3. TALUDES DE SUELOS GRANULARES LIMPIOS (c´=0, φ´≥30°)
Sin Sismo
A B C FS Con Sismo
1.4 +
1.2 +
Estable
+
1.0
r
0.8 Inestable
r
A B C
Fallamiento de Taludes de Suelos Granulares Limpios
7. TALUDES DE SUELOS GRANULARES LIMPIOS CON FILTRACION
Sin Filtraciones
A B C FS
1.4 Con Filtraciones
+
1.2 + Estable
+
1.0
0.8 Inestable
r
r A B C
Taludes de Suelos Granulares Limpios sujeto a Filtración
8. TALUDES DE SUELOS GRANULARES CON FINOS (c´>0, φ´≥30°)
A B C FS
1.4 Cohesión Fricción
Zona
Cohesion Intermedia
Critica +
1.2
+
1.0 + Estable
Fricción
Inestable
0.8
r
r
A B C
Taludes Granulares con Finos Plásticos
9. INFLUENCIA DE LA COHESION
Taludes
pueden
sostenerse
con
Φ pendientes
α
mayores a φ
10. SUELOS GRANULAR CON FINOS CON PERDIDA DE COHESION
Humedecimiento A B C FS Sin LLuvia
Superficial por
las LLuvias 1.4
Con LLuvia
1.2
+
Estable
1.0
+ Inestable
0.8 +
r r
A B C
Suelos Granulares con Finos y Disminución de Cohesión por Lluvias
12. Método de Equilibrio de Momentos
FS = R2.θc.su/(Wd+Pwdw+Pkdk)
d
+0
dw
θbc
grieta
W dk
Pw b
c.g. + R
Pk
c
su
13. Método de Fellenius o de las Dovelas
FS = ΣSi/ΣTi
Si = suli = culi + σi.li.tanφu
σi.li = Ni = Wi.cosαi
Ti = Wi.senαi
bi
Wi = biγihi
Wi
hi
Ti Ni
Sui
αi (+)
14. Método de Fellenius o de las Dovelas-Suelos Granulares
Si = s.li = c’.li + σ’i.li.tanφ’
FS = ΣSi/ΣTi σ’i.li = Ni - Ui = Wi.cosαi -ui.li
ui = γw.hw
Wi = biγihi
Ti = Wi.senαi
Wi
hw
Ti Ni
línea piezométrica
ui Si
15. ANALISIS DE ESTABILIDAD
Los métodos utilizados actualmente dividen la masa inestable en dovelas o
rebanadas verticales deslizantes.
El Factor de Seguridad FS es la relación entre las fuerzas resistentes y las
fuerzas actuantes en el plano potencial de falla definido de manera previa.
bi
Wi
Ni
hi
Ti
Sui
16. Método de Bishop:
• Desarrollado para roturas circulares.
• Interacciones entre rebanadas son nulas.
• Considera el equilibrio de momentos respecto al centro del arco circular.
• Versión posterior puede aplicar a superficies no curvas definiendo
centros ficticios.
Método de Janbu.-
• Considera superficies no necesariamente circulares.
• Supone que la interacción entre rebanadas es nula.
• Se define una línea de empuje entre las rebanadas.
• Considera el equilibrio de fuerzas y momentos.
17. Método de Spencer:
• Es un método riguroso.
• Supone que de la interacción entre rebanadas aparece
una componente de empuje con ángulo de inclinación
constante.
• Mediante iteraciones, analiza tanto el equilibrio en
momentos como en fuerzas en función.
• La convergencia hacia un mismo valor determina el FS
correspondiente.
• Es aplicable tanto a roturas circulares como generales.
18.
19. • Método de Morgenstern y Price:
• Considera el equilibrio de momentos como de fuerzas.
• La diferencia fundamental estriba en que la interacción
entre rebanadas viene dada por una función.
• Presenta problemas de convergencia.
• Método de Sarma:
• Se busca la aceleración horizontal necesaria para que la
masa de suelo alcance el equilibrio límite.
• El FS es calculado reduciendo progresivamente la
resistencia a cortante del suelo hasta que la aceleración
se anula.
• Por sus características es aplicable a rebanadas no
verticales.
20. ¿Cual debe utilizarse?.
La respuesta depende de muchas variables, especialmente
de la geometría de la línea de falla asumida, de los
parámetros de resistencia considerado y la forma de
actuación del agua.
24. Un caso de trazado de una carretera a media ladera en
un macizo de suelo con rotura circular, donde se aprecia
la excelente aproximación que se obtiene utilizando
Bishop, Janbu y Spencer.
25. INFLUENCIA DEL SISMO
- La fuerza sísmica interviene mediante la componente horizontal:
Pk = c.W
donde:
c : coeficiente sísmico
W : peso de la masa de suelo inestable.
- El coeficiente sísmico depende de:
- la sismicidad de la zona
- la importancia del proyecto
- los riesgos económicos y sobre la vida
26. Tabla 1: Coeficientes Sísmico en Análisis de Estabilidad
Sismicidad de la Zona: Coeficiente Sísmico:
Alta, cercana a la costa peruana o
fuente sismogénica local 0,17 a 0,22
Media, zona andina y ceja de selva
o a 75 km. de fuente sismogénica local 0,10 a 0,17
Baja o Nula, zona de selva baja. 0,00 a 0,10
27. 5.0 Método de Bishop Simplificado, 1954
- El método de dovelas no es muy preciso para suelos friccionantes.
- El método considera el equilibrio de fuerzas verticales.
- Adicionalmente, a la condición de equilibrio de momento global.
- Las fuerzas normales, Ni es determinado con mayor precisión.
- La resistencia de los suelos “friccionantes” (φ>0) depende de los
esfuerzos confinantes.(fuerzas normales, Ni).
- El Método de Bishop proporciona resultados tan precisos como los
métodos denominado “rigurosos”.
- El Método de Bishop es un método iterativo. Es necesario iniciar el
cálculo mediante la consideración de un valor inicial del FS
(generalmente se asume un FS=1).
28. El Método de Bishop utiliza la siguiente expresión:
FS = 1/ΣWisenαi . Σ[c’ibi+(Wi-uibi) tanφ’i]/mαi
mαi = cosαi [1+(tanαi tanφ’i /FS)]
- Si se considera las fuerzas de sismo, se tendrá la expresión, para
superficie de falla circular:
FS=1/[ΣWisenαi+KΣWicosαi-(K/2R)ΣWihi] . Σ[c’ibi+(Wi-uibi)tanφ’i]/mαi
donde:
K : coeficiente sísmico
hi : altura media de la dovela
R : radio de curvatura de la superficie de falla
29. ESTUDIO DEFINITIVO DE ESTABILIZACIÓN DE
TALUDES Y DESLIZAMIENTOS
CARRETERA PANAMERICANA SUR
SECTOR CERRO DE ARENA KM 715 – KM 774
(entre Atico y Ocoña)
30.
31.
32. EXPLORACIONES DE CAMPO
• 05 líneas de refracción sísmica - 3415 km.
• 04 ensayos de penetración estándar SPT - 21.80 km.
• 14 ensayos de Cono Peck - 55.65m.
• 26 ensayos de Cono Sowers - 58.4 m.
• 14 ensayos de SPL - 62.70m.
• 15 muestras inalteradas en anillo.
La Tabla se presenta la ubicación y cantidad de ensayos.
33.
34.
35. ENSAYOS DE LABORATORIO
• Análisis Granulométrico.
• Ensayos de Corte Directo en muestras de anillo.
• Humedad que varían de 0.37% a 3.09%.
• Densidad de muestras de anillos: 1.52 a 1.6 gr/cm3.
• Cloruros, Sulfatos y Sales Solubles Totales.
• Las muestras, ubicación los resultados en la Tabla.
36.
37. CARACTERISTICAS FISICAS Y MECANICAS
• Suelo : Arena cementada, fina, limpia a limosa
• SUCS : SP, SP-SM y SM
• γd : 1,55 gr/cm3
• Cohesión : 0.1-0.25 kg /cm2
• φ´ : 33º
39. ESTABILIZACION
- Tendido de Talud: Corte, Banquetas.
- Berma de pie de talud con una altura de 0.25 - 0.30H.
- Obras de Contención que soporte la masa inestable
que es proporcional a la altura del talud:
- Muros de Gravedad: Empedrado, Concreto Simple,
Gaviones, Geoceldas, Tierra Armada o Suelo
Reforzado con Geomalla o Geotextiles, Crib-wall
(cajones).
45. MURO DE GRAVEDAD DE GEOCELDAS AREA DE CORTE= 3.00 m2
COTA BASE DE MURO = 130.006 m
ALTURA=2m
Progresiva
731+020
CELDAS EXTERIORES CON GRAVA
PERFIL DE TERRENO ANTERIOR
EJE DE VIA
TA
LU
DD
Linea blanca
EC
OR
TE
2 BASE MEJORADA
1
0.500 1.40 1.000
COTA DE EJE= 129.524
46. Estabilidad Externa
Estabilidad Interna
MOVIMIENTO HORIZONTAL ROTACIÓN
MOVIMIENTO
ENTRE
CAPAS
MOMENTO
RESBALAMIENTO INTERNO VOLCAMIENTO
Estabilidad Externa
MOVIMIENTO HORIZONTAL ROTACIÓN ROTACIÓN
INCLINACIÓN
SEDIMENTACIÓN
MOMENTO
RESBALAMIENTO VOLCAMIENTO CAPACIDAD DE SOPORTE