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- 1. 1 GEOLOGIA Y GEOTECNIA 2010 2da edición ESTABILIDAD DE TALUDES Ing. Silvia Angelone ESTABILIDAD DE TALUDES Talud: Cualquier superficie inclinada respecto a la horizontal que haya adoptado una estructura de suelo
- 2. 2 TIPOS DE TALUD Naturales (laderas) TIPOS DE TALUD Artificiales (desmontes y terraplenes)
- 3. 3 Estabilidad: Seguridad de una masa de tierra contra la falla o movimiento Deslizamiento: Rotura y desplazamiento del suelo situado debajo del talud que origina un movimiento hacia abajo y afuera de la masa de suelo Estabilidad: Seguridad de una masa de tierra contra la falla o movimiento 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 Esfuerzo normal (σ) Esfuerzocortante() Criterio Mohr -Coulomb c φ σ τ τ σ τ τ σσ τ τ τ τ φ⋅σ+=τ tgc
- 4. 4 Los tipos de fallas más comunes en taludes son: • Deslizamientos superficiales (creep) • Movimiento del cuerpo del talud • Flujos Forma de falla Agrietamiento Desprendimiento Superficial Estrato poco resistente Figura 5: Tipos de fallas traslacionales Deslizamientos superficiales (creep) Foto 3: Deslizamiento producido por la saturación del suelo. Además puede observarse la inclinación de los árboles respecto de la vertical, lo que hace pensar que se está ante la presencia de creep.
- 5. 5 Movimiento del cuerpo del talud •Forma lenta •Forma rápida •Con provocación •Sin provocación Forma de falla
- 6. 6 ESTABILIDAD DE TALUDES Causas: Excavaciones Socavaciones Desintegración de la estructura del suelo (micro fisuras) Aumento de la presión de poros Licuefacción del suelo Etc. La falla es consecuencia de una o más causas aisladas o combinadas Ejemplo 1
- 7. 7 Ejemplo 2 Ejemplo 3: Saturación del SueloSaturación del Suelo
- 9. 9 Construcción sobre Rellenos, mal estabilizadosConstrucción sobre Rellenos, mal estabilizados Ejemplo 6 Ejemplo 7 Descenso del nivel del agua
- 10. 10 Ejemplo 8 Loess afectado por las lluvias Ejemplo 9
- 11. 11 Pie del Talud Cresta del Talud Partes de un talud • Formación de grietas de tracción • Rotura a lo largo de una superficie de deslizamiento Forma de falla de un talud
- 12. 12 Forma de falla de un talud Forma de falla de un talud
- 13. 13 • Formación de grietas de tracción • Rotura a lo largo de una superficie de deslizamiento LOCAL O DE TALUD PIE DE TALUD BASE GRIETAS DE TRACCIÓN Forma de falla de un talud Propósito del cálculo de la estabilidad •Cálculo de la resistencia media al corte de los suelos a partir de deslizamientos producidos •Determinación de la estabilidad de taludes mediante la estimación de un coeficiente de seguridad “F”
- 14. 14 Taludes en arena sin cohesión Taludes en suelos cohesivos homogéneos β φ = tg tg F β h c4 Hc γ ⋅ = Hc altura crítica C cohesión γh peso especifico Cálculo de la resistencia media al corte de los suelos a partir de deslizamientos producidos •Mediciones en el terreno •Perforaciones •Replanteo de la sup. de deslizamiento r O e d perforaciones
- 15. 15 Cálculo de la resistencia media al corte de los suelos a partir de deslizamientos producidos W1 W2 l1l2 s r O e d derslWlW ⋅⋅+⋅=⋅ 2211 der lWlW s ⋅ ⋅−⋅ = 2211 Determinación de la estabilidad de taludes mediante la estimación de un coeficiente de seguridad “F” Cuando se investiga la estabilidad de un talud, es necesario determinar: Posición del círculo crítico Mínimo coeficiente de seguridad “F” Resist. al corte del suelo a lo largo de la sup deslizamiento Fuerzas que tienden a producirlo F = F debe ser el mínimo
- 16. 16 Método de las fajas o dovelas Se aplica a: • Cualquier topografía de la superficie • Cualquier tipo de suelo c ≠ 0, φ ≠ 0 • Perfil estratificado, ≠materiales, ≠estratos • Con o sin presencia de napa freática Método de las fajas o dovelas Sin nivel freático r O e d • Resistencia al Corte, τ = c + σ tgφ , presiones totales • Se propone un círculo tentativo • Se divide la masa de suelos en fajas
- 17. 17 Método de las fajas o dovelas Sin nivel freático •Se divide la masa de suelos en fajas r O e d Método de las fajas o dovelas Sin nivel freático r O e d α α
- 18. 18 Método de las fajas o dovelas Sin nivel freático • Las fuerzas actuantes deben estar en equilibrio •Las fuerzas actuantes en cada dovela deben estar en equilibrio b P S EnEn+1 Tn Tn+1 W Fs sobre una dovelar O e d α α b s Método de las fajas o dovelas Sin nivel freático • W= Peso Propio = Volumen * peso específico (γ) • T, E = fuerzas tangenciales y normales entre dovelas • S = fuerza de corte en la superficie de falla • P = fuerza normal a la superficie de falla b P S EnEn+1 Tn Tn+1 W l α
- 19. 19 Método de las fajas o dovelas Sin nivel freático • El conjunto de la toda la masa debe estar en equilibrio b P S EnEn+1 Tn Tn+1 W lα ∑∑ = SrWsenr α r O e d α α b s •Si s es la resistencia unitaria al corte a lo largo de l, resulta α == cos b F s l F s S W Método de las fajas o dovelas Sin nivel freático b P S EnEn+1 Tn Tn+1 W lα ∑∑ = SrWsenr α r O e d α α b s α == cos b F s l F s S ∑∑ α =α cos sb F r Wsenr ∑ ∑ α α= Wsen cos sb F
- 20. 20 Método de las fajas o dovelas Sin nivel freático b P S EnEn+1 Tn Tn+1 W lα r O e d α α b s • La resistencia unitaria al corte s está determinada por la ecuación φ+= tanpcs α−= α == sen b S b W b cosP l P p φ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ α−+= tansen b S b W cs α∗+α∗= cosPsenSW φ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ α−+= tantan F s b W cs Método de las fajas o dovelas Sin nivel freático φ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ α−+= tantan F s b W cs F tantan 1 tan b W c s αφ + φ+ = α⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ φα +=α cos F tantan 1m ∑ ∑ α α= Wsen cos sb F ( ) ∑ ∑ α φ+ = α Wsen m tanWcb F la ecuación debe resolverse por aproximaciones sucesivas en las cuales se adopta un valor F = F1
- 21. 21 Método de las fajas o dovelas Sin nivel freático α⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ φα +=α cos F tantan 1m ( ) ∑ ∑ α φ+ = α Wsen m tanWcb F 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 -40 -20 0 20 40 α [Grados] mα 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 Figura 9: Ábaco para evaluar el coeficiente mα F tanφ Método de las fajas o dovelas Sin nivel freático 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Dobela Nº α tan φ c tan α cos α sen α W W. sen α c.b+W.tgφ F1 mα 9 / 11 1 2 3 Σ= 8 Σ= 9 Σ= 12 F1 = Σ 9 / Σ 8 F= Σ 12 / Σ 8 ¿ F1 = F ?
- 22. 22 Método de las fajas o dovelas Método de las fajas o dovelas R1 R2 F mínimo
- 23. 23 Método de las fajas o dovelas Softwares de cálculo: 1 - Programa Stb-2001 2 - Programa Geo Slope