Curso de Estabilidad de Taludes. Métodos de Análisis (1)

8/14/2019 Curso de Estabilidad de Taludes. Mtodos de Anlisis (1)

1/37


2/37


3/37


4/37


5/37

FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LA INESTABILIDAD

INCREMENTODE

ESFUERZOS

DISMINUCINDE LA

RESISTENCIA


6/37


7/37


8/37


9/37

SELECCIN DE LOS PARMETROS DE RESISTENCIA

EXCAVACINEN SUELO

COHESIVO


10/37


11/37

EFECTO DE LA HETEROGENEIDAD EN LOS MATERIALES

SUPERFICIE DEFALLA A TRAVES

DE VARIOSMATERIALES

DIFERENTES CURVASESFUERZO-DEFORMACIN


12/37


13/37

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


14/37

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.


15/37

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.


16/37


17/37

ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS TOTALES

TERZAGHI - PECK

Influencia grieta de traccin

AC

ABxcu


18/37


GIBSON Y MORGENSTERN

Cu variando con profundidad

w

no

ucNFS 1.


19/37


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


20/37


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


21/37

MINIMIZACIN DEL FACTOR DE SEGURIDAD


22/37

MINIMIZACIN DEL FACTOR DE SEGURIDAD

ANLISIS EN TRMINOS DE ESFUERZOS EFECTIVOS


23/37


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



24/37


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



25/37





26/37





27/37



S S OS S OS C OS


28/37



ANLISIS GENERALIZADO DE TAJADAS


29/37




30/37


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



31/37


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



32/37


Equilibrio de momentos (respecto a un punto arbitrario)

0 RSPfLjaAaAKWkWx mrrll

PfLjaAaAKWkWx

RulPlRcF

rrll

m)(

tanf

ANLISIS ESTABILIDAD EN TALUDES INFINITOS


33/37


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''



34/37


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


35/37

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.


36/37


37/37

Curso de Estabilidad de Taludes. Métodos de Análisis (1)

Documents

Transcript of Curso de Estabilidad de Taludes. Métodos de Análisis (1)