proyeccion de estabilidad de taludes

1. ESTABILIDAD DE TALUDES
• Definición y Tipos de taludes
• Tipos de falla
• Cálculo de estabilidad. Parámetros a utilizarse
• Estabilidad al Deslizamiento Superficial
• Estabilidad al Deslizamiento Circular. Método Sueco
• Estabilidad al Deslizamiento Circular. Método
del
Círculo de Fricción. Ábacos de Taylor
• Verificación de la estabilidad para distintos estados

2. Estabilidad de
Taludes
• Taludes: Cualquier superficie
inclinada respecto a la
horizontal permanente
• Taludes:
– Suelo
– Roca
• Taludes:
– Natu
rales
– Artif
icial
es:
• C
o
rt

3. Estabilidad de Taludes
Para determinar la estabilidad de una masa de suelo
debemos determinar su coeficiente de seguridad al
deslizamiento. Al existir un coeficiente de seguridad igual a
1, se produce el deslizamiento del talud.
Debemos comparar la colaboración de esfuerzos que tienden a
producir el deslizamiento (esfuerzos motores) con aquellos
que tienden a evitarlo (esfuerzos resistentes) se debe definir
la superficie de falla

4. Tipos de Fallas de Taludes
• Varnes (1978)
• Caídas (“Falls”)
• Vuelco (“Topple”)
• Deslizamiento (“Slides”)
• Escurrimiento (“Spread”)
• Flujo (“Flow”)
• Deslizamientos:
• Superficiales
• Rotacionales
• Traslacionales

5. Tipos de Deslizamientos Rotacionales
Falla de Local
Falla de Pie
Material mas resistente
Falla Profunda o de Base
A partir de observaciones: En general se toma superficie de
falla circular

6. Formación de la superficie de falla y falla progresiva

7. Cálculo de Estabilidad de Taludes
• Parámetros de Resistencia al Corte a ser usados:
• Arenas: 
• Arcillas:
• Análisis a Corto Plazo (Final de la Obra): Su
• Análisis a Largo Plazo: c; 
• Situaciones en Arcillas:
• Terraplén sobre arcilla normalmente consolidada
• Excavación en arcilla sobreconsolidada

8. Cálculo de Estabilidad de Taludes
Terraplén sobre arcilla normalmente consolidada

9. Cálculo de Estabilidad de Taludes
Excavación en arcilla sobreconsolidada

10. Arena seca
• Superficie de falla plana y paralela al talud
• Masa que desliza de pequeño espesor
•Tensiones en caras verticales
iguales y opuestas
T
i
W
a
d
N
Equilibrio de fuerzas
Si se moviliza toda la resistencia al
corte (FS = 1), el talud será estable si i = .
Donde i es el ángulo de reposo
W
sen i
N  W cos i ;
W  d  a d W cos
i  tan 

W
sen i
N 
tan 
FS

T  W sen i
;
máx
tan i
FS 
tan 
 i 

Estabilidad al Deslizamiento Superficial

11. Estabilidad al Deslizamiento Superficial
Arena sumergida
• Superficie de falla plana y paralela al
talud
• Masa que desliza es de pequeño espesor
• No existe flujo de agua en el interior
T
i
W
a
d
N´
a.d.
w
Talud sumergido
W'
sen i
 
N'
 W'
cos i ;
W'
 '
 a d W'
cos i
 tan 
N'
 tan

FS 

W'
sen i
T  W'
sen i
;
máx
tan i
FS 
tan 
 i

12. En general:
FS 
tan 
tan i
• El talud es estable para i < 
•El ángulo de fricción para el cual comienza el
deslizamiento está relacionado con el máx (dependiendo de su
e inicial). Si el material queda suelto,  = cv.
Obs.: Flujo de agua reduce estabilidad del talud
Estabilidad al Deslizamiento Superficial

13. W .
d

Su .R.l
M motor O
W
G
R
Fuerzas Motoras

H
Su
Fuerzas
Resistentes
d
Determinar el centro
para el menor F.S.
ui i
M
FS  resistente

M motor
Wi .d
i
R. S
.l
Si se tiene estratificación:
Suelo uniforme:
FS 
M resistente
Estabilidad al Deslizamiento Circular – Método Sueco
Condición no drenada (Fellenius)

14. Estabilidad al Deslizamiento Circular – Método Sueco
Método de las dovelas simplificado (Fellenius)
O
R

H
i .li

c.L  tan 
´i .li
 Wi .seni  Wi .seni

FS 
Mresistente
Mmotor
  c  ´.tan

Según Mohr-Coulomb:
Dovela (i)
Wi
Ei

li

i

´i
Wi
Wi.sen

Wi.cos

Xi

i
Xi+1
i+1
Ei+1

Resultante de fuerzas laterales nula en dirección normal al arco
de deslizamiento

15. Estabilidad al Deslizamiento Circular - Método del
Círculo de Fricción (Taylor, 1937)
O
W’
r

R
L
R = r.sen
d
F
L´
d
Rc
rc = r. L/L´
Círculo de Fricción
N
R

r
r
FS
FS  '

tan

 
c
N
R
F

16. Estabilidad al Deslizamiento Circular - Método del
Círculo de Fricción (Taylor, 1937)
•Suponiendo r = r quedan 3 incógnitas que
pueden determinarse a partir de las ecuaciones de equilibrio
•El FS calculado a partir de esta hipótesis constituye un
límite inferior
•El límite superior de FS se obtiene suponiendo
esfuerzos efectivos concentrados únicamente en los extremos
del círculo de falla (Frölich, 1955)
•En un talud real los esfuerzos normales estarán
distribuidos sobre el arco de falla de forma desconocida
• Se tienen dos FS:
• La solución correcta es la que hace:
e c d
c ;
C R tan

FS 
C

c L
FS 
tan


FSc  FS 
FS

17. •Solución particular del Método del Círculo de Fricción
para el círculo de falla crítico en suelos homogéneos
saturados (Taylor, 1948)
•Distribución de esfuerzos normales distribuidos de
forma similar a una semionda sinusoidal
• Para suelo homogéneo existen tres variables: m,  y 
•Ábacos para la determinación de círculos de falla críticos
sin necesidad de tanteos
•En un suelo homogéneo con círculo crítico de base
una vertical tangente al círculo de fricción pasa por el punto
medio del talud
Método del Círculo de Fricción
Ábacos de Taylor para suelo homogéneo saturado (1948)
FS.H.

c
• Se define el Coeficiente de Estabilidad (m): m


18. •Son considerados únicamente las tensiones en una sección
vertical única del talud (no se considera el aspecto tridimensional)
•Existen métodos que consideran parcial o totalmente las
fuerzas entre dovelas (Bishop, Jambu, Spencer)
•Existen otros métodos que permiten considerar distintos tipos
de superficies de falla (método de la cuña, espiral logarítmica, etc.)
•Los métodos de dovelas simplificados dan coeficientes
de seguridad con un intervalo de confianza de ±10% respecto a
los parámetros de resistencia supuestos. Es fundamental la
elección de los parámetros resistentes.
•En arcillas “fisuradas” (sobreconsolidadas) el empleo de
los parámetros de resistencia máxima puede dar lugar a
estimaciones poco seguras. Asociado con la falla progresiva.
Consideraciones Generales

19. Verificación de la estabilidad para distintos
estados
•Otros casos a considerar: largo plazo con flujo en
régimen establecido (redes de flujo), vaciado rápido (elevadas
presiones neutras)
•Verificar la fundación de presas o terraplenes sobre
suelos blandos
•Se pueden ajustar los parámetros considerados en un proyecto
a partir de la observación del comportamiento de terraplenes
de prueba debidamente instrumentados (monitoreo de
deformaciones y presiones neutras)

20. Elección del método de cálculo
Caso Método Observaciones
Final de la construcción
con suelo saturado;
periodo de construcción
corto respecto al de
consolidación
Cálculo con Su (=0)
Resistencia no drenada
El método c,  permite
comprobaciones mediante
las presiones neutras
reales
Estabilidad a largo plazo
Método c,  con
presiones neutras
deducidas de las
condiciones de equilibrio
del agua freática
Estabilidad en fases
intermedias
Método c,  con
presiones neutras
estimadas
Las presiones neutras
reales deben determinarse
en sitio