ESTABILIDAD DE TALUDES"Definicin 01.Se comprende bajo el nombre genrico de taludes cualesquiera superficies inclinadas respecto a lahorizontal que hayan de adoptar permanentemente las estructuras de tierra, bien en forma natural o como consecuencia de la intervencin humana en una obra de ingeniera. (Juarez Badillo-Rico Rodriguez, 1996).Definicin 02. Es una superficie de terreno expuesta a un ngulo con la horizontal, y puede ser natural o construido.Si la superficie del terreno no es horizontal, una componente de la gravedad ocasionar que el suelo se mueva hacia abajo. Si la componente de la gravedad es suficientemente grande ocurrir la falla del talud, o sea la masa de suelo se deslizara haciaabajo. (Braja M. Das, 2001).ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES Implica determinar y comparar el esfuerzo cortante desarrollado a lo largo de la superficie ms probable de falla con la resistencia cortante del suelos. El anlisis de la estabilidad de un talud es compleja, donde la evaluacin de variables tales como la estratificacin de suelos y sus parmetros de resistencia cortante resulta una tarea formidable. La infiltracin a travs del talud y la seleccin de una superficie de deslizamiento potencial se agregan a la complejidad del problema.En general el factor de seguridad se define como:FSs = Tf /TdDonde:FSs = Factor de seguridad con respecto a la resistenciaTf = Resistencia cortante promedio del sueloTd = Esfuerzo cortante desarrollado a lo largo de la superficie potencial de falla.Factor de seguridad

Componentes de la resistencia cortante de suelosLa resistencia cortante de un suelo consta de dos componentes, la cohesin y la friccin, y se expresa como:Tf = c + tan Donde:C = Cohesin = angulo de friccion = esfuerzo normal efectivo sobre la superficie de falla.

. Tipos y causas de fallas mas comunes A) Falla por deslizamiento superficial.-El desequilibrio puede producirse por un aumentoen las cargas actuantes en la corona del talud, por una disminucin en la resistencia del suelo alEsfuerzo cortante o, en el caso de laderas naturales, por razones de conformacin geolgica.El fenmeno es muy frecuente y peligroso en laderas naturales y, en este caso, generalmenteabarca reas tan importantes que cualquier solucin para estabilizar una estructura alojada enesa zona escapa de lo lmites de lo econmico, no quedando entonces ms recurso que un cambio en la localizacin de la obra.b) Deslizamiento en laderas naturales sobre superficies de falla preexistentes.En las laderas naturales se encuentran en movimiento hacia abajo una costra importante delmaterial, es distinto al anterior, producido por un proceso de deformacin bajo esfuerzo cortante en partes ms profundas, que llega a producir una verdadera superficie de falla.Estos movimientos a veces son tan lentos que pasan inadvertidos.Este tipo de fallas se presenta en materiales cohesivos donde las fuerzas gravitacionalesproducen deformaciones grandes.c). Falla por movimiento del cuerpo del talud A comparacin de los anteriores ocurren con movimientos bruscos con superficies de falla quepenetra profundamente en su cuerpo. Estos fenmenos reciben comnmente el nombre de deslizamientos de tierras. Dentro de stos existen dos tipos: - Superficie de falla curva con tendencia a circular, sonllamados fallas por rotacin. - Ocurren sobre superficies dbiles , que suelen ser horizontales , estas fallas son de traslacin.d) Flujos Este tipo de falla consiste en movimientos ms o menos rpidos de zonas localizadas de una ladera natural, de manera que el movimiento, la distribucin de las velocidades y los desplazamientos se asemejan el fluir de un lquido viscoso. No existe una superficie de falla y sta se desarrolla en un lapso muy breve al inicio del fenmeno. Estas fallas pueden ocurrir en cualquier formacin no cementada, desde fragmentos de roca, hasta arcillas, suceden tanto en materiales secos, como hmedos.Muchos flujos rpidos en materiales secos ocurren asociados a fenmenos de presin de aire, en lo que ste juega un papel anlogo al del agua en los fenmenos de licuacin de suelos.e) fallas por erosin Estas son tambin fallas de tipo superficial provocadas por arrastres de vientos, agua, etc, en los taludes. El fenmeno es tanto ms notorio cuanto ms empinadas sean las laderas de los taludes. Una manifestacin tpica del fenmeno suele ser la aparicin de irregularidades en el talud, originalmente uniforme. Desde el punto de vista terico esta falla suele ser imposible de cuantificar detalladamente, pero la experiencia ha proporcionado normas que la atenan grandemente si se las aplica con cuidado.

g). Fallas por falta de capacidad de carga en el terreno de fundacin Puede ocurrir en los siguientes casos: - Terraplenes construidos sobre arcillas blandas saturadas. - Terraplenes de arcilla parcialmente saturadas. - Excavaciones practicadas en arcillas blandas saturadas. - Deslizamiento con superficies de falla preexistentes

Clasificacin de fallas de taludes adaptada de Hunt (1984).

Tipo de fallaForma DefinicinDefinicin

DesprendimientosCada libreDesprendimiento repentino de uno o ms bloques de suelo o roca que descienden en cada libre.

VolcaduraCada de un bloque de roca con respecto a un pivote ubicado debajo de su centro de gravedad.

DerrumbesPlanarMovimiento lento o rpido de un bloque de suelo o roca a lo Largo de una superficie de falla plana.

RotacionalMovimiento relativamente lento de una masa de suelo, roca o una combinacin de los dos a lo largo de una superficie curva de falla bien definida.

Desparramamiento lateralMovimiento de diferentes bloques de suelo con Desplazamientos distintos.

Deslizamiento de escombrosMezcla de suelo y pedazos de roca movindose a lo largo de una superficie de roca planar.

AvalanchasDe roca o escombrosMovimiento rpido de una masa incoherente de escombros de roca o suelo-roca donde no se distingue la estructura original del material.

FlujoDe escombrosSuelo o suelo-roca movindose como un fluido viscoso, desplazndose usualmente hasta distancias mucho mayores de la falla. Usualmente originado por exceso de presiones de poros.

RepteoMovimiento lento e imperceptible talud abajo de una masa de suelo o suelo-roca

Factores influyentes en la estabilidad La estabilidad de un talud est determinada por los siguientes factores: -Factores geomtricos (altura e inclinacin) - Factores geolgicos (condicionan la presencia de planos, zonas de debilidad y anisotropa en el talud) -Factores hidrogeolgicos (presencia del agua) -Factores geotcnicos (resistencia y deformabilidad)

Diapo 3"SUELOS FINOS"SUELOS LIMO ARCILLOSOSEl limo es inestable. Difcil de compactar, fcilmente erosionable y sujeto al fenmenode tubificacin. La arcilla tiene adherencia, consistencia o que vara con la cohesin humedad.Caractersticas asociadas a la fsico-qumica de la partcula, mineraloga, capacidad de y intercambio inico (fuerzas de repulsin moleular).

Las partculas que no puedan identificarse individualmente se denominan partculas finasIDENTIFICACION DE SUELOS LIMOARCILLOSOS EN EL CAMPO CON EL MATERIAL QUE PASA LA MALLA No. 40:A. Dilatancia (Reaccin a la agitacin)B. Resistencia en estado seco (a la disgregacin)C. Tenacidad (consistencia cerca del lmite plstico)

A. DILATANCIA (REACCIN A LA AGITACIN) Se prepara una pastilla de suelo hmedo. Colquese la pastilla en la mano. Agtese golpeando varias veces. El limo en que la superficie de la pastilla, adquiere una consistencia brillante debido a la expulsin del agua. Las arenas limpias dan la reaccin ms rpida. Las arcillas no presenta reaccin.ENSAYO DE DILATANCIASe evala la velocidad de aparicin de agua en la superficie de la mezcla, al sacudir la palma de la mano (nula, muy lenta, lenta, rpida).B. RESISTENCIA EN ESTADO SECO (A LA DISGREGACIN). Se prepara una pastilla de suelo hmedo. Se deja secar la pastilla al sol, luego midiendo su resistencia, desmoronndola con los dedos. La resistencia (en estado seco) aumenta con la plasticidad (presencia de arcilla). Una elevada resistencia es una arcilla CH. Un limo posee una resistencia muy ligera. Las arenas finas limosas tienen resistencia ligera.ENSAYO DE RESISTENCIA EN ESTADO SECO Se evala la resistencia ante la presin de los dedos, de una muestra seca al aire (nula, ligera, media, alta, muy alta)C. TENACIDAD (CONSISTENCIA CERCA DEL L.P .) Formar con una masilla de suelo un cilindro de aproximadamente 3 mm. de dimetro. Con el amasado la humedad se reduce y la muestra adquiere una consistencia dura. Cuanto ms tenaz es el rollito y cuanto ms duros son los trozos al desmoronarse, mayor esel contenido de arcilla.ENSAYO DE TENACIDADSe evala la consistencia del suelo con humedad cercana al lmite plstico (nula, ligera, media, alta)

CONTRACCION DE ARCILLASDEPOSITOS DE ARCILLASSuelos de comportamiento variable, generalmente compresibles y de baja capacidad de soporte.Resistencia : variable, bajaCohesin : variableFriccin, : nulaPeso unitario : 1.6 a 1.8 ton/mCompresibilidad: variable, altaCapacidad de soporte : 0.5 a 2.0 kg/cmMdulo elstico: 10 a 150 kg/cm

Suelos pueden ser malos como cimentacin. Necesidad de ensayos de consolidacin.Cimentacin con zapatas conectadas o losas. Estructuras deben transmitir bajas presiones.

INVESTIGACIONES GEOTCNICASCaracterizacin Fsica: Granulometra, Indices de Consistencia, Humedad Natural, Gravedad Especfica.Calicatas y Sondajes con posteadora manual.Perforacin wash boring o rotatoria (arcillas duras)Ensayos de consolidacin.Ensayo de compresin simple triaxial UU.Ensayos de Penetracin Standard (no recomendable).Ensayos de Penetracin Esttica o veleta (arcillas blandas).

ENSAYO DE PENETRACION CUASIESTATICA DE SUELOS CON CONO Y CONO DE FRICCION

1. ALCANCES DETERMINACION IN SITU DE LA RESISTENCIA POR PUNT A Y PORFRICCIN LATERAL, ASTM D 3441 USO DEL CONO HOLANDES MECANICO O ELECTRICO Y EL PIEZOCONO EN ARCILLAS BLANDAS Y ARENAS FINAS ES POSIBLE REALIZAR ENSAYOS HASTA PROFUNDIDADES DE 40m.

2. TIPOS DE CONO CONO MECANICO EL DENOMINADO CONO HOLANDES CONO ELECTRICO DE FRICCION UTILIZA UNA DELDA DE CARGA PARA MEDIR LAS FUERZAS PIEZOCONO ELECTRICO UTILIZA UN DISCO POROSO PARA MEDIR LA PRESION DE POROSFIG. 1 CONO HOLANDES MECANICOFIG. 2 CONO ELECTRICOFIG. 3 PIEZOCONO ELECTRICO3. DEFINICIONES IMPORTANTES RESISTENCIA CONICA qc: LA FUERZAVERTICAL ENTRE LA PROYECCION DEL REA DEL CONO RESISTENCIA POR FRICCIN fs: LAFUERZA VERTICAL APLICADA AL MANGO DIVIDIDO POR EL REA DE LA SUPERFICIE. RELACION DE FRICCIN Rf: fs/qcEXPRESADA EN PORCENTAJE.4. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO APLICAR UNA FUERZA VERTICAL ALCONO Y A LAS BARRAS EXTERNASDE EXTENSION HASTA LAPROFUNDIDAD DE ENSAYO. APLICAR Y MEDIR LA FUERZAVERTICAL PERMANENTE A LA PUNTA CONICA A TRAVES DE LASBARRAS INTERNAS. MANTENER UNA VELOCIDAD DEPENETRACION CONICA DE 1 A 2 cm/seg. ES POSIBLE MEDIR LAS PRESIONES DE PORO GENERADAS EN LA PUNTA DURANTE LA PENETRACION (PIEZOCONO). EN CONOS CON MANGOS DE FRICCIN APLICAR Y MEDIR LA FUERZA VERTICAL. APLICAR UNA FUERZA VERTICAL AL CONO Y A LAS BARRAS EXTERNAS A LA SIGUIENTE 5. CORRELACIONES PARA ARCILLAS BLANDAS El valor qc es utilizado directamente en anlisis y diseo. su es obtenido a partir de(Bowles, 97): s= (qc-po)/Nkdonde:po: presin de tapada, zNk: 13 + 5.5 IP/50 (+/- 2)6. CORRELACIONES PARA ARENAS

DIAPOSITIVA 8ESTABILIDAD DE TALUDESCONCEPTOS GENERALES DEESTABILIDAD DE TALUDES LA ESTABILIDAD DE UN TALUD SE DETERMINA POR LA RELACIN EXISTENTE ENTRE LASLA FUERZAS QUE INESTABILIDAD RESISTENTES TIENDEN A PRODUCIR Y LAS FUERZAS PRODUCIDAS POR LAS CARACTERSTICAS DEL MACIZO ROCOSO LA RELACIN AS EXPLICITADA DA ORIGEN AL DENOMINADO PRINCIPIO DE EQUILIBRIOLIMITE.FUERZAS PROVOCADORAS DE LA INESTABILIDAD ESFUERZOS DEBIDO AL CAMPO TECTONICO RESIDUAL ACCIN GRAVITACIONAL PRESENCIA DE AGUA, ETC.,FUERZAS RESISTENTES DEL MACISO ROCOSO COHESIN FRICCIN DEL MATERIAL. LOS MTODOS FRECUENTEMENTE UTILIZADOS EN EL ANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDESEN ROCA, EQUILIBRIO BUSCAN DETERMINAR EL LIMITE ENTRE LAS ROCAS FACTIBLES DE DERRUMBAR. SE HAN DESARROLLDO MODELOS PARA SUPERFICIES DE PROCEDIMIENTOS ESTABILIDAD DEFALLA QUE PLANTEAN PROCEDIMIENTO DE ANLISIS PARA LA ESTABILIDAD POR BLOQUES LIMITADOS PLANOS DE DISCONTINUIDADES GEOLGICAS (FALLAS, FRACTURAS). UNA METODOLOGA DE ANLISISALTERNATIVA implica recurrir a la EXPERIENCIAACUMULADA EN DIFERENTES FAENAS MINERAS PARA optener datos SOBRE ALTURA, NGULODE TALUD, Y SUESTABILIDAD EN EL TIEMPO. LO ANTERIOR HA PERMITIDO DESARROLLAR MODELOS DE COMPORTAMIENTO DE TALUDESEN FUNCIN DE SU ESTABILIDAD.

ANTECEDENTES SOBRE TALUDES DE GRAN DIMENSION LA INFORMACIN RELACIONADA CON EL ANLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE TALUDESEN PROFUNDIDAD ES ESCASA. ALGUNAS CURVAS DE DISEO PERMITEN CONCLUIR PARA UN DETERMINADO FACTORDE SEGURIDAD Y ALTURA, EN EL NGULO DE TALUD CORRESPONDIENTE.EL NGULO DE EN GENERAL ESTAS CURVAS NO ENTREGAN INFORMACIN PARA PROFUNDIDADESMAYORES A TRESCIENTOS METROS. LAS TCNICAS DE equilibrio limite INVARIABLEMENTE REDUCEN LA CONDICINDE EQUILIBRIO DE LAS ROCAS EXCAVADAS A UN FACTOR DE SEGURIDAD. ESTE FACTOR SE EXPLICITA COMO EL CUOCIENTE ARITMTICO ENTRE los ESFUERZOS EN PRO DEL DESLIZAMIENTO DE LOS TALUDES Y LOS esfuerzon RESISTENTES INVOLUCRADOS. EN GENERAL, SI EL FACTOR DE SEGURIDAD ES IGUAL O MAYOR QUE 1.0 EL TALUD ESESTABLE, Y SI EL CUOCIENTE ES MENOR QUE 1.0 LA ROCA DE DICHO TALUD ES INESTABLE.ANALISIS DE ESTRUCTURAS PARA ESTABILIDAD DE TALUDESEN LOS MACIZOS ROCOSOS, LOS MODOS EN QUE FALLA EL MACIZO Y LA ESTABILIDAD DEL MISMO SON CONTROLADAS EN UNA GRAN MANERA POR LA DISCONTINUIDADES INTERSECCION DE LA S PRESENTES, CON LA SUPERFICIE DE EXCAVACION.

ESTAS DISCONTINUIDADES AL INTERSECTARSE CON LAS SUPERFICIES DEEXCAVACION PUEDEN FORMAR BLOQUES QUE NO REVISTAN NINGUN PELIGRO PARA LAOPERACIN, PERO OTRAS CONFIGURACIONES DE BLOQUES PUEDEN SERDE REAL PELIGRO PARA LA OPERACIN

DE TODO LO ANTERIOR SE CONCLUYE QUE LOS ANTECEDENTES BIBLIOGRFICOS AHORADISPONIBLES PARA DIMENSIONAR O EVALUAR LA ESTABILIDAD DE PROFUNDIDAD SLOTALUDES CONSIDERAN EN LA TCNICA DE EQUILIBRIO LIMITE . SE DEBE DESTACAR QUE EST A METODOLOGA NO PERMITE INCLUIR EN EL ANALISIS DE LAESTABILIDAD DE UN TALUD: LA DEFORMABILIDAD DEL TALUD Y LOS SISTEMAS DE ESTRUCTURAS

CONDICIONES DE DEFORMACION

VARIACION DEL MODULO DE YOUNG EL ACOMODO DE DEFORMACIN PODRA CONFINAR ALGN SECTOR, POR SOBRE SU CAPACIDAD INTRINSICA, EN ESTE CASO, SE PRODUCE UN EVENTO ESPONTNEO SIMILAR AL ESTALLIDO DE ROCA (ROCKBURST) DE LA MINERA SUBTERRNEA. TAMBIN ES LICITO DEDUCIR QUE LA ROCA PUEDE EXPERIMENTAR UN PROCESO DE DESCONFINAMIENTO DE SU CONDICIN INICIAL VIRGEN, RAZN POR LA CUAL LOS MDULOS DISMINUIDOS PUEDEN ASOCIARSE A MATERIAL SUELTO, ES DECIR, MATERIAL QUEPROBABLEMENTE EXPERIMENT LOS MAYORES EFECTOS DE DEFORMACIN LAS ROCAS, EXPERIMENTAN SIGNIFICATIVAS MODIFICACIONES DE SU MDULO DE DEFORMACIN (E) CONFORME LA MAGNITUD DE LOS ESFUERZOS QUE LA CONFINAN.

FACTOR DE SEGURIDAD SEGN ESFUERZOS PRINCIPALES UN CRITERIO DE FALLAMIENTO, UNIVERSALMENTE ACEPTADO POR LA MECANICA DE ROCAS, LOCONSTITUYE EL CRITERIO DE MOHOR.COULOMB. FORMULA UN FACTOR DE SEGURIDAD EN FUNCION DE LOS ESFUERZOS GENERADOS EN LA ROCA, EL ANGULO DE FRICCION INTERNA Y LA COHESION

PRODUCTIBIDAD DE TALUDESSE BASA ENEL AUMENTO DE LA PRODUCION MEDIANTE LA VERTICALIDAD DE LOS TALUDES, EN BASE A: UTILIZACIN DE TECNICAS DE PRECORTE CONTROL ESTRUCTURALBARRERAS DE CONTENCION SOSTENIMIENTO OPCIONAL Y/O PUNTUAL ESPECIFICACIONES PARA APLICACIN DEL SISTEMA PRECORTE