UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
La Universidad Católica de Loja
INGENIERIA DE SUELOS
MODALIDAD PRESENCIAL
TEMA: Trabajo de estabilidad de taludes
Ing. José Luis Chávez torres
Alumno: Henry Patricio Cajamarca
Gruber Ricardo Quinde
Wilman Andrés Maigua
Ximena Elizabeth Pinta
Cristian Andrés Pardo
2021-11-25
Actividad 1:
Análisis del factor de seguridad usando el software Slide
Dentro del estudio de análisis de estabilidad de taludes influye el factor de seguridad, donde
este determina si un suelo es óptimo para algún proyecto constructivo o necesita aplicar
metodologías de mejoramiento simplemente clasificarlo como zona no constructiva.
Dentro del cálculo del factor seguridad existe un software que facilita su determinación, este
es el caso de Slide, a continuación, se mostrará su metodología y sus resultados para un
caso en específico.
Un edificio de almacenamiento temporal para equipo pesado debe ser construido cerca de la
cresta de una cuesta. Asuma la peor condición suponiendo que el nivel de agua se encuentra
en la superficie del suelo
Condiciones:
●
Tomando en cuenta el área del edificio, se estima una carga máxima distribuida de
250kN/m aplicada en un ancho de 10m de suelo ocupado por edificio.
●
Utilice el método de Spencer para determinar el factor de la seguridad sin carga
asuma una superficie de falla circular. (sin carga).
Slide
Tomando tales condiciones se procede a replicarlas en el software.se introducen las
condiciones de diseño tales como Número de dovelas, metodologías a usar orientación del
talud unidades, condiciones de agua entre otras.
1. Características de diseño
2. Trazo de la zona de estudio
Se pueden usar coordenadas para trazar el talud de estudio, otorgando mayor facilidad.
3. Colocación de los suelos que involucra en el talud
Colocar las características de cada tipo de suelo.
4. Colocación de cargas
Luego se la ubicará en el plano donde sea necesario.
Resultados:
Los resultados obtenidos son diferentes y cambian de acuerdo a la metodología empleada,
para este caso se usó cuatro, Método Fellenius, Bishop Simplificado, Spencer y MorgensternPrice, además se usó dos casos uno con carga y el otro sin.
SIn carga
Con carga
Tabla de resultados:
Slide para determinar el factor de seguridad emplea un análisis de equilibrio límite teniendo
en cuenta los valores de la resistencia al cortante en el momento de la falla.
Con carga
Sin carga
C
Factor de Seguridad
Factor de seguridad
Bishop Simpliflied
1
1.348
1.484
Spencer
2
1.342
1.469
PRICE
3
1.343
1.467
Ordinary
4
1.203
1.491
Luego de analizar los factores de seguridad del talud sin carga por los cuatro métodos (Bishop
Simplificado, Morgenstern-Price, Fellenius, Spenser) se tiene un factor de seguridad de 1.46
de los métodos considerados los más precisos presentando una variación 2% a 3% de los
otros métodos empleados, simulando uno de los peores escenarios, es decir con el nivel
freático se encuentra en la parte superior del talud.
El factor de seguridad varía con la presencia de una carga sobre el talud en el que se tiene
un valor de 1.34 en los métodos considerados más precisos (Price-Spencer) y presentando
una mínima variación en el método de Bishop, siendo este uno de los métodos más fáciles
de emplear, mientras que el método de Fellenius presenta uno de los valores más bajos esto
se debe a que no considera la fuerza que se genera entre las dovelas.
Por otro lado al realizar el mismo análisis aplicando la regresión lineal se tiene valores
similares (Price - Spences - Bishop) del FS con un R^2=0.75, significando que se puede
emplear el métodos de Bishop para poder determinar el FS debido a que su aplicación es
más sencillo de los tres, y al comparar la regresión lineal con los cuatro métodos se tiene un
valor de R^2= 0.65, esto se debe a que es un métodos ordinario no aplica la fuerza entre las
dovelas es decir no se lo puede considerar para el tema de diseño.
El factor de seguridad disminuye considerablemente al contar con un nivel freático sobre el
talud y tener la presencia de una carga, esto se debe a que se incrementan las fuerzas
actuantes, es decir que el factor de seguridad es el encargado de asegurar que los esfuerzos
generados por la estructura sean menores a los esfuerzos admisibles.
De acuerdo a la normativa se puede mencionar que el factor de seguridad por cortante debe
ser mayor a 1.33 para que el talud se encuentre estable, en este caso el método que no
cumple con ello es el método de Fellenius y esto se debe a que no considera las fuerzas
entre dovelas.
Finalmente el valor de R² cambia, varía al usar tres metodologías en relación a usar cuatro
metodologías, donde para el primer caso se acerca a uno mientras que en el segundo se
aleja, esto podemos concluir que entre más se acerca a uno el modelo lineal es adecuado
para describir la relación que existe entre estas variables, caso contrario no.
Taller 5: Determinar el FS del talud, asuma de 8 a 12 dovelas y asuma un radio para la
rotura circular. Analizar mediante el método de Fellenius.
Localización del centro de los círculos críticos de punta para B<53º
Tomado de (Braja M. Das, 2015)
Para resolver este taller se asumió un valor de 10 dovelas de análisis y para definir el radio
del círculo de falla, se utilizó las tablas propuestas por Braja M. Das (2015) para encontrar la
coordenada del círculo de falla en base al ángulo del talud, y así poder medir el radio de la
superficie de rotura.
El factor de seguridad determinado para el talud conformado por tres tipos de suelo, sin
influencia del agua y analizado mediante el método de Fellenius es de FS=6.47
Considerando que el factor de seguridad es la relación entre fuerzas resistentes y actuantes
podemos interpretar que el talud cuenta con una seguridad o estabilidad lo suficientemente
alta como para no necesitar intervención.
Se tiene que considerar que el método de Fellenius no considera las fuerzas que existen
entre dovelas, tales como las fuerzas normales u horizontales y de cortante o verticales, lo
cual es un aspecto muy influyente a considerar en el uso de este método.
Su uso no es específicamente en el ámbito del diseño sino más bien en está dirigido a
simplificar la metodología del método de las dovelas, por lo que su aplicación está enfocada
en la introducción a la estabilidad de taludes.
Para poder determinar la confianza que puede tener este método es necesario realizar la
comparativa con la metodología de Bishop simplificado, Spencer o Morgenstern-Price, lo
cual se realiza en los talleres presentes en este informe.
Taller x: Desarrollar una hoja de cálculo por el método de Fellenius
Para resolver el taller propuesto de desarrollar una hoja de cálculo por el método de
Fellenius, en donde se cuenta con un tipo de suelo y la influencia del agua, se realizó la
siguiente tabla automatizada.
En donde se determinó que el valor del factor de seguridad FS=4.32, lo mismo que indica
que ante la presencia de agua se puede encontrar con un factor de seguridad bastante alto,
mucho más de lo que se considera como adecuado en base a la normativa para el caso de
Taludes - Condición estática y Agua Subterránea Normal FS diseño=1.5
0
