Estabilidad de Taludes
Páginas: 19 (4533 palabras)
Publicado: 6 de noviembre de 2013
Introducción
El siguiente trabajo muestra una sección de una presa de tierra, la cual consta de dos taludes, los cuales serán expuestos a la intrusión de agua, por lo que se desea saber si sus paredes serán estables contra el deslizamiento del talud.
Para lo anterior se hará uso del Método Sueco o de Fellenius de estabilidad de taludes, el cual divide en secciones o dovelas a la cuña de fallaque se forma en el talud de la presa.
El Método Sueco
Como ya se ha dicho, bajo el título genérico de Método Sueco se comprenden todos los procedimientos de análisis de estabilidad respecto a falla por rotación en los que se considera que la superficie de falla es un cilindro, cuya traza con el plano en el que se calcula es un arco de circunferencia. Existen varios procedimientospara aplicar este método a los distintos tipos de suelo, a fin de ver si un talud dado tiene garantizada su estabilidad en lo que sigue se mencionarán los procedimientos para resolver el problema con cada tipo de suelo de los que se consideran.
a) Suelos "puramente cohesivos" (ø = 0; c ≠ 0)
Se trata ahora el caso de un talud homogéneo con su suelo de cimentación y en el cual la resistenciaal esfuerzo cortante puede, expresarse con la ley:
s = c
donde c es el parámetro de resistencia comúnmente llamado cohesión. El caso se presenta en la práctica cuando se analizan las condiciones iniciales de un talud en un suelo fino saturado, para el cual la prueba triaxial rápida representa las condiciones críticas. En este caso el método puede aplicarse según un procedimiento sencillodebido al Dr. A. Casagrande, que puede utilizarse tanto para estudiar la falla de base como la de pie de talud, la descripción que sigue se refiere a la figura V-2.
Considérese un arco de circunferencia de centro en 0 y radio R como la traza de una superficie hipotética de falla con el plano del papel. La masa del talud que se movilizaría, si esa fuera la superficie de falla, aparece rayadaen la figura V-2. puede considerarse que las fuerzas actuantes, es decir, las que tienden a producir el deslizamiento de las masas de tierra, son el peso del área ABCDA, (nótese que se considera un espesor de talud normal al papel de magnitud unitaria y que bajo esa base se hacen todos los análisis que siguen) mas cualesquiera sobrecargas que pudieran actuar sobre la corona del talud. El momentode estas fuerzas en torno a un eje normal a través de 0 según la fig. V-2, en la que no se consideran sobrecargas, será simplemente:
Mm = Wd
Que es el llamado momento motor.
Las fuerzas que se oponen al deslizamiento de la masa de tierra son los efectos de la “cohesión” a lo largo de toda la superficie de deslizamiento supuesta. Así:
MR = cLR
Es el momento de esas fuerzas respecto aun eje de rotación normal, al plano de papel, por O (momento resistente)
En el momento de falla incipiente:
Mm = MR
Por lo tanto en general:
ΣWd = cLR
donde el símbolo Σ debe interpretarse como la suma algebraica de los momentos respecto a O de todas las fuerzas actuantes (pesos y sobrecargas).
Si se define un factor de seguridad:
F3 = MR / Mm
Podrá escribirse:
F3 =cLR / ΣWd
La experiencia permite considerar a 1.5 como un valor de F3 compatible con una estabilidad práctica razonable. Debe, pues, de cumplirse para la superficie hipotética seleccionada, que: F3 ≥ 1.5
Por supuesto, no está de ningún modo garantizado que la superficie de falla escogida sea la que represente las condiciones más críticas del talud bajo estudio (círculo crítico). Siempreexistirá la posibilidad de que el factor de seguridad resulte menor al adoptar otra superficie de falla. Este hecho hace que el procedimiento descrito, se torne un método de tanteos, según el cual deberán de escogerse otras superficies de falla de diferentes radios y centros, calcular su factor de seguridad asociado y ver que el mínimo encontrado no sea menor que 1.5, antes de dar al talud por...
El siguiente trabajo muestra una sección de una presa de tierra, la cual consta de dos taludes, los cuales serán expuestos a la intrusión de agua, por lo que se desea saber si sus paredes serán estables contra el deslizamiento del talud.
Para lo anterior se hará uso del Método Sueco o de Fellenius de estabilidad de taludes, el cual divide en secciones o dovelas a la cuña de fallaque se forma en el talud de la presa.
El Método Sueco
Como ya se ha dicho, bajo el título genérico de Método Sueco se comprenden todos los procedimientos de análisis de estabilidad respecto a falla por rotación en los que se considera que la superficie de falla es un cilindro, cuya traza con el plano en el que se calcula es un arco de circunferencia. Existen varios procedimientospara aplicar este método a los distintos tipos de suelo, a fin de ver si un talud dado tiene garantizada su estabilidad en lo que sigue se mencionarán los procedimientos para resolver el problema con cada tipo de suelo de los que se consideran.
a) Suelos "puramente cohesivos" (ø = 0; c ≠ 0)
Se trata ahora el caso de un talud homogéneo con su suelo de cimentación y en el cual la resistenciaal esfuerzo cortante puede, expresarse con la ley:
s = c
donde c es el parámetro de resistencia comúnmente llamado cohesión. El caso se presenta en la práctica cuando se analizan las condiciones iniciales de un talud en un suelo fino saturado, para el cual la prueba triaxial rápida representa las condiciones críticas. En este caso el método puede aplicarse según un procedimiento sencillodebido al Dr. A. Casagrande, que puede utilizarse tanto para estudiar la falla de base como la de pie de talud, la descripción que sigue se refiere a la figura V-2.
Considérese un arco de circunferencia de centro en 0 y radio R como la traza de una superficie hipotética de falla con el plano del papel. La masa del talud que se movilizaría, si esa fuera la superficie de falla, aparece rayadaen la figura V-2. puede considerarse que las fuerzas actuantes, es decir, las que tienden a producir el deslizamiento de las masas de tierra, son el peso del área ABCDA, (nótese que se considera un espesor de talud normal al papel de magnitud unitaria y que bajo esa base se hacen todos los análisis que siguen) mas cualesquiera sobrecargas que pudieran actuar sobre la corona del talud. El momentode estas fuerzas en torno a un eje normal a través de 0 según la fig. V-2, en la que no se consideran sobrecargas, será simplemente:
Mm = Wd
Que es el llamado momento motor.
Las fuerzas que se oponen al deslizamiento de la masa de tierra son los efectos de la “cohesión” a lo largo de toda la superficie de deslizamiento supuesta. Así:
MR = cLR
Es el momento de esas fuerzas respecto aun eje de rotación normal, al plano de papel, por O (momento resistente)
En el momento de falla incipiente:
Mm = MR
Por lo tanto en general:
ΣWd = cLR
donde el símbolo Σ debe interpretarse como la suma algebraica de los momentos respecto a O de todas las fuerzas actuantes (pesos y sobrecargas).
Si se define un factor de seguridad:
F3 = MR / Mm
Podrá escribirse:
F3 =cLR / ΣWd
La experiencia permite considerar a 1.5 como un valor de F3 compatible con una estabilidad práctica razonable. Debe, pues, de cumplirse para la superficie hipotética seleccionada, que: F3 ≥ 1.5
Por supuesto, no está de ningún modo garantizado que la superficie de falla escogida sea la que represente las condiciones más críticas del talud bajo estudio (círculo crítico). Siempreexistirá la posibilidad de que el factor de seguridad resulte menor al adoptar otra superficie de falla. Este hecho hace que el procedimiento descrito, se torne un método de tanteos, según el cual deberán de escogerse otras superficies de falla de diferentes radios y centros, calcular su factor de seguridad asociado y ver que el mínimo encontrado no sea menor que 1.5, antes de dar al talud por...
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