FACULTAD DE INGENIERA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVILLABORATORIO DE MECNICA DE SUELOS Y ASFALTO

FACULTAD DE INGENIERIA

UNIVERSIDAD RICARDO PALMAEscuela Profesional de Ingeniera Civil

MECANICA DE SUELOS II

TEMA:Evaluacin de la Estabilidad de Talud

ALUMNO:

MUNAYCO PINEDA, HERNANDO LUIS

PROFESOR:

ING. DONAYRE CORDOVA OSCAR

GRUPO:

1-1

2014 1

Evaluacin de la Estabilidad de Talud de Corte N# 8Norma E-050Procedencia del Talud: Estratigrafa de San Miguel Objetivo: Determinar el mnimo factor de Seguridad que representa el talud estudiado en condiciones Estticas y Pseudo Estticas por el mtodo Janbu de una superficie irregular.

Fundamento Terico Que es un talud?Se entiende por talud a todas las superficies inclinadas respecto a la horizontal que adopta la estructura de suelos y/o roca en forma natural o como consecuencia de una obra de ingeniera.Por lo que se tendr 2 tipos de taludes: Taludes Naturales Taludes Artificiales Todos los taludes tienen una tendencia inherente a degradarse a una forma mas estable y bajo este punto de vista la inestabilidad equivale a la tendencia a moverse parte de la masa del talud y la falla es el movimiento real de las masas inestables. Las fuerzas que causan la inestabilidad son la gravedad y la infiltracin, mientras que la resistencia a la falla proviene de la geometra del talud y de la resistencia al esfuerzo de cortante del propio suelo y de las rocas.

Estabilidad de taludesEl principal problema que se plantea a la hora de proyectar cualquier tipo de explanacin es asegurar la estabilidad de sus taludes, ya que las caractersticas resistentes de ese suelo de nada servirn si se producen continuos deslizamientos que pongan en peligro la funcionalidad que estn ejerciendo. Est definido que la estabilidad de un talud depende tanto de su geometra pendiente y altura como las caractersticas del propio suelo que lo forma.

En la actualidad los problemas en los taludes relacionados a la ingeniera estn mejor definidos por lo que se construyen (los taludes artificiales) con factores de seguridad mnimos ya que los mtodos se rigen bajo la investigacin de las propiedades mecnicas de los suelos que componen el cuerpo del talud por lo que, la posibilidad de una falla se presenta de manera muy pequea.

Tipos y Causas de Falla ms comunes Desprendimientos: Los desprendimientos se producen comnmente en taludes verticales o casi verticales en suelos dbiles a moderadamente fuertes y en macizos rocosos fracturados. Generalmente, antes de la falla ocurre un desplazamiento, el cual puede ser identificado por la presencia de grietas de tensin.

Derrumbes Planares: Los derrumbes planares consisten en el movimiento de un bloque de suelo o roca a lo largo de una superficie de falla plana bien definida. Estos derrumbes pueden ocurrir lenta o rpidamente. Los deslizamientos en bloque pueden ser destructivos especialmente en regiones montaosas donde los deslizamientos masivos de roca resulta desastrosos y en muchos casos no pueden ser previstos.

Derrumbes rotacionales: Los derrumbes rotacionales tienden a ocurrir lentamente en forma de cuchara y el material comienza a fallar por rotacin a lo largo de una superficie cilndrica; aparecen grietas en la cresta del area inestable y abombamientos al pie de la masa deslizante. Al finalizar, la masa se desplaza sustancialmente y deja un escarpe en la cresta.

Desparramiento lateral y falla progresiva: Los desparramamientos laterales son una forma de falla planar que ocurre en suelos y rocas. La masa se deforma a lo largo de una superficie plana que representa una zona dbil. Los bloques se separan progresivamente por tensin.

Fallas por erosin: Fallas de tipo superficial provocadas por accin principalmente de las lluvias que ante la falta de cubierta vegetal en el talud destruye progresivamente la matriz fina del suelo, en algunos casos tambin se debe a la accin del viento en taludes naturales de litoral. Fallas por Licuacin: Se producen cuando en la zona del deslizamiento el suelo pasa rpidamente de una condicin ms o menos firme a la correspondiente a una suspensin con perdida casi total de resistencia al esfuerzo cortante; fenmeno producido en las arcillas extrasensitivas y arenas poco compactadas.

Tipologa de Fallas En general se toma la superficie de falla circular.

Grietas de tensin:Producido antes de ocurrir un deslizamiento de tierras en el cuerpo de un talud que no sea puramente friccionaste, en la corona ms o menos longitudinal: por la existencia de tensiones en la zona.Consecuencia de la presencia de grietas: Reduccin en la longitud de la superficie de deslizamiento, disminucin en el momento resistente. Disminucin en el momento motor, reducido por el peso de la cua. Generacin de empujes hidrostticos causados por el agua infiltrada cuando se almacena en la grieta.

Anlisis de estabilidad de taludes

Para analizar la estabilidad de un talud o superficie inclinada sea esta natural o artificial, el rigor de su estudio basado en mtodos de Anlisis Lmite, constituye en imaginar un mecanismo de falla, basado en la intuicin y experiencia. Aplicando luego a tal mecanismo los criterios de resistencia del material o materiales involucrados o componentes del talud.

Metodo de ordinario de fellenius:En este mtodo no tiene en cuenta las fuerzas entre dovelas y no satisface equilibrio de fuerzas, tanto para la masa deslizada como para dovelas individuales. Sin embargo este mtodo es muy utilizado por su procedimiento simple. Factores de seguridad bajos.

Metodo de Dovelas:En este mtodo la masa de falla se divide en una serie de dovelas verticales y se considera el equilibrio de cada una de estas dovelas. Cada dovela se considera como cuerpo libre, se tomara en cuenta el mnimo coeficiente de seguridad por lo que es necesario elegir diferentes posiciones. Cabe sealar que cuanto ms profunda se la superficie de falla mayor ser el factor de seguridad debido a que la resistencia del suelo es mayor: los taludes no soportan pendientes mayores que el ngulo por lo que se produce el deslizamiento.

Factor seguridad:Es el valor que resulta de clculos obtenidos ya sea por los mtodos ya antes mencionados o por programas aplicados en un talud para determinar el peligro de derrumbe, se ha establecido que 1.50 es el mnimo valor que se puede considerar a un talud para denominarlo estable en caso sea menor de 1.50 se considera que es inestable y con peligro de falla o deslizamiento.

Equipo Utilizado Autocad 2013 Slide V.5.

Procedimiento de ensayo:1) En la laboratorio se nos asigno un seccin en autocad (talud) el cual nos indica su saturacin, ngulo de friccin y cohesin, lo primero que aremos es obtener las coordenadas (x, y) por medio del autocad, para poder ingresarlas en el programa Slide.

Inicio de Programa de Slide V.5

2) Una vez obtenido mis coordenadas de mi talud ingreso los datos para la primera condicin que es Condicin Esttica, colocamos las coordenadas en Add External Boundary, dondeser el CONTORNO de nuestro Talud

Click

T , Enter.En esta pestaa pegaremos los valores x;y

3) Despus de haber terminado el contorno del Talud, comenzamos a crear los estratos con las listas de coordenadas del Excel, que fueron importadas del Autocad.

Vamos al Excel, copiamos los valores del 1er estrato.

Aparece nuestra pestaa y hacemos click en Paste to current

Click en OK

Resultados

Nuestro 1er Estrato de nuestro Talud Estos mismos pasos se repiten para los otros estratos del Talud

4) Ahora comenzaremos a definir las propiedades de los estratos:

1.- Cambiamos el nombre del estrato SP por ser de ese tipo de suelo, su peso especfico natural y saturado {}

2.- En los corchetes {} se debe ingresar los parmetros de resistencia del estrato

3.- Ahora solo damos Click en Ok

* Nuestro 1er Estrato de nuestro Talud * Estos mismos pasos se repiten para definir las propiedades de cada estrato del Talud

5) Finalmente concluido todos los pasos anteriores para cada estrato del Talud , debemos obtener esto:

6) Ahora generaremos nuestra cuadricula de centro de fallas:

Click en Auto Grid

Click en OK

7) Terminado todos estos tendremos:

8) Ahora damos en correr el programa el cual nos muestra su Factor de seguridad,

CLICK Compute

Vemos como se activado el icono de Interpret.

9) Ahora le daremos click a Interpret y obtendremos en este caso valores Estaticos:Grficos- Estticos por el Met. De Fellenius:

Figura # 1

Figura # 2

Conclusiones de los grficos- Estticos por el Met. De Fellenius: Grafico 1: Vemos que el Factor de seguridad mnimo es, Fs= 1.1. Entonces es Estable el Talud ya que supera al lmite que para este caso por tener 0 y C0 es Fs=1 (Falla incipiente) Grafico 2: Notamos que el Fs es menor, en los 3 primeros estratos respecto a la corona del talud pero siguen siendo estables, en cambio respecto al pie de Talud en el 1er estrato el Fs es mayor.

Grficos- Estticos por el Met. De Bishop Simplicado:

Conclusiones de los grficos- Estticos por el Met. De Bishop Simplicado: Grafico 1: Vemos que el Factor de seguridad mnimo es, Fs= 1.098. Entonces es Estable el Talud ya que supera al lmite que para este caso por tener 0 y C0 es Fs=1 (Falla incipiente). Grafico 2: Notamos las zonas donde su Factor de seguridad es menor de 2 y por lo tanto aunque sea Estable, se debe mejorar esas condiciones.

Comparando los mtodos vemos que nos da casi el mismo resultado, no hay mucha diferencia as que podemos concluir que nuestros resultados son confiables.

10) Talud se le est aplicando una simulacin de sismo, donde en el programa para este tipo de condicin solo agregamos 2 valores de EARTHQUAKE (coef. Aceleracin Horizontal = 0.15), (coef. Aceleracin Vertical = 0.06), estos valores originan al talud valores distintos a la condicin esttica

Ahora comenzaremos a dar valores {} CLICK SISMIC LOAD

Terminado esto pasos, recin podremos interpretar los resultados

Ahora volvemos a calcular, damos click a Compute

Grficos- Pseudo-Estticos por el Met. De Bishop Simplificado:

Conclusiones de los grficos- Pseudo- Estticos por el Met. De Bishop Simplicado: Grafico 1: Vemos que el Factor de seguridad mnimo es, Fs= 0.902. Entonces es Inestable el Talud ya que es inferior al lmite que para este caso por tener 0 y C0 es Fs=1 (Falla incipiente). Grafico 2: Notamos las zonas que tiene mejor Factor de seguridad(las lneas azules), el cual es ideal para la construccin. Grficos- Pseudo-Estticos por el Met. De Fellenius:

Conclusiones de los grficos- Pseudo- Estticos por el Met. De Fellenius: Grafico 1: Vemos que el Factor de seguridad mnimo es, Fs= 0.883. Entonces es Inestable el Talud ya que es inferior al lmite que para este caso por tener 0 y C0 es Fs=1 (Falla incipiente). Grafico 2: Notamos que al estar ms a los contorno del Talud, el Factor de seguridad es menor lo que nos indica que la simulacin ssmica a generado que el material se suelte.

Comparando los 2 mtodos realizados los valores son conservadores con una diferencia de +-0.1. Siendo aun as confiables los resultados

Interpretacin de Resultados y Conclusiones: Por la condicin esttica , se analizo el talud mediante el programa ya antes mencionado , el cual me da como resultado un factor seguridad de Fs= 1.1 , lo que nos indica que el talud se mantiene estable, nos indica tambin la estabilidad del talud el cual se acerca al valor mnimo de seguridad que es 1.0 , lo cual me permite entender que puede fallar si se le aplica otro factor que afecte al talud ya sea una sobrecarga o diversos casos por ejemplo talud muy empinado por corte o relleno o debido a la perdida de resistencia con el tiempo pueden ocasionar que un talud estable falla con el tiempo.

Por la condicin Pseudo Esttica, nos arroja un talud inestable, porque de las 10 fallas una de ellas es la ms critica el cual su factor de seguridad es de Fs= 0.883, esto nos indica que el talud tiene peligro de inestabilidad ya que el rango mnimo de estabilidad para la condicin Pseudo Esttica es de 1.20, lo cual me da entender que el sismo ocasiono una inestabilidad agresiva.

En general las causas de los deslizamientos pueden ser externas o internas, las externas producen aumentos en los esfuerzo cortantes sin modificar la resistencia al esfuerzo cortante del material. El aumento en la altura del talud o al hacerlo mas escarpado son causas de falla.

El uso de muros de retencin es muy comn para corregir deslizamientos despus de que han ocurrido o para prevenirlos en zonas en que sean de temer como por ejemplo zonas ssmicas. De hecho su principal campo de aplicacin est en la prevencin.Se debe comprender que la estructura de retencin ha de contener a la superficie de falla formada o por formarse, si esta contiene al muro, el efecto de este ser nulo en la estabilidad general.

Zonas de riesgo ssmico en Per

En el caso de la primera condicin Esttica mi factor de seguridad es de 1.098 el ms bajo por lo que por el tiempo puede a presentar mas fallas con factor seguridad ms bajas aun hasta llegar hacer inestable, por lo que se puede prever con diversos mtodos de estabilidad que muestro a continuacin.

Como se menciono anteriormente existen bastantes mtodos para estabilizar un talud que presenta fallas o peligro de estabilidad.Algunos ejemplos aplicados en taludes existentes:

Estabilizacin de taludes mediante Banquetas

Muros de Gaviones

Recubrimiento con concreto lanzado

Revestimiento con vegetacin para control de erosin

Proteccin con biomanta en carretera Oxapampa

Sistema terramesh Carretera Yanacocha

Sistema de drenaje y muros de estabilizacion carretera imperial Izcuchaca

Muros anclados presa tablachaca

Enmallado de talud para evitar desprendimientos de rocas.

Informacin adicional:Hace una semana en Miraflores ocurri un accidente el cual fue el derrumbe del muro de contencin del talud de la famosa bajada balta que conduce a la costa verde. Como saben en el distrito de Miraflores existe una bajada a la playa que data de fines del siglo XIX, era un camino adoquinado que bajaba literalmente al mar, a este camino comenz a llamrsele Bajada Balta debido a que al urbanizarse la zona se construy la Alameda Balta de all su nombre.Como sabemos la costa verde y parte cercana a esa parte como la bajada balta fue construida entre taludes tal como el muro de retencin del talud de dicha bajada , pero por causas de urbanizacin Miraflores se est desatando en boom de la construccin de viviendas ( edificios) lo cual lo hacen muy cerca a los taludes ubicados cerca al muro de retencin el cual como sabemos es una carga que se le aplica al talud de forma vertical y ala ves el constante riego de los mismos por la municipalidad ocasin que este talud que ya tiene mucho tiempo falle como se explico en clase ocasionando un empuje de masa de suelo y por lo tanto el derrumbe del muro de retencin .

Algunas imgenes tomadas el da del derrumbe.( por peligro de derrumbe est cercada la zona)

Derrumbe

Vista frontal

Se aprecia el derrumbe del muro y del talud, en la foto de la derecha se ve que frente al talud se esta construyendo un edificio de gran tamao lo cual influye en que el talud ceda debido a la sobre carga.

Posible solucin del talud inestable (criterio propio).

Como ya se menciono antes existen diversos mtodos de solucin en problemas inestabilidad de taludes, pero en este caso el talud ya fallo y cedi y no solo eso compromete tambin los dems muros que continua la baja balta, una posible solucin es el anclaje dentro del suelo , en toda la zona afectada y drenaje del suelo saturado.

Sobrecarga de edificios cerca del talud

Estos tipos de anclaje son armaduras metlicas, alojadas en taladros perforados, cementadas mediante inyecciones de lechada de cemento o mortero.El elemento estructural es sometido a traccin generando un esfuerzo de anclaje el cual es soportado por la resistencia al corte lateral en la zona de inyeccin en contacto con el terreno

A travs de la inyeccin se forma un miembro empotrado en el extremo profundo del tirante metlico dentro del suelo, por lo tanto las fuerzas que actan sobre el anclaje inyectado no se transmiten al terreno en toda su longitud sino solamente en el tramo de la zona inyectada. Capacidad de carga de un talud

En el distrito de Miraflores pude apreciar que existen bastantes taludes con gran cantidad de vegetacin que cubre su extensin (evitar erosin), pero adems observe que existe un puente muy conocido que une 2 taludes como se aprecia en las imgenes, esto me da que pensar que resistencia tiene el talud para soportar la carga del puente, una posible explicacin podra ser que el talud se mantenga estable y no falle por sobrecarga es que la base inferior( cimentacin) del puente puede estar anclado dentro de talud para que permita tener un apoyo firme , tambin nos hace entender que estos taludes tiene gran resistencia a la capacidad portante debido al tipo de suelo , cohesin o Angulo de friccin , buena geometra del talud y de resistencia al esfuerzo cortante .

BIBLIOGRAFA1. Fundamentos de ingeniera geotcnica Braja M. DAS2. Mecnica de suelos y de cimentaciones Crespo Villalaz3. Apuntes de clase Ing. Oscar Donayre Crdova4. Mecnica de suelos 1 y 2 Editorial El estudiante5. Fotos del distrito de Miraflores

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