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
