CALCULO SIMPLIFICADO DE TALUDES DE EXCAVANIONES TEMPORALES

González G., Álvaro J. (2010) Cálculo simplificado de taludes de excavaciones

temporales. Ingeniería e Investigación; núm. 22 (1991); 15-19 Ingeniería e Investigación;

núm. 22 (1991); 15-19 2248-8723 0120-5609 , Universidad Nacional de Colombia.

En la evaluación de estabilidad taludes para excavaciones temporales abiertas es usual encontrar geometrías diferentes a la de un talud simple, sobrecargas verticales y aún cargas verticales ascendentes. La estabilidad de estos taludes, dado su tiempo de permanencia limitado, normalmente se evalúa con condiciones no drenadas (cJ>¡.¿ =0). Dado que las ayudas rápidas de cálculo tan solo existen para taludes simples (figura 1), no es fácil evaluar rápidamente las condiciones de estabilidad con las condiciones cambiantes en obras con este tipo de excavaciones. En el presente artículo se presenta un método simplificado de evaluación de estabilidad no drenada para incluir diversas geometrías de talud y el efecto de sobrecargas verticales positivas o negativas, incluyendo ábacos para la rápida evaluación de este tipo de taludes, ayudas que no se conoce estén disponibles en la literatura técnica actual.

CALCULO GENERAL DE ESTABILIDAD NO DRENADA Con base en la metodologia desarrollada por el autor para cálculo de estabilidad en talud infinito, (González, 1983), con análisis limite se plantea un modelo de cálculo general en la siguiente forma (figura 2). a) Se asume un material homogéneo, isotrópico, con peso unitario 'Y y resistencia no drenada Cu. b) El talud es simple con ángulo (3 y altura H. e) El modo de falla es circular con la cuerda principal.

CALCULO SIMPLIFICADO DE ESTABILIDAD Con el fin de reducir el número de variables y facilitar las evaluaciones se apeló a un artificio de cálculo empleando el método de superposición: a) Se adoptan: {3 = 90° = 7r/2 (cot (3 = O) (19) nc = O (20) INGENIERIA CIVIL b) Con este artificio se asume un talud básico de 902 y altura H, al cual se le deducen y/o suman los efectos de geometría del talud y sobrecargas verticales, con una resultante Pr actuando a una distancia Xr del pie del talud obteniéndose (Figura 3)

Referencias GONZALEZ, A.J. (1983) - Falla Circular en Talud Infinito. 111 Jornadas Geotécnicas - sel - Abril de 1983.

CONDICIONES DE DE LA SUPERFICIE DESLIZAMIENTOS CON FALLA

Maria Cecilia Sierra B. (1)* Alvaro J. GonzMez G. (2)* .(1) l.C, Tesis de Posgrado en Geolecnia de la Universidad Nacionat de Colombia *(2) l.C, MCS,DIC. Profesor Asociado Universidad

Nacional de Colombia Director de Tesis.

Cuando se habla de falla progresiva se quiere decir que la superficie de falla se va formando en forma sucesiva a medida que los puntas van alcanzando su resistencia pico, Los puntas, después de fallar a alcanzar su resistencia pico, quedan con una resistencia residual, por 10 tanto en el instante de falla completa, la resistencia en la superficie de deslizamiento varia de un valor pica en los últimos puntas fallados al valor residual en los primeros. Es asf como la superficie de falla en el campo depende de la diferencia entre la resistencia residual y la pica y de la deformación requerida para establecer esta diferencia; entonces se requiere investigar un modelo que tenga en cuenta la variabilidad de la masa y que reduzca el usa del método de prueba y error en la identificación y localización del plano de falla potencial mas probable, ya que los métodos actuales de estabilidad de taludes suponen el lugar de falla, menudo circular, asignan un valor de resistencia promedia y suponen equilibrio limite. Con este prop6sito se pretende comenzar esta investigaci6n conociendo cuales serán las condiciones requeridas en términos de resistencia, y la ubicaci6n de las zonas donde comienza la propagación de la falla. Se obtuvo un grafico para determinar la inclinaci6n que debe tener el talud para que no se presente fall a local en ningún punto, con base en los parámetros de resistencia del suelo.

Primero que todo se deben conocer los puntos entices o los que están sometidos a mayores esfuerzos cortantes, puntos estos que corresponden a los sitios por donde comenzara a generarse la superficie de falla en el talud. Con este objetivo se utiliza el programa de elementos finitos SAP-90 que permite trabajar can mallas bastante finas. Se emplearon elementos isoperimétricos de 9 nodos en eondiei6n de deformaei6n plana.

Con el programa se obtienen los esfuerzos en cada nodo, con los datos se calculan los valores de esfuerzos normal promedio (p) y esfuerzo maximo (q) para expresar los esfuerzos en coordenadas p y q. 0, + 0, 0, - 0, p= q = (1) 2 2 Can base en estos puntos se aproxima una curva que cubra todos los puntos. Esta curva correspondera a la maxima relacion de esfuerzos que se encuentra en el talud. La forma de la curva envoI vente que mas se aproxima es la siguiente: q max - q = A (Pma... -p ) B (2) Donde A Y B son constantes q max y P max son las coordenadas del punto mas alto de la curva. La envoi vente que cubre los rnaximos esfuerzos debe cumplir las siguientes condiciones:

Es asi como a traves de una serie de tanteos se encuentran las curvas envolventes de cad a talud, que cumplen con las correlaciones para P max, P min, q max, A y B y cubren los puntos de maximos esfuerzos.

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD Y PROBABILIDAD DE FALLA DE DOS TALUDES DE SUELO TROPICAL EN LA AUTOPISTA MEDELLÍN – BOGOTÁ EN EL TRAMO DE

VÍA ENTRE MARINILLA Y SANTUARIO.

Luis Javier Escobar Toro1 & Yamile Valencia González2 1. Magister en Ingeniería – Geotecnia, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín. 2. Doctora en Geotecnia, Profesora

Asociada, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín.

RESUMEN En la práctica de la ingeniería, es común definir la estabilidad de un talud en términos de un Factor de Seguridad (F.S.), obtenido de un análisis matemático determinístico; cuyos modelos, deben tener en cuenta la mayoría de los factores que afectan la estabilidad, como son la geometría del talud, parámetros geológicos, cargas dinámicas por efecto de los sismos, flujos de agua, propiedades de los suelo, etc. Es por esto, que el presente estudio evalúa la estabilidad para diferentes inclinaciones, de dos taludes de suelos de origen tropical, ubicados en el km 41+500 y km 49+200 de la autopista Medellín – Bogotá del tramo de vía entre Marinilla y Santuario, aplicando métodos probabilísticos, que estiman no solo el Factor de seguridad, si no la probabilidad de falla, el índice de confianza y el parámetro del suelo de mayor peso en la estabilidad; con el fin de determinar el talud de corte más seguro en la ejecución de este tramo de vía.

Con el fin de encontrar solución a problemas geotécnicos, se vienen adelantando estudios e investigaciones acerca de las propiedades de los suelos tropicales en los últimos años en el país y a nivel mundial. Estos estudios, han permitido caracterizar de una mejor manera los suelos en regiones tropicales (aquellos que se localizan entre los paralelos 30°N y 30°S de latitud), como una alternativa a la teoría clásica de caracterización y evaluación de suelos, generada para materiales de otras latitudes. Colombia está ubicada en una región tropical, por tal motivo presenta suelos con características geotécnicas diferentes a las de suelos de regiones templadas, que torna importante su estudio más fondo. Es por esto, que el presente trabajo brinda un concepto adicional en el análisis de la estabilidad de dos taludes de suelos de origen tropical, ubicados en el km 41+500 y km 49+200 de la autopista Medellín – Bogotá del tramo de vía entre los Municipios de Marinilla y Santuario, aplicando métodos probabilísticos y no solo determinísticos, que permitan obtener el factor de seguridad y adicionalmente la probabilidad de falla, el índice de confianza y el parámetro del suelo de mayor peso en la estabilidad; con el fin de determinar el talud de corte más seguro en la ejecución de este tramo de vía.