Mecánica de Suelos II

Mauro Poblete 2006 1

Taludes: Análisis de Estabilidad

Fallas Planas

Repaso:Métodos de análisis límite :

• Presentan cierto grado de complejidad ya que necesitan de la aplicación de métodos de elementos finitos, pero permiten el cálculo de deformaciones asícomo el de esfuerzos, tomando en cuenta la ley de comportamiento del material.

Mecánica de Suelos II

Mauro Poblete 2006 2

Repaso:Métodos de equilibrio límite :

� Se evalúa el talud en su estado de falla, basándose en las consideraciones de equilibrio límite. El talud se desliza a lo largo de una superficie de falla, en donde se moviliza toda la resistencia al corte del material.

Repaso:Métodos de Cálculo

Mecánica de Suelos II

Mauro Poblete 2006 3

Fallas Planas

Análisis de estabilidad de taludes infinitos

i

Taludes infinitos

� La falla de taludes infinitos corresponde a un deslizamiento por traslación de una masa de suelo sobre un plano paralelo a la superficie del talud y de poca profundidad relativa.

� Este tipo de fallas se presenta generalmente en suelos de baja o nula cohesión.

� Sin embargo pueden originarse en suelos cohesivos cuando se presentan discontinuidades paralelas al talud.

� Este tipo de análisis supone que los parámetros de resistencia al corte son constantes a lo largo de la superficie de deslizamientos.

Mecánica de Suelos II

Mauro Poblete 2006 4

Taludes Infinitos

� A continuación se analiza la estabilidad de un talud, por unidad de ancho, para un caso general (material con cohesión y fricción y flujo de agua).

Líneas de flujo

Taludes Infinitos

• El análisis de un talud infinito se hace independiente de la altura, por lo que se puede analizar el equilibrio de un elemento cualquiera de altura z y ancho b.

Mecánica de Suelos II

Mauro Poblete 2006 5

Mecánica de Suelos II

Mauro Poblete 2006 6

Taludes Infinitos

Mecánica de Suelos II

Mauro Poblete 2006 7

Casos Particulares

Profundidad Crítica

0

20

40

60

80

100

120

140

0 4 10 16 22 28 34 40 46 52 58

inclinación beta

z crit [m]

Mecánica de Suelos II

Mauro Poblete 2006 8

Prof. Crítica Suelos Cohesivos

Suelo Meteorizado

Suelo NO meterorizado

Profundidad

Perfil de resistencia

c’ y φφφφ y su incremento con profundidad

Mecánica de Suelos II

Mauro Poblete 2006 9

Casos Particulares

Estabilidad de un suelo no-cohesivo

) tan()cos( W ) tan(N' F

)sen(W F

resistente

esolicitant

φαφα

===

)tan(

)tan(

F

F F.S.

esolicitant

resistente

αφ==

En el plano de falla:

tan(i)

)tan(

F

F F.S.

esolicitant

resistentemínimo

φ==

� También se pueden presentar otras formas de fallas, si hay zonas de debilidad, o si hay algún estrato mucho más firme que guíe el deslizamiento.

Mecánica de Suelos II

Mauro Poblete 2006 10

[ ] ) tan()sen( W k - )cos(W ) tan(N' F

)cos( W k )sen(W F

hresistente

hesolicitant

φααφαα

==+=

En el plano de falla:

) tan()tan(k

) tan(k-1 F.S.

h

h φαα

+= ) tan(

)itan(k

tan(i)k-1 F.S.

h

hmínimo φ

+=

Estabilidad sísmica (pseudo-estático)

Kh: coef. Sísmico horizontal

� En este método también es necesario determinar la superficie de deslizamiento más crítica.

PpPa

T.F.S

−=

a b

Método de Cuña o Bloque