metodos de estabilidas geotecnia, Apuntes de Ingeniería Geotécnica

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ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

MÉTODOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES

INTRODUCCIÓN

• El diseño de taludes es uno de los aspectos más importantes de la ingeniería geológica, pues está pre- sente en la mayoría de las actividades constructivas o extractivas.
• En general, los taludes en ingeniería civil alcanzan alturas máximas de 40 ó 50 m (Figura 1 ), y se proyectan para ser estables a largo plazo. Figura 1 :Taludes del canal de Corinto, Grecia, excavados ma- nualmente en materiales limosos cementados y cal-carenrticos. afectados por fallas (foto M. Ferrer).

• Los estudios geológicos y geotécnicos de taludes están dirigidos al diseño de taludes estables en función de las condiciones requeridas (corto, medio o largo plazo, relación coste- seguridad, grado de riesgo aceptado, etc.) así como a la estabilización de taludes inestables.

LOS ANÁLISIS DE ESTABILIDAD PERMITEN:

• Diseñar los taludes, mediante el cálculo de su factor de seguridad , y definir el tipo de medidas correctoras o estabilizadoras que deben ser aplicadas en caso de roturas reales o potenciales.
• Es necesario el conocimiento geológico y geomecánico de los materiales que forman el talud, de los posibles modelos o mecanismos de rotura que pueden tener lugar y de los factores que influyen, condicionan y desencadenan las inestabilidades.

INVESTIGACIONES REQUERIDAS:

1. Reconocimiento geológico previo. Se realizará una cartografía geológico-geotécnica y la toma de datos estructurales mediante estaciones geomecánicas en afloramientos, si se trata de macizos rocosos.

• 2 .- Calicatas en suelos o rocas muy meteorizadas, con el fin de observar los materiales y tomar muestras inalteradas.

FACTORES INFLUYENTES EN LA ESTABILIDAD

• La estabilidad de un talud está determinada por factores: a) Geométricos (altura e inclinación). b) Geológicos (que condicionan la presencia de planos y zonas de debilidad y anisotropía en el talud). c) Hidrogeológicos (presencia de agua). d) Geotécnicos o relacionados con el comportamiento mecánico del terreno (resistencia y deformabilidad).

FACTORES INFLUYENTES EN LA INESTABILIDAD DE LOS TALUDES

TIPOS DE ROTURA

**1. Rotura plana

2. Rotura en cuña
3. Rotura por pandeo
4. Rotura curva**

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

• Los análisis de estabilidad se aplican al diseño de taludes o cuando éstos presentan problemas de inestabilidad. Se debe elegir un coeficiente de seguridad adecuado, dependiendo de la finalidad de la excavación y del carácter temporal o definitivo del talud, combinando los aspectos de seguridad, costes de ejecución, consecuencias o riesgos que podría causar su rotura. -

• Los métodos de análisis de estabilidad se basan en un planteamiento físico-matemático en el que intervienen las fuerzas estábilizadoras y desestabilizadoras que actúan sobre el talud y que determinan su comportamiento y condiciones de estabilidad.
• Se clasifican en:
• Métodos determinísticos:
• Métodos probabilisticos

MÉTODOS DETERMINÍSTICOS

• Conocidas o supuestas las condiciones en que se encuentra un talud, estos métodos indican si el talud es o no estable.
• Consisten en seleccionar los valores adecuados de los parámetros físicos y resistentes que controlan el comportamiento del material para, a partir de ellos y de las leyes de comportamiento adecuadas, definir el estado de estabilidad o el factor de seguridad del talud.

LA ELECCIÓN DEL MÉTODO DE ANÁLISIS MÁS

ADECUADO DEPENDERÁ DE:

1 .- Las características geológicas y geomecánicas de los materiales (suelos o macizos rocosos). 2 .- Los datos disponibles del talud y su entorno (geométricos, geológicos, geomecánicos, hidrogeológicos, etc.). 3 .- Alcance y objetivos del estudio, grado de detalle y resultados que se espera obtener.

MÉTODOS DE EQUILIBRIO LÍMITE

• Los métodos de equilibrio límite (los más utilizados) analizan el equilibrio de una masa potencialmente inestable, y consisten en comparar las fuerzas tendentes al movimiento con las fuerzas resistentes que se oponen al mismo a lo largo de una determinada superficie de rotura. Se basan en: —La selección de una superficie teórica de rotura en el talud. — El criterio de rotura de Mohr-Coulomb. — La definición de «coeficiente de seguridad».