidas en la superficie). Deseamos simular agua embalsada a la izquierda y derecha del tablestacado. La elevación de la parte superior del tablestacado es 13 metros. Para hacer esto, elija Set Boundary Conditions (configure condicones de contorno) desde el menú Mesh (malla). Para tipo de BC (condiciones de contorno) elija Total Head (altura total). Ingrese un valor de altura total de 13.

Ahora seleccione los cuatro segmentos de contorno que encierren el agua embalsada: Línea 1: Línea 2: Línea 3: Línea 4:

desde (0, 10) a (9, 10) desde (9, 10) a (9, 13) desde (18.2) a (18.2, 13) desde (18.2, 10) a (27, 10)

Haga click en Aplly (aplicar) La superficie de suelo dentro de la ataguía cero presión intersticial (esta a presión atmosférica). Por lo tanto necesitamos ajustar la presión en esta superficie a cero. En el diálogo Set Boundary Condition (Configure condicón de contorno), elija Presión cero para el tipo BC. Haga click en la superficie de terreno entre los pilotes y toque Enter (o haga click y elija Assign). Ahora cierre el recuadro de diálogo. Su modelo aparecerá como se muestra.


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CONSEJO: Usted también puede hacer click en el botón derecho sobre un contorno apra definir sus condiciones de contorno.

Secciones de Descarga Si deseamos calcular cantidades de flujo, esto es hecho definido una sección de descarga. Una sección de descarga en Slide es un segmento de línea definido por usuario, a través del cual el caudal volumétrico de estado establñe, normal a la sección de decarga, será calculado duramente un análisis de filtración de napa freática. Deseamos añadir secciones de descarga horizontal en la superficie de suelo. Para hacer esto, elegimos Add Section (añada sección) desde el menú Discharge (descarga). Ingrese un punto inicial en el borde izquierdo del tablestacado izquierdo justo debajo del agua embalsada. Añada un punto final en el borde izquierdo del tablestacado izquierdo justo debajo del agua embalsada. Después que el segundo punto sea ingresado, la sección de descarga será añadida al modelo y usted automáticamente saldrá de la opción Add Section (añada sección de descarga). Usted puede ingresar las coordenadas usando el teclado pero es más fácil solo hacer click en el modelo ya que el cursor saltaría a los contornos (si el cursor no salta a los contornos vaya al menú View, seleccione Snap y asegurése que todas las opciones sean seleccionadas). La sección de descarga es desplegada como una línea verde, con pequeños círculos marcando de esta línea será desplegado en el programa Interpret de Slide, cuando usted vea los resultados de análisis.


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CONSEJO: Usted puede eliminar una sección de descarga haciendo click en el botón derecho sobre esta y eligiendo Delete Discharge Section (elimine Sección de Descarga) Ahora realice los mismos pasos para añadir dos secciones de descarga más una debajo de la superficie de suelo en el otro lado debajo del agua embalsada, una debajo de la superficie de suelo entre los tablestacados.. Su modelo final debería ahora aparecer como se muestra.

Usted ha completado la definición del modelo. Guarde el modelo usando la opción Save (guarde) en el menú File (archivo).

Compute (Calcule) Ya que solo estamos interesados en los resultados de napa freática, solo necesitamos ejecutar el cálculo de napa freática. Seleccione compute (groundwater) desde el menú Analysis (o haga click en el botón compute Groundwater (calcule napa freática) en la barra de herramientas). El análisis debería tomar unos cuantos segundos para ejecutarse. Una vez que el modelo haya finalizado de calcular (diálogo Compute se cierre), seleccione la opción Interpret (Groundwater) en el menú Analysis para ver los resultados.

Interpret Después que usted seleccione la opción Iterpret, el programa Interpret se incia y lee los resultados del análisis. La siguiente pantalla es desplegada mostrando los cotornos de altura de presión.


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Manual - SLIDE Usted también puede ver el caudal volumétrico y dirección a través de cada una de las secciones de descarga. Como usted esperaría, el agua esta fluyendo desde el agua embalsada hacia dentro de la presa. La suma del flujo volumétrico descendente es igual al flujo volumétrico ascendente entre los tablestacados. Para ver la magnitud y dirección de flujo a través de todo el modelo, grafique los vectores de flujo haciendo click en el botón Flow Vectors (vectores de flujo). Esta claro que la napa freática esta fluyendo alrededor de los tablestacados impermeables con altos caudales directamente debajo de los pilotajes.

La geometría de este modelo corresponde al problema 2.4 en Craig (1997). Este problema demanda la cantidad de filtración ingresando a la ataguía (presa provisoria). Desde la figura anterior, el flujo volumétrico dentro de la presa es 2.0435e – 6 m3/seg. El valor dado en Craig (1997) es 2.0e – 6 m3/seg. El modelo por lo tanto da el mismo resultado dentro del número de dígitos significantes dados. Su resultado puede diferir ligeramente dependiendo de la posición exacta de la línea de descarga. El problema también pide que una red de flujo sea construida. Esto también puede ser hecho con Slide, como sigue. Primero desactive los vectores de flujo presionando el botón de vector de flujo de nuevo. Ahora cambie los datos de contorno siendo graficados desde altura de presión a altura total usando el menú descendente en la barra de herramientas. Ahora haga click en el botón derecho sobre el modelo y seleccione opciones de contorno. Bajo modelo seleccione Filled (With Lines) y luego seleccione Done (hecho). Usted ahora verá las líneas equipotenciales de la red de flujo. Para graficar líneas de flujo, vaya al menú Groundwater y desde el sub menú Lines (líneas) seleccione Add Multiple Flow Lines (añada múltiples líneas de flujo). Seleccione la esquina superior izquierda del suelo como el primer punto (usted puede necesitar mover la leyenda o el modelo previo a esto). Si el cursor no salta al punto de modo vaya al menú View, seleccione Snap y asegúrese que todas las ocpiones Snap sean activadas. Ahora muévase horizontalmente hasta que ustes intersecte el tablestacado y haga click para establecer el segundo punto. Toque Enter para finalizar. Usted verá el diálogo Flow Line Options (Opciones de línea de flujo). Aquí usted puede elegir cuantas líneas de flujo usted desee graficar. Bajo Star Flow – Lines seleccione la primera opción y deje el valor por defecto (10 ubicaciones, uniformemente espaciadas a lo largo de la polilínea).


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Haga click en OK para cerrar el diálogo. Usted ahora verá 10 líneas de flujo graficadas como se muestra. Para completar la red de flujo usted podría repetir estos pasos para el lado derecho del modelo.

Ejercicio Adicional Podemos simular bombeo en el fondo de la presa fijando un valor apra altura total menor que la elevación de la superficie. En el programa Modelo de Slide, cambie las condiciones de contorno para el fondo de la presa desde presión cero a altura total = 7 metros. Recalcule y grafique los resultados con el programa Interpret. Usted puede ser que la descarga volumétrica en el fondo de la presa es mayor que antes. Usted también puede ver que la napa freática ha sido rebajada. La napa freática es mostrada como una línea rosada (su línea de napa freática puede ser oscurecida por la línea de descarga verde). Para ocultar la línea de descarga, haga click sobre ella y elija oculte secciones de descarga.

Referencias R.F. Craig, 1997. Mecánica de Suelos, Spon Press, Londres y Nueva York 485 páginas.


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