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TALUDES APLICADOS A LA INGENIERIA CIVILDAVID EFRAIN TORRES MAQUERA.ESTABILIDAD DE TALUDESLA ESTABILIDAD DE TALUDES es la teora que estudia la estabilidad o posible inestabilidad de un talud a la hora de realizar un proyecto, o llevar a cabo una obra de construccin de ingeniera civil, siendo un aspecto directamente relacionado con la geotecnia. La inestabilidad de un talud, se puede producir por un desnivel, que tiene lugar por diversas razones

POSIBLES RAZONESRazones geolgicas: laderas posiblemente inestables, orografa acusada, estratificacin, meteorizacin, etc.Variacin del nivel fretico: situaciones estacionales, u obras realizadas por el hombre.Obras de ingeniera: rellenos o excavaciones tanto de obra civil, como de minera.

Un estudio de Geotecnia pretende:Conocer las condiciones de partida de un terreno, antes de soportar proyecto de Ingeniera.Proponer soluciones tcnicas (obras complementarias), que puedan atenuar, o anular, los riesgos, entre ellos los de inestabilidades, derivados de impactos producidos por otras obras.Para cada caso puede haber soluciones aceptables o, en ltima instancia, se optara por abandonar el proyecto, si ste no es viable, a la vista de los estudios de Geotecnia.En un estudio de Geotecnia, se tendran que abordar, entre otras cosas:Las propiedades y los ensayos de suelos y rocas, los anlisis especficas de litologas inestables, la auscultacin de taludes y laderas inestables, la identificacin y descripcin de superficies potenciales de despegue, las identificaciones y cuantificaciones de arcillas sensibles a los cambios de humedad, las estimaciones de almacenamientos anmalos de agua, por una obra determinada, la medicin de la estabilidad de taludes, y la aplicacin de mtodos generales, en la determinacin de equilibrios libres.

LA GEOTECNIA EN TALUDES:Con todo, se podra resear que en una Ingeniera Civil, toma especial inters, dentro de un contexto de inestabilidades:El control de movimientos.La correccin de taludes inestables.La construccin de taludes, bien mediante un sistema mecnico de excavacin, o bien por explosivos, sin rechazar tcnicas intermedias, como puede ser, por ejemplo, la prevoladura.Las tcnicas ms usuales, en la estabilizacin de terrenos, o en la mitigacin de sus movimientos, se basan en la utilizacin de:Anclajes especiales, que traten de aumentar el rozamiento interno del terreno.Pilotes pasivos.Sustentaciones de base(empalizadas de madera o muros de cemento).Pantallas, o fachadas, de cemento, en toda la superficie de los frentes rocosos.Recubrimientos con repoblacin vegetal, o con mallas.Drenajes, que mantengan el nivel de humedad lo ms bajo posible.

ESTABILIDAD DE TALUDES EN SUELOS COHESIVOSEntre las peculiaridades ms molestas de la geotecnia destacan los suelos cohesivos, las arcillas, cuyas propiedades resistentes varan con el grado de humedad y la rapidez con la que se aplican los esfuerzos.Son suelos conflictivos, si estn muy hmedos fluyen (barro, lodo, fango) y no son capaces de soportar esfuerzos, por el contrario, si estn muy secos aguantan mucho ms, pero se desmoronan y no son nada fiables. Eso por no hablar de lo distinta que puede ser su respuesta dependiendo de la rapidez de la carga, si los cargamos poco a poco se deforman mucho pero, ms o menos, aguantan; sin embargo, si los cargamos de forma rpida parece que van a aguantar y, de pronto, se rompen.No es un comportamiento tan extrao, despus de todo, los humanos funcionamos igual, aguantamos menos cuando se nos acaba la paciencia y somos ms o menos resistentes dependiendo de lo que hemos comido pero, analogas biolgicas aparte, es indudable que, a nivel ingenieril es mucho ms fcil, cmodo y fiable trabajar con materiales cuyas propiedades se pueden considerar estables, como el hormign o el acero.

En su forma ms simple, el factor de seguridad frente a rotura de un talud vertical, un caso muy habitual en las excavaciones, se define como:

Esta frmula es el resultado de imponer tres condiciones o hiptesis:Criterio de rotura de Mohr-Coulomb.Rotura a lo largo de un plano, es decir, que se desgaja y desliza toda una cua de material.Y que la rotura se supera en todos los puntos al mismo tiempo.

Ninguna de las tres condiciones se cumple en la realidadpero el modelo es lo bastante aproximado para comentar un par de cosas relativas a los materiales cohesivos, las arcillas:1) A corto plazo, una arcilla saturada normalmente consolidada tiene un ngulo de rozamiento nulo, por lo que la expresin quedar como:Si ahora buscamos un factor de seguridad estricto F=1, obtendramos una altura crtica para el talud de:Esta sera la mxima altura que podra mantener el talud sin deslizar, con un factor de seguridad estricto F=1.2) A largo plazo, pasado el tiempo, esa misma arcilla saturada normalmente consolidada presentar una cohesin efectiva nula (c=0), con lo que, aplicando la misma frmula, se obtendra un factor de seguridad F=0, es decir,queel talud se caera.Se trata de dos casos extremos y tericos, en realidad la superficie de rotura no suele ser recta sino curva (circular o en espiral logartmica), con lo que la altura crtica a corto plazo Hc oscila entre:

Pero la cuestin ms importante sigue ah,a largo plazo, una arcilla saturada normalmente consolidada es incapaz de mantener un talud vertical, o como tambin se suele decirlos taludes en arcilla se caen con el tiempo.

ANLISIS DE TALUDES EN MACIZOS ROCOSOS

En el anlisis de taludes en macizos rocosos, se presentan bloques de roca delimitados por un sistema tridimensional de planos de discontinuidad. Se entiende por discontinuidad a todas aquellas estructuras geolgicas (fallas, fracturas, diaclasas, estratificacin, foliacin, etc.) que forman dichos planos, los que comnmente se conoce como fbrica estructural del macizo rocoso. Normalmente este tipo de discontinuidades son producto del tectonismo a la que fue sujeta la roca en un estado inicial de esfuerzos Dependiendo de la orientacin de las discontinuidades se tendr un patrn de fracturamiento que delimitar los bloques de roca.

MTODOS ANALTICOS DE CLCULO

En ingeniera los clculos buscan estimar el conjunto de fuerzas que acta sobre la porcin de tierra. Si las fuerzas disponibles para resistir el movimiento son mayores que las fuerzas que desequilibran el talud entonces se considerar estable. El factor de seguridad es el cociente entre ambas y tiene que se mayor que 1 para considerar el talud estable: En caso de terremoto, infiltracin de agua, obras descontroladas u otro tipo de causa el equilibrio puede romperse, las fuerzas desequilibradoras ser mayores de las estimadas y producir finalmente la rotura. Para calcular las fuerzas se pueden emplear los siguientes mtodos.

MTODO DE LAS REBANADASEl mtodo de las rebanadas es un mtodo para analizar la estabilidad de un talud en dos dimensiones. La masa que se desliza por encima de la fractura se divide en gran nmero de rebanadas. Las fuerzas actuando en cada rebanada se obtienen de considerar el equilibrio mecnico de cada una.

MTODO DE BISHOP

El mtodo modificado (o simplificado) de Bishop[1] es una extensin del mtodo de las rebanadas. En este mtodo se realizan varias suposiciones que permiten hacer clculos ms fciles:Las fuerzas en las caras de cada rebanada son horizontales. Se ha comprobado que este mtodo genera factores de seguridad desviados un pequeo porcentaje de los valores "correctos"

ESTUDIOS DE ESTABILIDAD DE TALUDES

Los estudios tienen como objetivo caracterizar la estructura geolgica-geotcnica de la zona, valorar la estabilidad de los taludes existentes, y establecer aquellas medidas de prevencin y/o correccin pertinentes para garantizar la estabilidad.

METODOLOGIARecopilacin y anlisis de la documentacin tcnica existente: sondeos, estudios geotcnicos, cartografas, estaciones geomecnicas, etc...Caracterizacin geolgica - geotcnica del talud: Los parmetros geotcnicos del terreno, necesarios para la realizacin de los clculos de estabilidad.Estabilidad ante ruptura circula, cada de bloques, cuas, etctera. Anlisis de la estabilidad de los taludes excavados mediante modelizacin informtica del talud con mtodos de clculo de estados lmites. Se analiza el factor de seguridad por una ruptura circular tipo suelo o cadas de bloques para tipo de macizos rocosos. Se comprueban diferentes situaciones del nivel de agua, parmetros externos y otros factores.Alteracin y degradacin del talud: Control de la erosin hdrica y medidas de desage.Propuesta de soluciones de estabilizacin, factores de seguridad, etc...Cada estudio es redactado y seguido desde el inicio hasta la entrega de manera personalizada por uno de los gelogos del equipo de SONDGEA, S.L.P., con el objetivo de mejorar la calidad del trabajo realizado.