DISEÑO DE LA PRESA DE TIERRA
1. ANALISIS MEDIANTE METODO SUECO
El método sueco o del círculo de deslizamiento es un método relativamente
sencillo de analizar la estabilidad de un terraplén y consta de dos partes
fundamentales.
Trazo de la red de flujo
Análisis de circulo de falla
Términos empleados
1.1.TRAZO DE LA RED DE FLUJO
El trazo de la red de flujo se realiza en dos partes
a) Calculo y dibujo de la línea de saturación
b) Trazo de líneas equipotenciales y de corriente
1.1.1. TRAZO DE LÍNEA DE SATURACION METODO GRAFICO
El método que se utiliza es gráfico, a base de tanteos y consiste en trazar las
líneas equipotenciales y perpendicularmente a ellas, las líneas de corriente para
formar figuras aproximadamente cuadradas en toda la red
1.1.2. TRAZO DE LÍNEA DE SATURACION METODO GRAFICO
ANÁLISIS DE LOS CÍRCULOS DE FALLA
Círculo de análisis
El Método Sueco, para el análisis de estabilidad de taludes, se basa en la
suposición de que la línea de falla de deslizamiento es aproximadamente un arco
de círculo y el volumen de falla es un sector circular correspondiente a un cilindro.
El método es básicamente gráfico y consiste en trazar arcos de círculo a través del
talud y la cimentación y obtener factores de seguridad contra el deslizamiento.
Se deben analizar principalmente tres círculos, que se ilustran, respectivamente,
en la Figura6.
Figura 6. Círculos de análisis de falla.
A. Círculo
tangente al
desplante.
B. Círculo que pase por el pie del talud y que comprenda parte de la cimentación.
C. Círculo que abarque partes de la cimentación y de la corona.
Los círculos se emplean indistintamente para el análisis de estabilidad de
ambos taludes.
Factor de seguridad
El factor de seguridad de cada arco se obtiene sumando todas las fuerzas que se
oponen al deslizamiento a lo largo del arco y dividiéndolas entre la suma de las
fuerzas que tienden a producir el deslizamiento.
La magnitud de estas fuerzas depende de que se tengan condiciones de no
saturación o de saturación.
Para fines de análisis se considera un metro de ancho entre dos arcos.
Condiciones de no saturación
Las fuerzas que se oponen al deslizamiento son: la suma de fuerzas normales
multiplicadas por la tangente de ángulo de fricción interna, más el valor de la
cohesión en toda la longitud del arco. Las fuerzas que tienden a producir el
deslizamiento son las fuerzas tangenciales. De acuerdo con lo anterior, el factor
de seguridad contra el deslizamiento está dado por la fórmula:
FS=∑ N∗tan∅+L∗C
∑T≥1.5
Siendo:
ΣN = Suma de las fuerzas normales = Área de las componentes normales, que se
oponen al deslizamiento, multiplicada por el peso volumétrico seco, ton.
tanφ = Tangente del ángulo de fricción interna en condiciones de no saturación.
L = Longitud del arco de círculo, m.
C = Cohesión en condiciones de no saturación, ton/m2.
ΣT = Suma de fuerzas tangenciales = Área de las componentes tangenciales que
provocan el deslizamiento multiplicada por el peso volumétrico seco del material,
ton.
Condiciones de saturación
Las fuerzas que se oponen al deslizamiento son: la suma de fuerzas
normales, menos fuerzas de sub presión multiplicada por la tangente del ángulo
de fricción interna, más el valor de la cohesión en toda la longitud del arco. Las
fuerzas que tienden a producir deslizamiento son las fuerzas tangenciales. De
acuerdo con lo anterior, el factor de seguridad contra el deslizamiento está dado
por la fórmula:
FS=¿¿
Siendo:
ΣS = Suma de las fuerzas de sub presión = Área de sub presión por el peso
volumétrico del agua, en ton.
tanφ = Tangente del ángulo de fricción interna en condiciones húmedas.
C = Cohesión en condiciones húmedas, en ton/m2.
Para el análisis de estabilidad aguas arriba se emplea la red de flujo a
vaciado rápido, (para determinar la suma de las fuerzas de sub presión), y
para el talud aguas abajo se emplea la red de flujo a bordo lleno.
1.2.PROCEDIMIENTO DE APLICACIÓN DEL METODO SUECO
Se propone los elementos geométricos de la sección transversal de altura
máxima
2. CALCULO DEL FACTOR DE SEGURIDAD
1. CONDICIONES GENERALES DE LA PRESA
Tipo de presa: homogénea
Borbo libre: 2.08m
Altura de la presa: 32m
Tipo de material: SC
Ancho de corona: 10m
Ángulo de fricción: 36°
Cohesión: 6 tn/m2
2. PARA CONDICION DE NO SATURACION Presa aguas arriba
DatosΣN=509.6 tnΦ=36°L = 74.6 mΣT = 227.5 tnC= 6 tn/m2
FS=509.6∗tan36 °+74.6∗6227.7
FS=3.59 >1.5 ………………………….ok
Presa aguas abajoΣN=509.6 tnΦ=36°L = 74.6 mΣT = 227.5 tnC= 6 tn/m2
FS=509.6∗tan36 °+74.6∗6227.7
FS= 3.59 >1.5 ………………………….ok
3. PARA CONDICIÓN DE SATURACION Presa aguas arribaDatos
ΣN=509.6 tnΣT = 227.5 tnΣS = 481.15Φ=36° L = 74.6 mC= 6 tn/m2
FS=(509.6−481.15 )∗tan36+74.6∗6
227.5 FS=2.06 > 1.5 ……………………………….ok
Presa aguas abajoΣT = 227.5 tnΣS = 481.15Φ=36° L = 74.6 mC= 6 tn/m2
FS=(509.6−481.15 )∗tan36+74.6∗6
227.5FS=2.06 > 1.5 ……………………………….ok
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