monografia

 
Estabilidad de taludes
Uno delos problemas que muy a menudo necesita resolver el ingeniero es el correspondiente a los fenómenos de inestabilidad de taludes en cortes y terraplenes.
Un talud de tierra no puede considerarse estable indefinidamente, porque tarde o temprano la estabilidad que pueda presentar se pierde debido a los agentes naturales tales como las presiones hidrostáticas elintemperismo y la erosión. Un aumento temporal de cargas, la reducción de la resistencia del suelo o la redistribución desfavorable de esfuerzos son causas que contribuyen de una u otra manera a que el talud busque su posición más estable.
La estabilidad del suelo se confía a la resistencia propia del material que los forma y al valor soportante del suelo subyacente al pie del talud.
Factor deseguridad:
Se define como:
〖Fs〗_s = factor de seguridad con respecto a la resistencia.
τ_f= resistencia cortante del suelo
τ_d= esfuerzo cortante promedio desarrollado en la superficie de falla

Para propósitos de análisis, los taludes pueden clasificarse como: finitos o infinitos. En la práctica, un talud se considera infinito si las propiedades del suelo a la misma profundidad son igualesy si la profundidad D hasta el substrato resistente es constante y pequeña comparada con la longitud total del talud. Para esta geometría, cualquier movimiento de la masa o falla del talud a menudo produce un desplazamiento del suelo que involucra una longitud muy superior a su profundidad, como lo indica la superficie de falla potencial que se muestra en la Figura 1.

Fig.1
En la figura 2se ilustra un talud de extensión finita. Este talud representa el caso más general, en el que debe considerarse la estática de la totalidad de masa que falla.

Fig.2
Análisis de taludes finitos con superficies de falla circularmente cilíndrica.
Modos de falla:
La falla ocurre de tal manera que la superficie de deslizamiento interseca al talud, o arriba de su pie. (Figura a).Es posible teneruna falla de talud superficial. (Figura b). Cuando la superficie de deslizamiento pasa alguna distancia debajo del pie se llama falla de base. (Figura c)

Procedimientos de analisis de estabilidad:
Procedimiento de masa:
Aquí la masa sdel suelo arriba de la superficie de deslizamiento se toma como unitaria.es util si se supone una masa homogenes de suelo, lo cual no es muy comun entaludes naturales.
Metodo de las dovelas:
El suelo se subdivide en varias dovelas verticales paralelas. La estabilidad de cada una se calcula por separado. Es una tecnica versatil, pues toma en cuneta la no homogeneidad el suelo y la presion de poro , tambien considera el esfuerzo normal a lo largo de la superficie potencial de falla.
AC: representa la superficie de falla de prueba
Bn= elancho de cada dovela
Wn= peso efectivo de cada dovela.
Nr y Tr= Componentes normal y trangencial de la reacción R.
Pn y Pn+1= fuerzas normales que actúan a los lados de la dovela.
Tn y Tn+1= fuerzas cortantes que actúan en los lados de la dovela
Suposición aproximada: “Las resultantes de Pn y Tn son iguales en magnitud a las resultantes de Pn+1 y Tn+1 y que sus líneas de acción coinciden”.Nótese que el valor αn puede ser positivo o negativo, dependiendo si se encuentra en el mismo cuadrante del talud.
Se busca el factor de seguridad mínimo, es decir el factor para el círculo crítico, por medio de varias pruebas cambiando el centro del círculo de prueba.
Por conveniencia se muestra un talud en un suelo homogéneo. Pero el método se extiende a taludes con suelo estratificado.(Fig.3)El procedimiento es el mismo, pero cuando se calcula el factor de seguridad, los valores de φy c no serán los mismos para todas las dovelas.

Método simplificado de las dovelas de Bishop
En este método Bishop (1955), toma en cuenta el efecto de las fuerzas sobre los lados de cada dovela.

Fig. (a). Fuerzas que actúan sobre la N-esima dovela. Fig. (b). Polígono de fuerzas de equilibrio....