Presas

DISEÑO BASADO EN NIVELES DE CONFIABILIDAD APLICADO AL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
Gonzalo M. Aiassa; Pedro A. Arrúa y Roberto E. Terzariol Palabras Claves: variabilidad, parámetros, equilibrio límite, probabilidad de falla.

1. RESUMEN
Uno de los objetivos en el diseño de presas, consiste en lograr un nivel satisfactorio de seguridad durante un período de tiempo prestablecido mediantefactores que definen el desempeño del sistema compuesto de cargas, tensiones de trabajo de los materiales, precisión en la descripción del problema por parte de las ecuaciones, incertezas debido a aspectos constructivos, cargas no previstas, cambios en condiciones ambientales, entre otras. En el diseño tradicional una apreciación general de estos aspectos brinda un factor de seguridad global quedepende de la experiencia y apreciación del diseñador. El análisis de estabilidad de taludes constituye una herramienta analítica común para estimar factores de seguridad en presas de materiales sueltos basados en principios estáticos sin considerar desplazamientos en la masa de suelo, pero no brinda información adicional sobre el nivel de desempeño durante la vida útil del talud. En general estosfactores de seguridad determinísticos son incapaces de distinguir incertezas paramétricas haciendo difícil la extrapolación de un escenario a otro. En el análisis determinístico los parámetros resistentes correspondientes al modelo de Mohr-Coulomb, cohesión y fricción, son frecuentemente considerados con un valor establecido en función de su condición drenada o no drenada. Se implementa el diseñobasado en niveles de confiabilidad entendida como la evaluación consistente del riesgo en el diseño empleando la teoría de probabilidades. Se analiza la variación de los factores de seguridad en función de la probabilidad de falla, según el entorno probabilístico de variación paramétrica. El estudio de la estabilidad del equilibrio se realizó mediante el método de equilibrio límite de Bishop,utilizando como herramienta de cálculo el programa XSTABL, considerando superficies de falla circulares. Los resultados indican que la probabilidad de falla se incrementa en forma exponencial con la disminución del factor de seguridad y depende del coeficiente de correlación.

ABSTRACT
One of the objectives in dam design, consists in obtaining a satisfactory security level during a pre-establishedtime by factors that define the performance of the system composed of loads, work stress of materials, precision in the problem description by equations, uncertainty due to constructive aspects, loads, changes in environmental conditions, among other questions. In traditional design a general appreciation of these aspects offers a global safety factor that depends on the experience andappreciation of the designer. Slopes stability analysis constitutes a common analytical tool to consider safety factors of earth dam based on static principles without considering displacements in soil mass, but it does not offer additional information on the performance level during dam life. In general, these deterministic safety factors are incapable to distinguish uncertainty parametric or, making theextrapolation from a scene to another one.

In deterministic analysis, the strength parameters corresponding to Mohr-Coulomb model, cohesion and friction, frequently are considered with a value established based on their drained or not drained condition. Design based on reliability levels is implemented, understood as the consistent evaluation of the risk in design using probabilities theory.Variation of safety factors based on the fail probability is analyzed, according to the probabilistic surroundings of parametric variation. The stability study was made by limit equilibrium Bishop’s method, using like tool calculation XSTABL software, considering circular failure surfaces. Results indicate that the fail probability increase in exponential way with the safety factor reduction.

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