curso de estabilidad de taludes. métodos de análisis (1)
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8/14/2019 Curso de Estabilidad de Taludes. Mtodos de Anlisis (1)
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FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LA INESTABILIDAD
INCREMENTODE
ESFUERZOS
DISMINUCINDE LA
RESISTENCIA
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SELECCIN DE LOS PARMETROS DE RESISTENCIA
EXCAVACINEN SUELO
COHESIVO
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EFECTO DE LA HETEROGENEIDAD EN LOS MATERIALES
SUPERFICIE DEFALLA A TRAVES
DE VARIOSMATERIALES
DIFERENTES CURVASESFUERZO-DEFORMACIN
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EFECTO DE FALLA PROGRESIVA (SKEMPTON 1964)
DISMINUCINMARCADA DERESISTENCIA
Arcillas altamentesobreconsolidadas y
lutitas
ENVOLVENTESPICO Y RESIDUAL
Falla progresivaC=Cresidual
f = fresidual
Falla ablandamiento
C=0 - f = fpico
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ANLISIS NUMRICO DE ESTABILIDAD
PROCEDIMIENTO GENERAL- Postular un mecanismo de falla (forma y posicin superficie de deslizamiento)
- Calcular la resistencia al corte requerida para mantener el equilibrio (esttica)
- Comparar la resistencia al corte disponible con la requerida (factor de seguridad)
- Buscar el mecanismo de falla crtico (de menor factor de seguridad - iterar)
FACTOR DE SEGURIDAD:
- Factor de reduccin de la resistencia al corte disponible para llevar el talud a unestado de equilibrio lmite a lo largo de una superficie de resistencia dada.
- Momento resistencia / Momento Inestabilizante.
- Esfuerzo cortante admisible/ Esfuerzo cortante actuante.
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FACTOR DE SEGURIDAD
Definicin:- Factor de reduccin de la resistencia al corte disponible para llevar el talud a unestado de equilibrio lmite a lo largo de una superficie de resistencia dada.
- Momento resistencia / Momento Inestabilizante.
- Esfuerzo cortante admisible/ Esfuerzo cortante actuante.
Funcin:
- Tener en cuenta incertidumbres en estratigrafa, parmetros de resistencia y presin
de poros.
- Tener una medida del esfuerzo cortante promedio aplicado sobre una posiblesuperficie de deslizamiento.
- Limitar las deformaciones.
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ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS TOTALES
TERZAGHI - PECK
Influencia grieta de traccin
AC
ABxcu
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ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS TOTALES
GIBSON Y MORGENSTERN
Cu variando con profundidad
w
no
ucNFS 1.
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ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS TOTALES
HUNTER Y SCHUSTER
Cu variando con profundidad con valor finito en superficie
Nc
FSno
u
'.
'
w
nH
hM
S S OS S OS O S
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ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS TOTALES
Mtodo convencional de tajadas
01cos1'tan f senEnEnTnTn
'tancos'1
f
ulWlcWsen
FS
- Solamente acta el peso de la tajada y las fuerzas en la base se consideran igual aWcos y Wsen
- Equilibrio de fuerzas horizontales
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MINIMIZACIN DEL FACTOR DE SEGURIDAD
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MINIMIZACIN DEL FACTOR DE SEGURIDAD
ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS EFECTIVOS
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ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS EFECTIVOS
BISHOP SIMPLIFICADO
- Superficie de falla circular.- Las fuerzas horizontales entre tajadas es nula.
- Se cumple equilibrio de momentos.
- Error inferior al 7%
f
m
ubWbc
Wsen
FS 1
.'tan'.1
FSm
'tan.tan1cos
f
ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS EFECTIVOS
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ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS EFECTIVOS
JAMBU, BJERRUM Y KJAERNSLI
- Superficie de falla NO circular.- Se cumple equilibrio de fuerzas horizontales.
- Error similar al de Bishop simplificado
f n
ubWbcW
fFS o1
.'tan'.tan
1
f cos'tan.tan1cos2 m
FSn
ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS EFECTIVOS
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ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS EFECTIVOS
JAMBU, BJERRUM Y KJAERNSLI
ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS EFECTIVOS
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ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS EFECTIVOS
JAMBU, BJERRUM Y KJAERNSLI
ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS EFECTIVOS
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ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS EFECTIVOS
JAMBU, BJERRUM Y KJAERNSLI
S S OS S OS C OS
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ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS EFECTIVOS
JAMBU, BJERRUM Y KJAERNSLI
ANLISIS GENERALIZADO DE TAJADAS
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ANLISIS GENERALIZADO DE TAJADAS
ANLISIS GENERALIZADO DE TAJADAS
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ANLISIS GENERALIZADO DE TAJADAS
Equilibrio de fuerzas verticales 0cossin 1 rm XXPSW
Resistencia al corte movilizada FulPlclS reqm /tanf
Combinando y despejando P ff
mXXF
ul
F
lcWP rl /
sintansin
F
m f
sintan
cos
ANLISIS GENERALIZADO DE TAJADAS
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ANLISIS GENERALIZADO DE TAJADAS
Equilibrio de fuerzas horizontales
0coscossin LAAEEKWSP lrlrm
Combinando y despejando F (cumple equilibrio de fuerzas)
Adoptando 0 lr EE
f
cos)(sin
costancos
LAAKWP
ulPlcF
lr
f
ANLISIS GENERALIZADO DE TAJADAS
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ANLISIS GENERALIZADO DE TAJADAS
Equilibrio de momentos (respecto a un punto arbitrario)
0 RSPfLjaAaAKWkWx mrrll
PfLjaAaAKWkWx
RulPlRcF
rrll
m)(
tanf
ANLISIS ESTABILIDAD EN TALUDES INFINITOS
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ANLISIS ESTABILIDAD EN TALUDES INFINITOS
uzub
zbu
b
W
b
W
b
Wnn
2222
coscoscos
';cos
cos/
cos
coscos/1 zsenb
WsenTWsenT requerido
f
cos.
'tancos' 2
zsen
uzcFS
FS
c
FS
nfalla
requerido
f
tan''
ANLISIS ESTABILIDAD EN TALUDES INFINITOS
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ANLISIS ESTABILIDAD EN TALUDES INFINITOS
Flujo horizontal hacia la cara del talud
f
cos
'tancos' 2
zsen
zcFS w
zu w
Flujo paralelo al talud
2coszwmu
f cos.'tan.cos'
2
zsen
mzcFS w
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CARACTERISTICAS FUNDAMENTALES DE LOS ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
PRECISION 1.La precisin de las cartas de estabilidad es buena en la medida que se establezcan con exactitud las condicionesgeomtricas, peso unitario, resistencia al corte y presin de poros del talud. La principal limitacin de las cartas de
plasticidad es que estn limitadas a condiciones simples.
2.El mtodo ordinario de tajadas es inadecuado para anlisis con esfuerzos efectivos de taludes planos con altas presiones de
poros, el factor de seguridad calculado es demasiado bajo. El mtodo es adecuado para anlisis con f= 0 y bastante preciso
para anlisis con esfuerzos totales usando superficies circulares. El mtodo no tiene problemas numricos (no convergencia o
datos irrazonables ).
3.El mtodo de Bishop modificado es preciso para todas las condiciones. Tiene la limitacin de solo ser aplicable a
superficies circulares y que tiene problemas numricos bajo algunas condiciones.4.Los factores de seguridad obtenidos con el mtodo de equilibrio de fuerzas son sensible a la inclinacin asumida para las
fuerzas laterales entre tajadas, siendo posible cometer grandes errores. Tiene problemas numricos en algunos casos.
5.Los mtodos que satisfacen todas las condiciones de equilibrio son adecuados para todos los casos sin embargo tiene
problemas numricos en algunos casos.
6.Los mtodos que satisfacen todas las condiciones de equilibrio son los mas aproximados y se consideran que el error
cometido con ellos es de 6 %.
FUENTES DE ERROR 1.Falta de conocimiento de la mecnica de suelos, lo cual puede causar que no se defina bien las presiones de poros, pesounitario y resistencia al corte de los materiales.
2.Falta de conocimiento del programa de computador empleado. Causa la entrada incorrecta de datos.3.Falta de capacidad para revisar y analizar los resultados.
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