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ESTABILIDAD DE TALUDES
M. Ing. Miguel Diaz Pardave Maestro Maestr o en Ingeniería Geotécnica – UNAM Jefe del Laboratorio de la Carrera de Ingeniería Civil - USIL
[email protected]
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INTRODUCCIÓN
PANAMERICANA SUR CERROS DE ARENA KM 715 – 774 ATICO-OCOÑA
Peru
SISMO DE SAN FERNANDO EEUU 1971 - LICUACION
EEUU
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INTRODUCCIÓN
Por creep Por geología desfavorable Flujo de materiales
Naturales (Laderas)
CLASIFICACION DE TALUDES Artificiales
Cortes
Terraplenes
cuñas echados en seco por lodos
Derrumbes y caídos Erosión Tubificación rotacionales traslacional superficie compuesta fallas múltiples agretamientos
Ref: Rico y del Castillo 1980
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CONCEPTOS BASICOS – TIPOS DE FALLA
Factores geomorfológicos
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Topografía de los
Distribución de las
alrededores y
discontinuidades y
geometría del talud
estratificaciones
Propiedades Factores internos
mecánicas de los suelos constituyentes
Factores climáticos
Agua superficial
Estado de esfuerzos actuantes Agua subterránea
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CONCEPTOS BASICOS – ESFUERZOS ACTUANTES
=
=
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t sn
t
sn
a
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CONCEPTOS BASICOS – RESISTENCIA Y ESTABILIDAD
s ó tmáx falla o ruptura del suelo
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t >
t sn
s ó tmáx
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CAUSAS DE FALLAS DE TALUDES
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CAUSAS DE FALLAS DE TALUDES
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Tarea Estabilidad de una ladera infinita e= 5m, SM, c= 0,1 kg/cm2, ɸ=28, ángulo
talud = 15º, Roca.
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CONCEPTOS BASICOS – CÁLCULO
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DETERMINACIÓN DEL FS DE UN TALUD EN UN SUELO COHESIVO-FRICCIONANTE.MÉTODO DE BISHOP
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Consideremos un suelo cohesivofriccionante con la siguiente ley de resistencia drenada
= ´ + ´
En la dovela i Q = sobrecarga en la corona de la dovela W = peso propio de la dovela Sh = fuerza sísmica horizontal Sv = fuerza sísmica vertical
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= + − = sin + ℎ cos = = sec
=
sec sin + ℎ cos
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Para cada dovela vamos a calcular el valor de: el cual se considera una buena aproximación al valor de , esfuerzo normal total medio actuante en la base de la dovela 12
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Dovela N°
=
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Calcular el Factor de Seguridad aplicando el método de Dovelas en un talud.
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Al efectuar la prueba triaxial sin consolidación y sin drenaje(UU) en el material que constituye el terraplén, se encontraron los siguientes parámetros de resistencia que son: ∅ = 4°, = 4 2 , = 1600 /3 .
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Procedimiento del problema
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1. Preparar la hoja de cálculo. 2. Extraer los valores requeridos para la solución 3. 4. 5. 6. 7.
del problema. Geometría de la dovela. Peso de la dovela. Ángulo a. Calcular Nt. Y Tt. Calcular Factores de Seguridad 15
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Procedimiento del problema
Área de la sección = A1
1
=
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Procedimiento del problema
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CONCEPTOS BASICOS – FACTOR DE SEGURIDAD (FS)
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CONCEPTOS BASICOS – METODOS DE CÁLCULO
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CONDICION DE EQUILIBRIO SATISFECHA PROCEDIMIENTO
ECUACIONES E INCOGNITAS
MOMENTO TOTAL
MOMENTO DOVELA IND.
VERT.
Si
No
No
No
1
Si
No
Si
No
N+1
PROCEDIMIENTO GENERALIZADO DE DOVELAS
Si
Si
Si
Si
3 N
METODOS DE SPENCER Y
Si
Si
Si
Si
3 N
No
No
Si
Si
2 N
-
Si
METODO ORDINARIO DE DOVELAS METODO DE BISHOP MODIFICADO
HOR.
FORMA DE LA SUPERFICIE DE FALLA
Circular
Circular
APLICABLE A Cálculos Cálculos Computadora Manuales Si
Si
Si
Si
Si
Si
No
Si
Si
Si
Si
Si
METODO DE JANBU
MORGENSTERN Y PRICE METODO DE LOWE Y KARAFIATH METODO DE ESPIRAL LOGARITMICA
Si
Si
3
Cualquiera
Cualquiera
Cualquiera
Espiral Logarítmica
APLICACIONES – PROGRAMA GEOSTUDIO - SLOPE/W
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FS
MÉTODO
1.31
Spencer
FS
MÉTODO
1.28
Spencer
APLICACIONES – PROGRAMA GEOSTUDIO - SLOPE/W
Material: Cuerpo Permeable Strength Type: Mohr-Coulomb Unit Weight: 18KN/m3 Cohesion: 20KPa Friction Angle: 20degrees Water Surface: None Ru value:0 B_bar value:0
FS
MÉTODO
1.218
Spencer
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FS
MÉTODO
1.357
Spencer
Material: Cuerpo Permeable Strength Type: Mohr-Coulomb Unit Weight: 18KN/m3 Cohesion: 20KPa Friction Angle: 20degrees Water Surface: Water Table Hu value:automatically calculated B_bar value:0
APLICACIONES – PROGRAMA GEOSTUDIO - SLOPE/W
FS
MÉTODO
0.211
Spencer
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FS
MÉTODO
1.162
Spencer
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APLICACIONES - PROGRAMA GEOSTUDIO - SLOPE/W
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•Talud seco. Aplicando la expresión (10)
se obtiene:
•Talud saturado. Aplicando la expresión
(12) se obtiene:
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