Estabilidad de taludes
Páginas: 45 (11144 palabras)
Publicado: 9 de diciembre de 2010
Roberto Ucar Navarro
CAPITULO II ANALISIS DE LA ESTABILIDAD Y DEL SOPORTE MEDIANTE ANCLAJES EN TALUDES ROCOSOS CONSIDERANDO ROTURA PLANAR
2.1.- INTRODUCCION
Aplicando el criterio de falla de
Mohr-Coulomb,
conjuntamente con las
ecuaciones de equilibrio estático, se ha desarrollado una expresión analítica al minimizar el factor de seguridad (FS), en la cual se determina lainclinación más crítica de la superficie potencial de deslizamiento para el caso particular de rotura planar en taludes rocosos.
A la vez se analiza la estabilidad del talud considerando la fuerza sísmica y el efecto de la presión intersticial actuando sobre el plano de discontinuidad.
Con el apoyo de ejemplos sencillos se aprecia la importancia de esta nueva metodología, de gran utilidad en eldiseño del soporte artificial mediante tirantes anclados.
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Roberto Ucar Navarro
Adicionalmente, a través de gráficos
también
se
hace hincapié‚ sobre la
variación del coeficiente de seguridad en función de los parámetros más influyentes en el cálculo de la estabilidad de la masa rocosa.
Por otro lado, al utilizar esta técnica es posible distinguir tres aspectos fundamentalesen el diseño de taludes en macizos rocosos:
1.-
Permite diseñar excavaciones estables para un factor de
seguridad
previamente conocido.
2.-
Aplicando una simple expresión matemática, se determina el plano
potencial de falla más crítico, y por ende el mínimo factor de seguridad correspondiente a la mencionada superficie de discontinuidad.
3.-
En el caso particular que eltalud rocoso sea inestable o con un coeficiente
de seguridad de baja confidencia, se obtiene la fuerza de anclaje por unidad de longitud de talud, tanto para el caso activo como pasivo, con la finalidad de elevar el mínimo factor de seguridad previamente determinado, a un nuevo coeficiente que garantice la estabilidad del macizo rocoso, tal como se podrá apreciar en detalle en el presentecapítulo a través de las ecuaciones
desarrolladas y con la ayuda de ejemplos numéricos.
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Roberto Ucar Navarro
2.2.- GENERALIDADES Como se sabe el mecanismo de falla relacionado con la estabilidad de
taludes en macizos rocosos está controlado por estructuras geológicas tales como diaclasas, foliación, estratificación, así como otras discontinuidades que conjuntamente con las anterioresson las causantes de que existan deslizamientos al llevarse a cabo excavaciones en obras civiles y mineras, tanto en la construcción de presas y obras viales como en las explotaciones a cielo abierto y subterráneas, con el resultado lamentable en muchas circunstancias de la pérdida de vidas humanas, además del costo horario adicional que representan las interrupciones y demoras, conjuntamente conlas inversiones cuantiosas que deben realizar las empresas y organismos competentes encargados de la remoción de bloques y fragmentos de roca y de la ulterior estabilización del macizo rocoso en caso de que se requiera.
Lógicamente lo dicho anteriormente indica que el ingeniero geotécnico juega un papel preponderante en la toma de decisiones con la finalidad de poder garantizar la seguridad delas excavaciones en macizos rocosos.
En estas condiciones, es de fundamental interés conocer
los modos de
rotura que ocurren en la roca cuyo movimiento está controlado por discontinuidades geológicas, las cuales pueden dividirse en tres tipos: a) Deslizamiento planar, ver figura (2.1).
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Roberto Ucar Navarro
t q
n
B A
H
C
NF
γ , C, Plano potencial de falla
φD T N U H1
W·K h β
α
O
u ( Presión de poro ) W ( 1+K v )
Figura 2.1 Geometría del talud mostrando las fuerzas y el plano potencial de deslizamiento (método bidimensional) b) Rotura por cuña ocasionada a través de dos planos de discontinuidad
dispuestos oblicuamente al plano del talud, en el cual el desplazamiento está gobernado por la inclinación y dirección de la recta de...
CAPITULO II ANALISIS DE LA ESTABILIDAD Y DEL SOPORTE MEDIANTE ANCLAJES EN TALUDES ROCOSOS CONSIDERANDO ROTURA PLANAR
2.1.- INTRODUCCION
Aplicando el criterio de falla de
Mohr-Coulomb,
conjuntamente con las
ecuaciones de equilibrio estático, se ha desarrollado una expresión analítica al minimizar el factor de seguridad (FS), en la cual se determina lainclinación más crítica de la superficie potencial de deslizamiento para el caso particular de rotura planar en taludes rocosos.
A la vez se analiza la estabilidad del talud considerando la fuerza sísmica y el efecto de la presión intersticial actuando sobre el plano de discontinuidad.
Con el apoyo de ejemplos sencillos se aprecia la importancia de esta nueva metodología, de gran utilidad en eldiseño del soporte artificial mediante tirantes anclados.
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Roberto Ucar Navarro
Adicionalmente, a través de gráficos
también
se
hace hincapié‚ sobre la
variación del coeficiente de seguridad en función de los parámetros más influyentes en el cálculo de la estabilidad de la masa rocosa.
Por otro lado, al utilizar esta técnica es posible distinguir tres aspectos fundamentalesen el diseño de taludes en macizos rocosos:
1.-
Permite diseñar excavaciones estables para un factor de
seguridad
previamente conocido.
2.-
Aplicando una simple expresión matemática, se determina el plano
potencial de falla más crítico, y por ende el mínimo factor de seguridad correspondiente a la mencionada superficie de discontinuidad.
3.-
En el caso particular que eltalud rocoso sea inestable o con un coeficiente
de seguridad de baja confidencia, se obtiene la fuerza de anclaje por unidad de longitud de talud, tanto para el caso activo como pasivo, con la finalidad de elevar el mínimo factor de seguridad previamente determinado, a un nuevo coeficiente que garantice la estabilidad del macizo rocoso, tal como se podrá apreciar en detalle en el presentecapítulo a través de las ecuaciones
desarrolladas y con la ayuda de ejemplos numéricos.
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Roberto Ucar Navarro
2.2.- GENERALIDADES Como se sabe el mecanismo de falla relacionado con la estabilidad de
taludes en macizos rocosos está controlado por estructuras geológicas tales como diaclasas, foliación, estratificación, así como otras discontinuidades que conjuntamente con las anterioresson las causantes de que existan deslizamientos al llevarse a cabo excavaciones en obras civiles y mineras, tanto en la construcción de presas y obras viales como en las explotaciones a cielo abierto y subterráneas, con el resultado lamentable en muchas circunstancias de la pérdida de vidas humanas, además del costo horario adicional que representan las interrupciones y demoras, conjuntamente conlas inversiones cuantiosas que deben realizar las empresas y organismos competentes encargados de la remoción de bloques y fragmentos de roca y de la ulterior estabilización del macizo rocoso en caso de que se requiera.
Lógicamente lo dicho anteriormente indica que el ingeniero geotécnico juega un papel preponderante en la toma de decisiones con la finalidad de poder garantizar la seguridad delas excavaciones en macizos rocosos.
En estas condiciones, es de fundamental interés conocer
los modos de
rotura que ocurren en la roca cuyo movimiento está controlado por discontinuidades geológicas, las cuales pueden dividirse en tres tipos: a) Deslizamiento planar, ver figura (2.1).
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Roberto Ucar Navarro
t q
n
B A
H
C
NF
γ , C, Plano potencial de falla
φD T N U H1
W·K h β
α
O
u ( Presión de poro ) W ( 1+K v )
Figura 2.1 Geometría del talud mostrando las fuerzas y el plano potencial de deslizamiento (método bidimensional) b) Rotura por cuña ocasionada a través de dos planos de discontinuidad
dispuestos oblicuamente al plano del talud, en el cual el desplazamiento está gobernado por la inclinación y dirección de la recta de...
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