Este documento trata sobre la estabilidad de taludes y describe: 1) los tipos de taludes y fallas, 2) los parámetros y métodos para calcular la estabilidad, como el método sueco y el círculo de fricción, y 3) cómo verificar la estabilidad en distintos estados y condiciones. El objetivo es determinar el coeficiente de seguridad para predecir si un talud será estable o no.

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:
– Naturales
– Artificiales:
• Cortes
• Terraplenes

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
Falla Profunda o de Base
Material mas resistente
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: f
• Arcillas:
• Análisis a Corto Plazo (Final de la Obra): Su
• Análisis a Largo Plazo: c; f
• 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 = f. Donde i es el ángulo de reposo
f


f


f




f










máx
d
i
i
n
a
t
tan
FS
i
sen
W
tan
i
cos
W
i
sen
W
tan
N
FS
d
a
W
;
i
cos
W
N
;
i
sen
W
T
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
f


f


f




f










máx
'
'
'
'
'
'
'
'
'
i
i
n
a
t
tan
FS
i
sen
W
tan
i
cos
W
i
sen
W
tan
N
FS
d
a
W
;
i
cos
W
N
;
i
sen
W
T

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

13. d
W
l
R
S
M
M
FS u
motor
resistente
.
.
.


O
Fuerzas Resistentes
W
G
R
Fuerzas Motoras
b
H
Su
d
Determinar el centro
para el menor F.S.




i
i
i
ui
motor
resistente
d
W
l
S
R
M
M
FS
.
.
.
Si se tiene estratificación:
Suelo uniforme:
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
b
H Ei+1







f







i
i
i
i
i
i
i
i
motor
resistente
sen
.
W
l
.
´
tan
L
.
c
sen
.
W
l
.
M
M
FS
f



 tan
´.
c
Según Mohr-Coulomb:
Dovela (i)
Wi

Ei
li
´i
i
Wi
Wi.sen 
Wi.cos 
Xi+1
Xi
ai
ai+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
b
R
r
L´
L
R = r.sen fd
F
fd
Rc
rc = r. L/L´
Círculo de Fricción
N
Rf
rf
FS
tan
FS
c ' f





N
Rf
F

16. Estabilidad al Deslizamiento Circular - Método del
Círculo de Fricción (Taylor, 1937)
• Suponiendo rf = 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:
d
c
e
c
tan
tan
FS
;
R
L
c
C
C
FS
f
f



 f
FS
FS
FSc 
 f

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
• Se define el Coeficiente de Estabilidad (m):
• Para suelo homogéneo existen tres variables: m, f y b
• 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)


.
H
.
FS
c
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 (f=0)
Resistencia no drenada
El método c, f permite
comprobaciones mediante
las presiones neutras
reales
Estabilidad a largo plazo
Método c, f con presiones
neutras deducidas de las
condiciones de equilibrio
del agua freática
Estabilidad en fases
intermedias
Método c, f con presiones
neutras estimadas
Las presiones neutras
reales deben determinarse
en sitio