TEMA 8 ESTABILIDAD DE TALUDES.pdf

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CURSO: MECÁNICA DE SUELOS II


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inclinadas respecto a la horizontal que adopta

natural o como consecuencia de una obra de.

Por lo que se tendrá dos tipos taludes:

‐Taludes Naturales

‐Taludes

Artificiales


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CLASIFICACIÓN GENERAL DE TALUDES

TALUDES

NATURALES ARTIFICIALES

Des aste o Acumulación Construidos CortadosCorte o deposición

Lomas y taludes laderas y taludes terraplenes cortes yen valles detríticos y presas excavacionessin soporte

acantilados taludes de pilas de

de ríos y de flujo (huayco)

Taludes Naturales y Artificiales (Fuente: Whitlow, 1994)


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Talud de corte en

macizo rocoso


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Talud de corte en arena


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Taludes Acantilados Costa Verde ‐

suelos gravo

‐arenosos


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Taludes Acantilados Costa Verde ‐

‐

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS Y ASFALTO


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Taludes naturales en valles de costa


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Taludes naturales en valles de costa

con cubierta vegetal propia del lugar


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Taludes de corte en suelos tropicales

selva peruana


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Todos los taludes tienen una tendencia inherente a

se degradará a una superficie horizontal) y, bajo este

“ ”

a moverse parte de la masa del talud, y la “falla” es el

causan la

inestabilidad

son

la

gravedad

y la

infiltración,

mientras ue la resistencia a la alla roviene de la

geometría del talud y de la resistencia al esfuerzo de

cortante del

ro io

suelo

de

las

rocas.


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El movimiento

de

las

masas

puede

darse

como

resultado

de una falla al corte a lo largo de cierta superficie interna, o bien cuando una disminución general del

esfuerzo

efectivo

entre

las

partículas

causa

una

licuación

.

Existe gran variedad de tipos de movimiento (fallas);

para

nuestros

prop sitos,

conviene

c asi icar os

en

tres

categorías:

•Derrumbes

•Deslizamientos•Flujos (Huaycos)


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La determinación del estado de esfuerzos en losdiferentes puntos del medio material que constituye untalud es un problema complejo aún no resuelto; por lo

que la mayoría de los métodos se basa en el estudio del mecanismo e a a e ta u , or o genera seconsidera que la falla ocurre por un deslizamiento de la

, ,

lo largo de una superficie de falla supuesta por lo quese considera que en este caso el suelo desarrolla entodo punto de la superficie de falla la máxima

resistencia al esfuerzo cortante que se le considere ene nstante e a a.


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DESCRIPCI N GENERAL

DE UN TALUD

Corona del Talud

Cuerpo del Talud Altura del talud

Terreno de Fundación del Talud

α ángulo del Talud

del Talud


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GENERAL


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n a ac ua a os ro emas en os a u es

relacionados a la ingeniería están mejor definidos

or o que se cons ruyen os a u es ar c a es con

factores de seguridad mínimos ya que los métodos se

r gen a o a nvest gac n e as rop e a es

mecánicas de los suelos que componen el cuerpo del

talud, or lo que, la posibilida de una alla se

presenta de manera muy pequeña.


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Tipos y Causas de

Falla m s

comunes


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Falla por traslación

relativamente poca profundidad existe un estrato paralelo o

,

corte sea muy baja. Fenómeno frecuente cuando el terreno

guardando una inclinación similar por lo general los planosdébiles son estratos del ados de arcilla mu blanda o de

arena mas o menos fina sujeta a una disminución de esfuerzos

efectivos y disminución en la resistencia del manto al esfuerzocortante.


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Taludes de corte en roca ‐ valles

de sierra


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Falla del talud por traslación en roca


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I

III

I Local o Superficial

II Por el pie del talud

III De fondo a Base


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Deslizamiento en laderas naturales sobre superficies de falla

reexistentes

esfuerzo cortante en partes mas profundas, que llega muchas

veces a producir una verdadera superficie de falla; cuando losmovimientos se aceleran se puede producir un deslizamientode tierras. La mayor parte de estos tipos de movimientos se

ro uce or a presencia e agua en e interior e a a era;este tipo de falla se presenta con frecuencia en materiales

,determinado periodo producen deformaciones grandes que

generan la superficie de falla.Una vez generada la superficie, la resistencia actuante a lolargo de ella será la resistencia residual.


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Grietas de Tensión en La Corona del talud

GRIETAS DE TENSION

Superficie de falla ‐


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considerables de suelo, con superficies de falla

produce una falla de superficie curva por donde ,

conoce como falla por rotación intermedia.

Taludes con


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Taludes con

Sobrecar a


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Flujos (Huaycos)

ov m entos mas o menos r p os e zonas oca za as euna ladera natural, de manera que el movimiento en si y la

desplazamientos son semejantes al fluir un líquido viscoso.No existe en si una superficie de falla, se roducen en

cualquier formación no cementada desde fragmentos deroca, hasta arcillas; se producen tanto en materiales secos,como me os. uc os u os r p os en ma er a es secosocurren asociados a fenómenos de presión de aire, en los

fenómenos de licuación de suelos.


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a as por eros n

a as e t po super c a rovoca as acc n principalmente de las lluvias que ante la falta

e cu erta vegeta en e ta u estruye progresivamente la matriz fina del suelo, ena gunos casos tam n se e e a a acc n eviento en taludes naturales de litoral.

F ll ió t l d l


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Falla por erosión en taludes – selva peruana


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Falla por licuación

Se producen cuando en la zona del deslizamiento el suelo pasa rápidamente de una condición mas omenos firme a la correspondiente a una suspensióncon perdida casi total de resistencia al esfuerzocor an e; en meno ro uc o en as arc asextrasensitivas y arenas poco compactadas.


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UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS Y ASFALTO


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Parámetros de Resistencia al Esfuerzo

Cortante Para

el

Análisis de Estabilidad


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Las condiciones mecánicas de los suelos son

analizadas especialmente cuando se va construir el

terraplén en un terreno arcilloso saturado y blando.Considerando la superficie potencial de

deslizamiento, la variación de la altura del terraplén

con el tiempo, el cambio de esfuerzo cortante

promedio en la superficie de falla, la variación de la

presión de poros. En este caso las condiciones de

seguridad con respecto al deslizamiento decrecen

durante la época de construcción.


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CASO DE EXCAVACIONES


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Excavaciones practicadas en arcilla blandas saturadas

La condición crítica se presenta a largo plazo cuando las presiones de poro se han adaptado o bien a una condición estática o a una de flujo establecido para el

análisis se

considera

la

consolidación

y el

drenaje

lento

en

.


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Excavaciones practicadas en suelos granulares gruesos

La condición crítica se presenta a corto plazo cuando las

resiones de oro crecen los flu os de a ua lim ian los

finos dejando sin matriz a la gravas, el análisis debeconsiderar la consolidación y el drenaje rápido en

términos de esfuerzos efectivos.


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a u es

en

renas


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La estabilidad de un talud homogéneo es consecuencia de la fricción que se desarrolla entre las artículas constituyentes dela arena, para garantizar su estabilidad el ángulo del talud

condición de estabilidad es de que:

=

Los granos de arena próximos a la frontera del talud nosometidos a ningún confinamiento están propensos a posiblesdeslizamientos producidos or el agua y el viento, el factor deseguridad (F S ) estará determinado por el ángulo de reposo y el

S

1.1 ó 1.2


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Grietas de Tensión


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Deslizamiento con superficies de falla preexistentes

Deslizamientos de la masa de suelo con respecto a otrasuperficie, por lo que la resistencia corresponde a nivelesmuy altos de deformación previa lo que indica que seráinvariablemente la resistencia residual.


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Cálculo de la estabilidad de taludes


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Factor de Seguridad (FS)


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Por lo que, si:

FS > 1 (Talud Estable)FS = 1 (Equilibrio Límite)

S


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Para

analizar

la

estabilidad

de

un

talud

o

superficie

inclinada

sea

esta

natural

o

arti icial,

el

ri or

de

su

estudio

basado

en

métodos

de

“Análisis

Límite”,

constitu e

en

ima inar

un

mecanismo

de

alla

basado

en

la

intuición

y

experiencia.

Aplicando

luego

material

o

materiales

involucrados

o

componentes

.

Dirección de los Esfuezos


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Principales en la Falla de un Talud

Métodos de Análisis


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73/97

p

B

i s h

d e

t o d

o

M


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p

B

i s h

d e

t o d o

M


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y l o r

d e T

d o

s

M é t


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El procedimiento generalmente es usado para

naturales o de excavados en suelos estratificados o

rregu ares, supon en o que a super c e e

deslizamiento tiene forma circular.

Este método nos ayuda a determinar el factor de

seguridad de taludes en suelo homogéneo como

heterogéneos es decir cuando el cuerpo del talud se

sistema de flujo poco usual.

Métodos de Fellenius


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En

este

método

la

masa

de

falla

se

divide

en

una

serie

de

dovelas

(rebanadas)

verticales

y

se

considera

el

equilibrio

de

cada

una

de

estas

dovelas.

Cada

dovela

se

considera

como

cuerpo

libre,

se

tomará

en

cuenta

el

mínimo

coeficiente

de

seguridad

por

lo

que

es

necesario

elegir

diferentes

posiciones.

Cabe

señalar

que

cuanto

más

profunda

sea

la

superficie

de

falla

mayor

será

el

factor

de

seguridad

debido

a

que

la

resistencia

del

suelo

es

mayor;

los

taludes

no

soportan

pendientes

mayores

que

el

ángulo

por

lo

que

se produce el deslizamiento.

En primer lugar, sepropone una super c e


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1de falla a elección y se

3

2masa deslizante

5

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Diagrama de fuerzas que actúan en cada dovela


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Ei

Wi

Ei

Li

Ni

i

α

Métodos de Dovelas


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Efecto del agua en la resistencia


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Fuerzas que actúan en cada dovela

Ei 1 y Ei 2 : fuerzas de empuje lateral .Ni Ti : com onente del eso, W ue actúa en la direcciónnormal y tangencial en la base de la dovela.

S o τ : esfuerzo resistente desarrollada por el sueloque se u ica en a ase e a ove a.mi : esfuerzo debido a la presión de poros que

.

Métodos de Fellenius


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W = γ * hi * b‐

b: ancho de dovela‐ γ : peso unitario de la capa del suelo o suelos.

‐hi: espesor promedio de las capa del suelo o suelos.

Otros cálculos

Li = bi / (cos i ), bi : ancho de la dovelaix i

ui = hwx γw Ni = Wi cos

com onente normal

Ti = Wi x sen i (componente tangencial)


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•Calculo del esfuerzo cortante promedio τ i en el caso de:

Suelos Granulares (a nivel de esfuerzos efectivos):

τ i = c l i + (N i ‐m) tan

ue os nos a n ve e es uerzos o a es :

τu = c u l i + N tan


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Factor de Seguridad (Fs):

R M

S m

Donde:MR :Momento Resistente

Mm :Momento motor

La forma de la superficie de falla depende del

.

Métodos de Análisis Límite


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M to os

e

Análisis

L m te

Ejemplo de Análisis Límite con GEOSLOPE


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Ejemplo de Análisis Límite con GEOSLOPE


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Ejemplo de

Análisis

Límite

con

GEOSLOPE

0.922

Descri tion: Arena de Relave

LAGUNA DE

RECIRCULACION n m )

54

60

Unit Weight: 1.56

Cohesion: 0

Phi: 28

Unit Weight: 2.35

Cohesion: 3

Phi: 30

Description: Roca caliza, lutita

Unit Weight: 2.5

Cohesion: 200

Phi: 35CARRETERA

T e r r e n o ( m

18

24

30

36

42

Distancia Horizontal (m)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 C o t

0

6

Ejemplo de Análisis Límite con SLIDE


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Ejemplo de Análisis Límite con SLIDE


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e‐mail: [email protected]

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