ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE TALUDES APLICANDO EL MÉTODO DE EQUILIBRIO LÍMITE EN ELSECTOR “LAS...

8/11/2019 ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE TALUDES APLICANDO EL MTODO DE EQUILIBRIO LMITE EN ELSECTOR LAS CRUCES, VA MRIDA-JAJ, ESTADO

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Estabilidad de taludes

Estudio de la estabilidad de taludes aplicando el mtodo de equilibrio lmite en elsector Las Cruces, va Mrida-Jaj, estado Mrida

Slope stability applying the limit equilibrium method in "Las Cruces", Mrida-Jaj, Mridastate

Estudo da estabilidade de taludes aplicando o mtodo de equilbrio limite no setor LasCruces, via Mrida-Jaj, estado Mrida

1 2 3 4 5Norly Belandria Francisco Bongiorno Iris De Barcia Jess Torres Francisco RiverosRecibido: 6-12-13; Aprobado: 24-7-14

RESUMEN ABSTRACT RESUMO Esta investigacin consiste en un The research consists of a Esta pesquisa um estudo deestudio de la estabilidad de taludes slope stability study applying estabilidade de taludes, utilizandoaplicando el mtodo de equilibrio the limit equilibrium method in o mtodo de equilbrio limite nolmite en el sector Las Cruces va "Las Cruces" community, on setor "Las Cruces" Jaji via Mrida,Mrida-Jaj, estado Mrida. Para Mrida-Jaji way, Mrida state. estado de Mrida. Para fazer isso,ello, primero se evalan las Firstly, the ground conditions primeiro as condies em que ocondiciones en las que se encuentra ar e ev alu ate d thr ou gh a campo avaliado atravs dael terreno, a travs del anlisis photogeological analysis and a n l i s e e c o r r o b o r a n d ofotogeolgico y corroborando dicha his corroboration on field. fotogeolgica tal informao noinformacin en el campo, luego la Secondly, soil and rock sam- campo, em seguida, a coleta derecoleccin muestras de suelo y ples are collected to determine amostras de solo e rocha pararoca para determinar propiedades the physics and mechanics determinar as propriedades fsicasfsicas y mecnicas de los properties of the material from e mecnicas dos materiais atravsmateriales a travs de ensayos de labora tory tes ts, such as: de ensaios laboratrio como teorlaboratorio como: contenido de moisture content, unit weigh, de umidade, peso unitrio, limiteshumedad, peso unitario, lmites de consist ency limits, cut ting de consistncia, corte e anlise de

consistencia, corte y anlisis de analysis and X-ray diffraction. r a i o s - X d e d i f r a o d edifraccin de rayos X. Se realiza la The soil is categorized using classificao do solo realizadaclasificacin del suelo usando la the SUC S and AA SHT O usando a USCS e AASHTOcodificacin de SUCS y AASHTO. Classification. Then safety codificao. Em seguida, soLuego son calculados los factores factors are calculated in soil calculados fatores de seguranade seguridad en taludes de suelo a slopes by the limit equilibrium da inclinao do solo pelo mtodotravs del mtodo de equilibrio method being obtained the de equilbrio limite, para o qual solmite, del cual se obtienen el ground stab ility. In a l ike obtidos o comportamento e acomportamiento y la estabilidad del manner, it is recommended to estabilidade do campo. Assim,terreno. De esta forma, se design backing systems that recomenda-se a projetar sistemasrecomienda disear sistemas de increase the stability in mass de apoio qu e aume ntam asoporte que permitan aumentar la and slopes; and dra inage estabilidade do slido e encostas,estabilidad de los macizos y taludes, systems that capture runoff bem como para o desempenhoas como tambin realizar el diseo water from the road and from das redes de drenagem de designsistemas de drenaje que capten las the slopes to reduce soil que captura o escoamento daaguas de escorrenta provenientes moisture. estrada e encostas para reduzir ade la carretera y de los taludes para Keywords : Equilibrium, geo- umidade do solo.disminuir la humedad del terreno. mechanics, landslides, slope, Palavras-chave : Deslizamentos,Palabras clave : Deslizamientos , stability. equilbrio, estabilidade, geomec-equilibrio, estabilidad, geomecni-

nica, talude.ca, talud.

1 2IngGeo, MSc. Grupo de Investigacin en Geologa Aplicada. GIGA. Universidad de Los Andes (ULA). e-mail: ;3IngGeo, Dr. GIGA-ULA. e-mail: ; IngCiv, MSc. ULA. e-mail:

4 6 IngGeo, MSc. GIGA-ULA. e-mail: ; IngGeo. ULA. e-mail:

[email protected]@ula.ve [email protected]

[email protected] [email protected]

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geolgicas que finamente arenosas negras o grises y lutitas msse presentan a puras. El Cdigo Geolgico de Venezuela (1997), lecontinuacin: asigna edad del Cretcico, principalmente

Albiense.

Es una unidad En la depresin de Tchira-Tarra, se presenta unsedimentar ia intervalo de lutitas duras de color gris oscuro a ne-compuesta de gro, calizas duras de colores claros frecuentementeclsticos gene- fosilferas, y ocasionales limolitas, tiene suralmente grue- localidad tipo cerca de la poblacin de Capacho,

sos, limolitas y arcillas de colores rojos tpicos. estado Tchira. Las calizas de la Formacin(Gonzlez de Juana et al., 1980). Segn el Cdigo Capacho emiten fuerte olor a petrleo enGeolgico de Venezuela (1997), dice que de superficies frescas. El Cdigo Geolgico de Vene-acuerdo con el contenido fosilfero, la Formacin La zuela (1997) dice que exis ten numerosasQuinta se considera de edad Jursico; adems, el secciones medidas en las cuales el espesorespesor de la Formacin La Quinta es muy variable. mximo es de 275 metros y de edad Cretcico,

Cenomaniense Superior a Turoniense Superior, sinembargo, un conjunto de amonites recogidos en

Segn Gonzlez de Juana et. al. (1980), Barbacoas indican una edad Albiense Medio ocorresponde a un intervalo sedimentario formado Turoniense.por areniscas, calizas y lutitas. En la Formacin

Agua rdi en te abunda n la s ar en is ca s bi enestratificadas, predominantemente cuarzosas y La Formacin La Luna constituye la unidadlimpias; en los lugares de Tchira y Mrida son litolgica ms caracterstica del Cretcico de Vene-glauconticas y estn intercaladas con lutitas zuela occidental. Consiste tpicamente en calizas

Formacin LaQuinta Formacin Capacho

Formacin Aguardiente

Formacin La Luna

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Tabla I. Coordenadas UTM de laubicacin del rea .

Figura 2. Imagen satelital con la ubicacin del rea de estudio .Fuente: Modificado del Google Earth.


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laminadas densas de color gris rea de inters. El anlis is garantizar que las muestrasoscuro a negro, carbonceas a fotogeolgico que se realiz fueran propias del rea .bituminosas con espesores de previamente a la etapa de campo, Al terminar los ensayos de la-pocos centmetros y de arcillas, permiti facilitar el levantamiento boratorio , se obtuvieron uncalcreas o no, de color negro; geolgico de su-perficie para conjunto de datos que permiticon carcter notorio la formacin ac tual izar l a in for ma - c in determinar las propiedades de lospresenta concreciones elipsoida- cartogrfica existente del -rea, materiales para clasificar el tipoles y discoidales de caliza negra en donde se estudia la su-perficie de suelo y definir sus caracters-oscura (Gonzlez de Juana et al., terrestre y los materiales que la ticas fsicas y qumicas en rela-1980). En la localidad se midieron integran as como tambin los cin al estudio, logrndose as,129 m en una seccin fallada y de procesos que sufr en es tos analizar e interpretar por el m-edad Cretceo: Cenomaniense a materiales en el rea, logrando todo de equilibrio lmite y estudiarCampaniense. (Cdigo Geolgi- inferir los rasgos litolgicos, geo- el comportamiento de los taludesco de Venezuela, 1997). morfolgicos y estructurales. De a travs del factor de seguridad,

esta manera se tomaron en cuen- para luego deducir las posiblesta bsicamente los siguientes as- causas a los problemas de los

El nombre Formacin Coln se pectos: obras humanas, drena- desl iz amientos de masa ycaracteriza por lutitas microfosi- jes, geomorfologa y aspecto geo- deterioro de la carretera en el sec-liferas gris oscuro a negras, ma- lgico. tor Las Cruces va Mrida-Jaj.cizas, piriticas y ocasionalmente Seguidamente se procedi a la Finalmente se dan las recomen-micceas o glauconiticas, con identificacin geolgica y geotc- daciones a las posibles solucio-mar gas y capas de caliza nica tomando siempre en cuenta nes de esta problemtica geolgi-subordinada (Gonzlez de Juana las geoformas, estructuras y ca que afecta de una u otra ma-et al., 1980). El Cdigo Geolgico unidades geolgicas aflorantes, nera a la poblacin.de Venezuela (1997) afirma tener con base a los datos obtenidos a900 metros de espesor en la travs de la cartografa descrita ANLISIS DE RESULTADOSlocalidad tipo y la edad de la en la etapa preliminar, definiendoFormacin Coln fue establecida suelo y roca en los lugares depor Cushman y Hedberg (1941) inters, es decir, en aquellos La zona est relativamente librecomo Cretcico Tardo, Campa- sitios o sectores en donde el de obras civiles de grandesniense a Maastrichtiense Tempra- terreno era considerado como ma- dimensiones, en donde se lograno. terial de asentamiento o soporte observar solamente unas vas o

de obras civiles que estn carreteras, siendo estas vas los 3METODOLOGA afectados geolgicamente por tramos viales de la carretera. EnPara la ejecucin de este trabajo, movimientos o deslizamientos de la zona se observa las trazas de

se llev a cabo una metodologa tierra que sean considerados varios ros y quebradas con unaque permiti desarrollar cada uno fuentes de amenazas, para la trayectoria irregular de norte ade los objetivos planteados en la recoleccin de los datos y las sur, provista de varios drenajesetapa del proyecto, realizando un muestras representativas me- que llevan un patrn paralelo otrabajo consecutivo y sistemtico diante la excavacin de calicatas. subparalelo. Se observa unade todas las actividades que Luego se procedi a realizar los zona bastante montaosa con unfueren necesarias para el buen ensayos de laboratorio, tales co- mediano gradiente topogrfico,desenvolvimiento de la investiga- mo contenido de humedad, peso ondulado hacia el norte y un pococin. unitario, granulometra, lmites de anguloso hacia el sur, c onLa etapa inicial del trabajo de in- consistencia, peso especfico re- vegetacin limitada y un relievevestigacin consisti bsicamen- lativo de los slidos, compresin poco abrupto con una tonalidadte en la bsqueda, investigacin y simple, corte directo y expansi- gris a gris claro que da indicios derecoleccin de todo el material vidad. Para la realizacin de la que las rocas que conforman

bibliogrfico necesario que conte- investigacin se excavaron 6 estas estructuras pueden serna informacin relacionada con cal icatas distribuidas en los sedimentarias.el rea de estudio y las herra- lugares considerados necesarios Al noreste (NE) del sector Las Cru-mientas empleadas en el trabajo. y oportunos para realizar la toma ces, se tiene un marcado procesoLa rec olec cin cart ogr fic a de muestras, considerando: erosivo al observar cuatro coro-estaba sujeta a la bsqueda de lugares vulnerables y afectados nas de desl izami entos conlos Mapas Geolgicos y Topogr- geolgicamente (Figura 3 y 4), posible flujo de detritos queficos asociados a la zona del tipo de litologa presente en la puede estar aportando material aestudio, los cuales dieron la in- zona con la finalidad de no repetir la carretera a pesar de no com-formacin referente a la ubicacin calicatas en sitios relativamente probarse los depsitos de acumu-exacta del terreno, la geologa lo- cercanos y la verificacin de que lacin de estos sedimentos, local y la superficie topografa del el material estaba in situ para que afirma que no son procesos

Formacin Coln

Anlisis fotogeolgico

N. Belandria, F. Bongiorno, I. De Barcia, J. Torres, F. Riveros


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Figura 3. Carretera con defectos superficiales y de fundacin y colapso lateral; progresiva 0+733 tramo laAzulita.

Figura 4. Foto panormica de la carretera (batea de agua), progresiva 1+511 . B. Carretera con fisuras en suestructura de concreto. C. Socavamiento en la base de la carretera. Progresiva 1+511 Tramo Jaji.


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Figura 5. Fotografa area 552 fotointerpretada, misin A-34, escala 1:50.000 del sector Las Cruces.Fuente: Planoteca de Corpoandes-Mrida.

activos o que se producen muy algn sistema de falla regional. f s ic as qu e pe rm i ter on lapaulatinamente. Las posibles Se logra definir el corrimiento de clasificacin del suelo y lascausas de este proceso estn Mesa Bolvar, que a pesar de no propiedades geomecnicas. As u j e t a s a l a e r o s i n y conseguirse evidencias de fallas continuacin se muestra la tablame te or iz ac in de la ro ca , en campo, algunos autores III resumen de los resultados depr od uc ida por lo s agente s afirman que corresponde a una cada ensayo de laboratorio.climticos y a la actividad agrcola falla inversa de ngulo bajo, De los resultados de la tabla III seen los suelos por ser sta una p r o d u c t o d e e s f u e r z o s puede decir que la muestra C1

zo na ru r al ag ro pe cu ar ia , com pr es iv os as oc ia do s a tiene un contenido de humedadprovocando la saturacin del eventos tectnicos que originaron bastante bajo a nulo, indicando elsuelo y debilidad del terreno por la el levantamiento andino (ver poco contenido de agua en eldeforestacin de la capa vegetal. figura 5 y tabla II).El rasgo geolgico ms visible enla fotografa son las marcadas Ensayos de laboratorioalineaciones estructurales, que Se realizan ocho ensayos dese detallan como lneas rectas- laboratorio para cada muestra deonduladas de tonos oscuros que suelo, de los cuales se lograatraviesan las rocas asociadas a det ermina r las pro pie dades

Tabla II. Leyenda de la fotografaarea 552.


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suelo C4 presenta un caso partic- esta muestra no es potencialmen- limosos con poco contenido dete expansivo y problemtico.ular, en donde los resultados arcilla.Finalmente, el ensayo de difrac-obtenidos de los lmites decin de rayos X se realiza para laconsistencia (ver tabla III) reflejan Estabilidad de los taludes demuestra de suelo C3, porque el suelo no presenta rango de suelo empleando el mtodo depresentar mayor cohesin; deplasticidad, por ende ausencia de equilibrio lmiteesta manera se tiene que landice de plasticidad. Como se ha d icho , par acomposicin de los minerales deTambin s e de te rm in a el determinar la estabilidad de

esfuerzo mximo o resistencia arcillas corresponden a tres taludes de suelo ubicados en ladel suelo a la compresin simple clases: Caolinita, Muscovita y zona de estudio en funcin del(q ), y por ende se determina la Clorita, los cuales, son minerales clculo del factor de seguridad enmaxcohesin (c) y el ngulo de relativamente estables ante la los 5 perfiles topogrficos (verfriccin interna ( ) aplicando el presencia de agua. figura 6) empleando el mtodo decriterio Mohr-Coulomb; teniendo La clasificacin de los suelos equilibrio lmite utilizado elpara cada muestra un suelo lleva a cabo mediante el anlisis programa Slide , mediante el cual,friccionante y poco cohesivo. de dos sistemas de clasificacin aplicando el mtodo de anlisisCon respecto al ensayo de SUCS, y AASHTO, arrojando de Bishop Simplificado y el deexpansividad se realiza con las como resultado en totalidad Fellenius Ordinario , se evaluarnmuestras que presentaron una suelos gravosos - arenosos - distintas condiciones para lasmayor cohesin, correspondien-tes a las muestras de suelo C2,C3 y C4, donde se obtiene que el

porcentaje de expansin ohinchamiento de la fraccin finaes de 2,45 %, expansividad degrado II correspondiente a unaexpansividad de baja a media.Razn por la cual se consideraque el suelo correspondiente a

Figura 6. Mapa topogrfico con la ubicacin de cada perfil para el anlisis de los taludes de suelo .

Tabla IV. Factor de seguridad para cada perfil topogrfico .


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sedimentarias; algunos desliza- el mtodo de equilibrio lmite a de l r o A lb ar re ga s, de lmientos inactivos actualmente, travs del uso del programa Slide; municipio Libertador, estadofallas geolgicas asociadas al de esta forma se determina la M r i d a , V e n e z u e l a a .sistema de falla regional de Los estabilidad para cada talud o Geominas, 39 (55), 87-93.

Andes Ve nezolanos y los ladera, teniendo como resultado Casteletti, I. (1997). Nociones decontactos litolgicos entre la para el Perfil A-A' estable y Mecnica de Suelos. Mrida:secuencia Jursica - Cretcica. aparentemente inactivo, Perfil B- Consejo de Publicaciones deSe determina el contenido de B' ligeramente estable, Perfil C-C' la Universidad de Los Andes.humedad natural de cada mues- estable y aparentemente Inacti- Cdigo Geolgico de Venezuelatra de suelo correspondiente a vo, Perfil D-D' Inestable con (1997). PD VSA-INTEVEP.cada calicata en donde los incidencia media de remocin en [ D o c u m e n t o e n l n e a ]porcentajes de humedad son masa y Perfil E-E' muy Inestable D i s p o n i b l e :superiores al 10 %, por lo cual es con alta incidencia de remocin .evidente en las condiciones del en masa. [Consulta: 2012, Octubre 15].suelo su notable contenido de Como recomendacin se pueden Gonzlez de Juana, C., Inturraldeagua que puede controlar de disear estructuras de drenajes de Arozena, J. y Picard, X.alguna manera la consistencia (zanjas o cunetas) que capten las (1980). Geologa de Vene-del suelo, siendo esto unas de las aguas de escorrenta superficial zuela y de sus Cuencascausas que contribuya con la proveniente de la carretera y de Petrolferas . Tomo I. Caracas:inestabilidad del terreno. Tambin los taludes o laderas, conducin- Ediciones Fonives.de acuerdo a la granulometra, el dolas lateralmente hasta una Google Inc. (2011). Google Earth.suelo no contiene alto porcentaje corriente natural de agua o a [Do cu me nt o en L ne a] .de arcillas, siendo estos suelos sistemas de alcantarillado, con la D i s p o n i b l e :mayoritariamente Gravosos - f i na l i da d de ma nt en er la http://www.google.com/earth/

Arenosos - Limosos con poco superficie de la carretera libre de index.html. [Consulta: 2012,contenido de finos. Se determina humedad, por lo tanto el suelo se Mayo].el esfuerzo mximo o resistencia mantiene fuera de la sobre carga Ucar Navarro, R. (2004). Manualdel suelo a la compresin simple y saturacin de agua, controlando de Anclajes en Ingeniera Civil implicando que stos pertenecen desde esta perspectiva lo que (1 ed. , Vol. 1) . Madrid,al suelo como cohesivo - seran algunos parmetros de E s p a a : U n i v e r s i d a dfriccionante. resistencia del suelo (contenido Politecnica de Madrid.El ensayo de expansividad se de humedad y presin intersticial Mapas de Venezuela. [Pginarealiza con las muestras que pre- del agua). Web en Lnea]. Disponible:sentaron una mayor apariencia h t t p : / / w w w . a -de suelo arcilloso. As se deter- AGRADECIMIENTOS v e n e z u e l a . c o m / m a p a s /min el grado de expansividad de Es ta inve st igac in ha si do [Consulta: 2012, Marzo 26].la muestra de suelo y se obtiene financiada por el PEII-FONACIT a Sowers y Sowers. (1979). Soil Me-que el porcentaje de expansin o t r a v s d e l p r o y e c t o c h a n i c s , F o u n d a t i o n s .hinchamiento de la fraccin fina N2011001247 y por el CDCHTA- Macmillan, New York. 1979.de arcilla es de 2,45 %; expansi- ULA bajo el cdigo I-1282-11-02- Ugas, C. (1985). Ensayos devidad de grado II correspondiente B, instituciones a las cuales se le laboratorio en mecnica dea una expansividad de baja a me- extiende su agradecimiento e suelos. Caracas: Universidaddia. Razn por la cual se consi- importante apoyo. Central de Venezuela.dera que el suelo correspondien-te a esta muestra no es poten- REFERENCIAS BIBLIOGRFI-cialmente expansivo y problem- CAStico. Con respecto a la difraccin Belandria, N., Bongiorno, F., Dede rayos X para la muestra de Barcia, I., Torres, J., & Dasco,

suelo C3, por presentar el mayor A. (2012). Estudio de loscontenido de arcilla; se tiene que des lizamien tos en masala composicin de los minerales perteneciente a la Formacinde arcillas corresponden a tres Colon en el sector Vallado clases: Caolinita, Muscovita y Urea, municipio LobateraClorita, los cuales, son minerales estado Tchira, Venezuela.relativamente estables ante la Geominas , 40 (59), 91-98.presencia de agua. Bongiorno, F., Daz, E., Jimnez,Se analiza la estabilidad de los E., & Belandria, N. (2011).taludes o laderas de suelo Est udi o geo mor fol gi cocalculando el factor de seguridad aplicado a la susceptibilidada 5 perfiles topogrficos mediante de terrenos en la cuenca alta

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