Tema 07 ad de Taludes-1
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ESTABILIDAD DE TALUDES
TIPOS DE TALUD
MOVIMIENTO DEL TALUD
MOVIMIENTO DEL TALUD
Procesos de deterioro en macisos rocosos (Nicholson y Hencher, 1997)
MOVIMIENTO DEL TALUD
Procesos de deterioro en macisos rocosos (Nicholson y Hencher, 1997)
MOVIMIENTO DEL TALUD
Procesos de deterioro en macisos rocosos (Nicholson y Hencher, 1997)
MOVIMIENTO DEL TALUD
Esquema de caídos de roca y residuos
MOVIMIENTO DEL TALUD
Volteo o inclinación en materiales residuales
Efectos de la estructura en la formación de deslizamientos por rotación
DIFICULTADES GENERALES
• Variación espacial de las propiedades del suelo• Evaluación de los mecanismos de ruptura y sus
condicionantes• Evaluación del estado inicia y distribución de los esfuerzos
en el talud (Ko)• Confiabilidad del modelo teórico asociado al método de
cálculo utilizado.• Obtención experimental de parámetros de suelo
representativos de las condiciones de campo
METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD
CLASES O CATEGORIAS
a) Métodos Probabilísticos
b) Métodos Determinísticos
METODOS PROBABILISTICOS
Requieren las distribuciones de probabilidad o de las funciones de densidad de probabilidad de las variables aleatorias asociadas al problema
METODOS PROBABILISTICOSFR
ECUE
NCIA
/No
DE M
EDIC
IONE
S
FDP
FDP
ESFUERZO ACTUANTE
RESISTENTE
ÁREA ASHURADA DEFINE LA PROBABILIDAD DE RUPTURA
HISTOGRAMAFDP (intervalo →0)
Variable X (e.g. t)
METODOS DETERMINISTICOS
a) Esfuerzo-Deformación
b) Análisis Límite
c) Equilibrio Limite
c.a) análisis variacional
c.b) Convencionales
ESFUERZO-DEFORMACION
La solución satisface:
• Ecuaciones de equilibrio
• Ecuaciones de compatibilidad
• Relación esfuerzo-deformación-resistencia
• Condiciones de contorno (desplazamiento y esfuerzo)
ESFUERZO-DEFORMACION
La solución envuelve:
• Métodos numéricos – MEF(más común)
ESFUERZO-DEFORMACIONLa solución requiere:
• Perfil geotécnico (geometría del problema, incluyendo estratigrafía)
• Proceso de formación del suelo (Taludes naturales? Ko?)
• Determinación y modelaje de las características de esfuerzo-deformación-resistencia (representatividad de los modelos para suelos tropicales naturales?)
ESFUERZO-DEFORMACION
Campos actuales de aplicación/desarrollo:
• Estudios paramétricos –
• Retro-análisis
• Informaciones sobre el desarrollo de mecanismos de ruptura: ruptura progresiva
ANALISIS LIMITE
Se basan en el uso de los teoremas de límite inferior y superior de la teoría de plasticidad
Teorema de límite Inferior – Pi
• Ecuaciones de equilibrio
• Condiciones de contorno en esfuerzo
• No viola el criterio de ruptura
Pf < Pi
ANALISIS LIMITE
Teorema de límite Superior – Ps
• Ecuaciones de compatibilidad
• Condiciones de contorno en desplazamiento
• Trabajo externo = Disipación de energía interna
Pf > Ps
ANALISIS LIMITE
Problemas
Límite inferior, definición de campo de esfuerzo admisibles realísticos
Limite superior, definición de modo de ruptura “a priori” (forma de la superficie de ruptura) realístico
EQUILIBRIO LIMITE
HIPOTESIS BÁSICAS
• Se asume la existencia de una superficie de ruptura bien definida
• Una masa de suelo o roca se encuentra en condiciones de ruptura generalizada incipiente (i.e., en un estado de equilibrio límite)
EQUILIBRIO LIMITEHIPOTESIS BÁSICAS
• Se asume un criterio de ruptura (en gral. Mohr-Coulomb), el cual es satisfecho a lo largo de toda la superficie de ruptura.
• Se asume un coeficiente o factor de seguridad, FS, constante (único) a lo largo de la superficie Potencial de ruptura.
EQUILIBRIO LIMITE• METODOS VARIACIONALES
• METODOS TRADICIONALES
Perfiles homogéneos
• Círculo de fricción (Taylor, 1948)
• Frohlich (1955)
EQUILIBRIO LIMITE• METODOS VARIACIONALES
• METODOS TRADICIONALES
Perfiles Cualesquiera
• Dovelas
• Cuñas
Simplificados
rigurosos
Talud Infinito
Simplificados
Generalizados
Método Variacional
No envuelve ninguna hipótesis inicial relativa a la forma y posición de la superficie de ruptura o de la distribución del esfuerzo normal a lo largo de la superficie.
El factor de Seguridad tratado como funcional de Y(x) función asociada a la geometría de la superficie potencial de ruptura y de s(x) – función asociada a la distribución de los esfuerzos normales actuantes en la superficie potencial de ruptura.
Método Variacional
Solución racional y elegante
Aplicaciones prácticas aún restrictas a pesar del potencial teórico (suelos heterogéneos, anisotrópicos, y distribuciones cualesquiera de presión de poro.
Método Tradicionales
Perfiles homogéneos
Superficies de ruptura circulares (compatible con consideraciones de talud/cimiento constituidos por un único material, homogéneo)
Usualmente utilizados para análisis en términos de esfuerzos totales, (condiciones no drenadas).
Métodos de análisis expeditos (sin justificativa actual para uso en proyectos/retro-análisis)
Método Tradicionales
Métodos
simplificados
Perfiles Cualesquiera
• Spencer• Morgenstern & Price• GEL (Fredlund)• Sarma
Métodos
Rigurosos
• Fellenius
• Bishop
• Janbu