ESTABILIDAD DE TALUDES
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¿Que es un Talud?

La definición de talud corresponde a una superficie o plano inclinado, se puede encontrar de manera natural o como una formación antrópica.También se define talud como la acumulación de materiales rocosos y suelos acumulados a los pies de una pendiente. Suelen ser estructuras compuestas del mismo material presente en el suelo, roca, concreto armado u otro que pueda contener la presión ocasionada por el suelo. En nuestra empresa prestamos el mejor servicio en estudios de estabilidad de taludes.
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Estabilización de Taludes con Pantallas de Concreto con Malla Electro Soldada y Anclajes de Concreto Reforzado

Evaluación de estabilidad de taludes mediante los enfoques de equilibrio límite y numérico (2D y 3D)
¿Cuales son las partes de un Talud?

- Zona de suelo reforzado: Esta es la masa del suelo que se accede por el relleno además de consentir por las capas horizontales del refuerzo.
- Suelo retenido: Este puede sufrir sobrecargas en su superficie, y es el suelo natural que se localiza detrás de la zona de suelo reforzado.
- Dren de chimenea: Esta es para que se sortee el flujo de agua a través del talud, y totalmente se puede ejecutar o formarse con piedra partida, que está rodeada en un geotextil y funcionará como filtro.
- Suelo retenido: Este puede sufrir sobrecargas en su superficie, y es el suelo natural que se localiza detrás de la zona de suelo reforzado.
- Suelo de cimentación: Este es el suelo que se tropieza localizado bajo la zona de suelo reforzado.
- Refuerzo secundario: Este puede proporcionar la construcción y el drenaje si se manipula una capa delgada de material granular, colocándolo en la cara del talud.
-
Refuerzo primario: Este consiente al talud que resista un ángulo β que es de un poco más de altura que el de reposo del material de relleno.
Significado de Taludes en disciplinas como la geologia y la arquitectura
Para la arquitectura y la Geologia el talud es la diferencia que existe entre el grosor del sector superior del muro y el grosor de sector inferior, creando una pendiente. Esto permite que el muro pueda soportar la presión que ejerce la tierra detrás de él.
Analizar la estabilidad del talud es muy importante para el desarrollo de un proyecto de arquitectura, ingeniería civil o Geologia. Un desnivel y la naturaleza de los materiales pueden pueden poner en riezgo dicha estabilidad.
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Para proteger un talud, pueden emplearse distintas técnicas de acuerdo al tipo de obra. El recubrimiento con concreto o piedra y la plantación de especies vegetales son algunas de las estrategias utilizadas.
Para la geologia, un talud es un cúmulo de trozos de rocas que se forman en un acantilado o en la cuenca de un valle. Por lo general muestran un aspecto cóncavoque se orienta hacia arriba.
Tipos de Taludes

Existen dos tipos de taludes el talud artificial y el talud natural, es de vital importancia saber distinguir los tipos de taludes debido a que cada uno de los inconvenientes que se puedan presentar por la inestabilidad, deben ser abordados de diferente forma, dependiendo siempre composición del talud y del origen. En ABC contamos con los mejores equipos y maquinarias para realizar estudios de estabilidad de taludes.
Taludes naturales
Son pendientes formadas por procesos naturales y erosivos ocacionando la formacion de acantilados a lo largo de la historia geologica, a los taludes tambien se les llama laderas. Tales pendientes existen en áreas montañosas. Resulta un poco complicado el cálculo de la altura debido a lo irregulares que son.
Taludes Artificiales
Son las pendientes de los terraplenes construidos para carreteras, vías férreas, canales, entre otros y las pendientes de las presas de tierra construidas para almacenar agua son ejemplos de pendientes artificiales.Para la formación de este tipo de taludes debe estar presnte de la intervención del hombre, su formación depende del desarrollo de obras de ingeniería, cuando se requiere de una superficie plana en alguna zona inclinada, los taludes artificiales se diferencian en dos grupos, los cortes y los terraplenes. Al estar bien definido se puede calcular la altura facilmente.
Los Taludes Artificiales según el tipo de suelo:
- Pendiente de suelo cohesivo: que tiene como contenido suelo puramente cohesivo,Suelos granulares o arenas puras, la superficie de la falla es plana.Los taludes formados sobre macizos no cohesivos, serán estables si el ángulo de inclinación es menor que el ángulo de fricción interna de la arena, es decir, que el ángulo de la fricción interna natural de la arena esté en equilibrio plástico.
- Pendiente del suelo por fricción: Pendientes que tienen como contenido el suelo por fricción.
- Suelo de fricción cohesivo: pendientes formadas por suelo que tiene propiedades tanto de fricción como de cohesión.
Talud continental

El talud continental se define como la zona que se extiende desde la ruptura de la plataforma y termina en la elevación continental donde el gradiente se vuelve inferior a 1:40 o donde el talud está delimitado por una trinchera de aguas profundas o una meseta marginal. Aunque la pendiente es comúnmente la provincia fisiográfica más empinada del margen continental, no se puede dar una única definición simple.
El talud continental, que desciende desde los mares interiores poco profundos hasta el océano profundo, es una característica geológica que marca la división entre dos zonas oceánicas. En algunas zonas el talud continental es estrecho y muy empinado, mientras que en otros es ancho y tiene una pendiente suave.
Talud de corte y de tierra

Se llaman cortes o taludes artificiales, como sea la génesis de su alineación; en el corte, se efectúa una excavación en una alineación térrea natural (desmontes). Pendiente formada por la excavación de material superpuesto para conectar la superficie del terreno original con una superficie del terreno inferior fundada por la excavación. Una diferido cortada se distingue de una pendiente con bermas, que se edifica importando tierra para crear la pendiente.
Diseño y estudios de estabilidad de taludes

El diseño y cálculo en el estudio de estabilidad de taludes depende el procedimiento que se utilice es compleja ya que se deben usar varias áreas y herramientas para solucionar los problemas de las estabilidades de un talud esto íntegro que no hay dos deslizamientos iguales por la llana razón de que la elaboración de la inestabilidad de un suelo suele originarse por compuestas condiciones.
Para el calculo de estabilidad al vuelco y deslizamiento se usa la herramienta SLIDE, Slide es un software de analisis de Estabilidad de Taludes en 2D que utiliza métodos de equilibro límite para el cálculo de la estabilidad. Incluye análisis de agua subterránea por elementos finitos en estado estacionario, e integra capacidades de análisis de sensibilidad, probabilísticos y análisis retrospectivos donde se calcula las componentes horizontales de las fuerzas entre las que se incluyen: la fuerza de corte y de momento de vuelco, las componentes verticales de las fuerzas son incluidas en fuerzas normales y momentos resistentes.
Las fuerzas resistentes y los momentos consiguen asimismo incluir fuerzas horizontales de geo-refuerzos y mallas superpuestas. El muro tiene una cimentación compuesta por zapatas, para esta geometría se hace el cálculo directo de los factores de seguridad. Se calcula un factor de seguridad más conservador. La naturaleza y la homogeneidad de los materiales directos constitutivos son primordiales para diseñar y concretar el problema de la estabilidad de un talud en cualquiera de sus variados semblantes. El ingeniero, como es en él habitual, considera estos problemas tratando de extraer los suficientes conocimientos de forma general como para poder instituir un modelo matemático en el que el analizar la estabilidad sea una simple cuestión de lápiz papel y aplicación de tal o cual forma matemático o secuencia de cálculo algebraico.
Las técnicas de cálculo, para concretar la estabilidad, establecen un mecanismo cinemático de falla, extraído naturalmente de la experiencia, con base en el cual se estudian las fuerzas tendientes a:
- Producir el movimiento como fuerzas de gravedad.
- Filtración.
- Presión de agua (fuerzas motoras).
Las cuales se han de confrontar por algún procedimiento con las fuerzas que son capaces de desplegar y que desarrollan a que el mecanismo de falla no se origine como resistencia del terreno, raíces y otras(fuerzas resistentes). Es decir que la estabilidad se concibe como la seguridad de una masa de tierra contra la falla o el corriente. Así la mayoría de los métodos de cálculo en boga están atados a un dispositivo cinemático de falla específico, por lo que solo serán adaptables a aquellos problemas de estabilidad en que la falla sea del ejemplo que se piensa. La intención del cálculo de la estabilidad se concentra en dos temas principales. El primero es establecer la resistencia media al corte “s” de los suelos a partir de deslizamientos ya producidos. El segundo punto a conocer es la intrepidez del coeficiente de seguridad “F” que define la estabilidad del talud.
Cálculo de “s” a partir de deslizamientos acontecidos Durante la construcción, recubran a veces causar roturas locales de los taludes de desmontes o de terraplenes. Dichas roturas muestran que el valor medio de la resistencia mínima al corte ha sido sobrestimado y estos deslizamientos brindan una oportunidad excelente para valorar la firmeza mínima real, y sortear nuevos accidentes en la obra cambiando el proyecto en función de los desconocidos datos. La manera a seguir reside en fijar por medio de perforaciones o excavaciones, la perspectiva de la superficie de evasión, computar los pesos de las diferentes partes de la masa que tendió a causar o a oponerse al deslizamiento, y computar la resistencia media al cortes del suelo que resulta necesaria para indemnizar las condiciones de equilibrio. El método que se monopoliza para establecer la resistencia media al corte de los suelos, en puesto de los datos que se pueden obtener de deslizamientos sucedidos viene instruido por la siguiente figura:

Por medio de mediciones en el terreno, se obtiene la profundidad zcde las fisuras de tracción y de la forma de la superficie de deslizamiento. La línea de deslizamiento se sustituye luego por un arco de círculo de radio r y de centro en O. Planteando sumatoria de momentos alrededor del punto O se obtienen;

W1: peso de la masa de suelo situado a la derecha de la línea punteada.
W2: peso de la masa de suelo situado a la izquierda de la línea punteada.
Taludes en arena seca sin cohesión
Un talud de arena limpia es estable cualquiera sea su altura, siempre que elángulo β entre el talud y la horizontal sea igual o menor que el ángulo defricción interna Φ de la arena en estado suelto. El coeficiente de seguridad deltalud con respecto a su deslizamiento puede expresarse por la relación siguiente.

Cualquiera sea su altura, la existencia de taludes con ángulos de inclinaciónmayores de Φ es una imposibilidad en caso de arenas limpias.
Taludes en suelos puramente cohesivos
La resistencia media al corte s de la superficie potencial de deslizamiento de una arcilla blanda homogénea saturada bajo condiciones no drenadas (Φ=0) esaproximadamente a la mitad de la resistencia a la compresión simple qu de laarcilla. A este valor se lo denomina cohesión c:

Conocido c, la altura crítica Hc de un talud con ángulo con ángulo de inclinaciónβ puede expresarse por la ecuación siguiente:

En esta ecuación, el coeficiente de estabilidad Ns es un dígito sin dimensiones cuyo importe estriba solo del ángulo β del talud y del factor de profundidad nd que dice la profundidad a que la arcilla reposa sobre una base fijo. Según esta imagen la rotura de todos los taludes con un ángulo mayor a 53º se reproduce por un círculo de pie. Si β es menor de 53º, el ejemplo de rotura depende del valor del factor de profundidad nd, y para valores bajos de nd, asimismo del ánguloβ del talud. Si nd es igual a 1 la rotura del talud se reproduce por un círculo de talud, y si nd es mayor que 4, el talud se rueda por un círculo del punto medio, tangente a la base fijo, cualquiera sea el valor de β. Para valores intermedios, la fractura se produce por un círculo de talud si el punto que representa los valores de nd y β se encuentra por encima del área sombreada de la figura. Si el punto se encuentra dentro del área sombreada el círculo crítico es un círculo de pie. Por último, si el punto se topa debajo de dicha área, el talud destroza por un círculo del punto medio tangente a la base fijo.
Taludes irregulares en suelos no uniformes. Método de las fajas
Si el talud tiene un plano irregular de modo que no puede ser incorporado por una línea recta, o si coexiste el evento de que la superficie de evasión pase a través de diferentes materiales directos con distintos valores de cohesión (c) y del ángulo de fricción interna (φ), la estabilidad se puede examinar convenientemente manejando el método de las fajas.
De acuerdo con esta forma se prefiere un círculo tentativo y la masa deslizante se subdivide en un número de fajas verticales. Cada faja está solicitada por su propio peso W y por las fuerzas de corte T y normales Es en sus caras laterales, y por un ligado de fuerzas en su asiento que son la fuerza de corte S y la normal P. Las potencias que actúan en cada faja deben indemnizar las condiciones de equilibrio. Las fuerzas T y E dependen de la desproporción y de las tipos tenso-deformación del material que rueda. Como no pueden ser valoradas rigurosamente, por reducción se conjeturan iguales a cero. Además de ésta hipótesis se supone que existe un estado plano de deformaciones y la presión de poros es nula.
¿Que es el Afine de taludes?

El afine de las excavaciones para recoger mamposterías o el vaciado directo de concreto en estas, corresponderá hacerse con la mínima anticipación posible al instante de construcción de las mamposterías o al vaciado del concreto, con el fin de evitar que el terreno se debilite o altere por el intemperismo. Es dejar lisa la superficie del terreno, por ejemplo el talud, digamos que excavas y no está bien dejar, ramas, piedras y huecos visibles, asi que se tiene que afinar o dejar parejo donde se excavo.
Tipos de fallas en taludes

Los deslizamientos de tierra son un tipo de «desperdicio masivo», que denota cualquier movimiento cuesta abajo del suelo y la roca bajo la influencia directa de la gravedad.
El término «deslizamiento de tierra» abarca cinco modos de movimiento de pendientes: caídas, vuelcos, deslizamientos, propagaciones y flujos. Estos se subdividen además por el tipo de material geológico (lecho de roca, escombros o tierra).
Los flujos de escombros (comúnmente denominados flujos de lodo o deslizamientos de tierra) y los desprendimientos de rocas son ejemplos de tipos comunes de deslizamientos de tierra.
Los deslizamientos de tierra pueden iniciarse en pendientes que ya están al borde del movimiento por lluvia, deshielo, cambios en el nivel del agua, erosión de arroyos, cambios en el agua subterránea, terremotos, actividad volcánica, perturbación por actividades humanas o cualquier combinación de estos factores.
Los terremotos y otros factores también pueden provocar deslizamientos de tierra bajo el agua. Estos deslizamientos de tierra se denominan deslizamientos de tierra submarinos. Los deslizamientos de tierra submarinos a veces provocan tsunamis que dañan las zonas costeras.
Estabilidad y Estabilizacion de Taludes
La estabilidad y estabilizacion del talud esta dado por el potencial que tiene un talud para resistir y sufrir movimiento. La estabilidad de taludes está determinada por el equilibrio del esfuerzo cortante y la resistencia al cortante.
Metodos utilizados para el estudio de Estabilidad de Taludes

Tan rápido se evidencia que hay un riesgo de desequilibrio en un explícito talud, se debe investigar la mejor solución y reflexionar aspectos de costo, naturaleza de las obras afectadas (tanto en la cresta como al pie del talud), tiempo apreciado en el que se puede presentar el problema, disponibilidad de los materiales de construcción, entre otros. Nuestros ingenieros especialistas aplican las mejores tecnicas y metodos en el estudio de estabilidad de taludes.
Existen tres grandes conjuntos de metodos para lograr la estabilidad de taludes.
- Desarrollar la estabilidad de taludes en suelo: son las remedies que emplean drenaje en el suelo para bajar el nivel freático o la inyección de substancias que aumenten la firmeza del suelo, tales como el cemento u otro conglomerante
- Reducir las energías autoras en el talud: soluciones tales como el canje de la geometría del talud mediante el corte injusto o total de éste a un ángulo mínimo o la remoción de la cresta para someter su altura.
- Acrecentar los esfuerzos de confinamiento (σ3) del talud: se puede conseguir la estabilización de un talud mediante trabajos, como los muros de gravedad, las pantallas templadas o las bermas hechas del mismo suelo.
En la sucesiva sección se discutirán diversas soluciones.
Cambio de la geometría
El canje de la geometría de un fijo talud puede realizarse (figura 3.12) mediante remedies tales como la disminución de la pendiente a un ángulo menor, la reducción de la altura (especialmente en suelos con comportamiento cohesivo) y la distribución de material en el asiento o pie del talud (construcción de una berma); en esta último medio es común usar material de las partes superiores del talud.
El resultado directo de ejecutar un cambio favorable en la geometría de un talud es reducir los esfuerzos que causan la inestabilidad y, en el caso de la fundación de una berma, el aumento de la fuerza resistente. Es de suma importancia recalcar que la construcción de una berma al pie de un talud debe tomar en consideración la posibilidad de causar desequilibrio en los taludes que se hallen debajo, además, se deben tomar las creencias para drenar el agua que pueda almacenarse dentro de la berma, ya que es posible que pueda haber un aumento de la presión de los poros en los sectores inferiores de la superficie de falla, lo que acrecienta la inseguridad.
Drenaje: La apariencia de agua es el primordial componente de inestabilidad en la gran mayoría de los diferidos de suelo o de roca con mediano a alto grado de meteorización. Por lo tanto, se han determinado diversas tipologías de drenaje con distintos objetivos. A continuación, se muestran los ejemplos de drenaje de mayor uso para estabilizar taludes.
- Drenajes subhorizontales: son técnicas efectivos para optimar la estabilidad de taludes inestables o fallados. Reside en tubos de 5 cm o más de diámetro, perforados y cubiertos por un filtro que frena su taponamiento por arrastre de finos. Se instalan con una pequeña pendiente hacia el pie del talud, comprenden la zona freática y permiten el flujo por gravedad del agua almacenada por encima de la superficie de falla. El espaciamiento de estos drenajes acata del material que se esté frecuentando de drenar y puede variar desde tres a ocho metros en el caso de arcillas y limos, hasta más de 15 metros en los casos de arenas más transparentes.
- Drenajes verticales: se esgrimen cuando existe un estrato impenetrable que domina agua emperchada por encima de un material más transparente con drenaje libre y con una presión hidrostática menor. Los drenajes se colocan de manera que atraviesen totalmente el estrato aislado y conduzcan el agua mediante gravedad, por dentro de ellos, hasta el estrato más transparente, lo que calmará la abundancia de autoridad de los poros a través de su distribución.
- Drenajes transversales o interceptores: se instalan en la superficie del talud para suministrar una salida al agua que pueda inspirar en la estructura del talud o que pueda causar erosión en sus diferentes niveles. Las zonas en las que es común situar estos drenajes son la cresta del talud para evitar el paso hacia su distribución (grietas de tensión), el pie del talud para recoger aguas provenientes de otros drenajes y a diferentes alturas del mismo
- Drenajes de contrafuerte: reside en la apertura de zanjas verticales de 30 a 60 cm de ancho en la dirección de la pendiente del talud para rellenarlas con material granular hondamente penetrable y con un agudo ángulo de fricción (> 35°). La hondura alcanzada deberá ser mayor que la hondura a la que se encuentra el plano de falla para conseguir el aumento de la firmeza del suelo no solo debido al aumento de las energías efectivas gracias al drenaje del agua que los reducía, sino también al acrecentamiento del material de alta resistencia incluido dentro de las zanjas.
Esta solución puede ser ventajoso y de bajo costo en el caso de taludes hechos con materiales de poca resistencia, tales como arcillas y limos blandos o con aspecto de materia orgánica en desintegración que posean entre tres y ocho metros de elevación y planos de falla que no pasen de los cuatro metros.
Metodo de Fellenius (1927)
Con este método (solo válido para superficies de deslizamiento de forma circular) las fuerzas entre cortes se ignoran y, por lo tanto, las incógnitas se reducen a:
- n valores de fuerzas normales Ni;
- n valores de fuerzas cortantes Ti;
- 1 factor de seguridad.
Desconocidos (2n + 1). Las ecuaciones disponibles son:
- n ecuaciones de equilibrio en el desplazamiento vertical;
- n ecuaciones relativas al criterio de falla;
- 1 ecuación de los momentos globales
F = {Σì [ci · li + (Wi · cosαi-ui · li) · tanφi} / (Σì · sinαi)
Esta ecuación es fácil de resolver, pero se encontró que proporciona resultados conservadores (factores de seguridad bajos) especialmente para superficies profundas o al aumentar el valor de la presión de poro.
Metodo de Bishop
Ninguna de las fuerzas contribuyentes que actúan sobre los cortes se ignora utilizando este método que fue el primero en describir los problemas de los métodos convencionales. Las ecuaciones utilizadas para resolver el problema son:
Σ Fy = 0 Σ M0 = 0 Criterio de falla
F = {Σì [ci · bi + (Wi-ui · bi + ΔXi) · tanφi] · [secαi / (1 + tanαi · tanφi / F)]} / (ΣìWi · sinαi)
Los valores de F y ΔX para cada elemento que satisfaga esta ecuación dan una solución rigurosa al problema. Como una primera aproximación se debe tomar ΔX = 0 e iterar para calcular el factor de seguridad, este procedimiento se conoce como el método ordinario de Bishop, los errores cometidos en comparación con el método completo son alrededor del 1%
Metodo Janbu (1967)
Janbu ha extendido el método de Bishop a superficies de forma libre. Cuando se tratan superficies de deslizamiento de forma libre (forma genérica), el brazo de las fuerzas cambia (en el caso de superficies circulares es constante e igual al radio del arco) y por lo tanto es más conveniente evaluar la ecuación de momento en el ángulo de cada rebanada.
F={Σì[ci·bi+(Wiui·bi+ΔXi)·tanφi]·[sec^(2)αi/(1+tanαi·tanφi/F)]}/(ΣìWi·tanαi)
Suponiendo que ΔXi = 0 se obtiene por el método ordinario. Janbu también propuso un método para la corrección del factor de seguridad obtenido por el método ordinario de acuerdo con lo siguiente:
Fcorretto = f0 · F
Donde f0 factor de corrección empírico, depende de la forma de la superficie de deslizamiento y de los parámetros geotécnicos. Esta corrección es muy fiable para pendientes ligeramente inclinadas.
Metodo de Campana (1968)
Las fuerzas que actúan sobre la masa que se desliza incluyen el peso del suelo, W, las fuerzas sísmicas seudoestáticas horizontales y verticales Kx · W e Ky · W, las fuerzas horizontales y verticales X e Y aplicadas externamente al perfil del talud, la los esfuerzos normales y cortantes totales σ y τ que actúan sobre la superficie de deslizamiento potencial.
La tensión normal total puede incluir un exceso de la presión de poro u que debe especificarse con la introducción de los parámetros de fuerza efectiva. En la práctica, este método puede considerarse como una extensión del método del círculo de fricción para secciones homogéneas anteriormente descrito por Taylor. Ti = [ci · Li + (Ni-uci · Li) · tanφi] / F
Dónde:
F = factor de seguridad;
ci = la cohesión efectiva (o total) en la base de la i-ésima rebanada;
φi = el ángulo de fricción efectivo (= 0 con la cohesión total) en la base de la i-ésima rebanada;
Li = la longitud de la base de la i-ésima rebanada;
uci = la presión de poros en el centro de la base de la i-ésima rebanada
El equilibrio se obtiene igualando a cero la suma de las fuerzas horizontales, la suma de las fuerzas verticales y la suma de los momentos respecto al origen.
Se adopta el siguiente supuesto sobre la variación de la tensión normal que actúa sobre la superficie de deslizamiento potencial:
σci = [C1 · (1-Kz) · (Wi · cosαi) / Li] + C2 · f (xci, yci, zci)
Wi · cosαi / Li = valor total de la tensión normal asociada al método ordinario de los cortes
El segundo término de la ecuación incluye la función:
f = sin2π · [(xn-xci) / (xn-x0)]
Donde x0 y xn son respectivamente las abscisas del primer y último punto de la superficie de deslizamiento, mientras que xci son respectivamente las abscisas del primer y último punto de la superficie de deslizamiento, mientras que. Una parte sensible de la reducción de peso asociada con una aceleración vertical del suelo Ky g g se puede transmitir directamente a la base y esto se incluye en el factor (1 – Ky). La tensión normal total en la base de un corte viene dada por:
Ni = σci · Li
La solución de las ecuaciones de equilibrio se obtiene resolviendo un sistema lineal de tres ecuaciones obtenido al multiplicar las ecuaciones de equilibrio por el factor de seguridad F, sustituyendo la expresión de Ni y multiplicando cada término de la cohesión por un factor arbitrario C3. Se puede utilizar cualquier par de valores del factor de seguridad cercano a una estimación físicamente razonable para iniciar una solución iterativa. El número requerido de iteraciones depende de la estimación inicial y la precisión deseada de la solución, normalmente, el proceso
Metodo Sarma (1973)
El método de Sarma es un método simple pero preciso para el análisis de estabilidad de taludes, que permite determinar la aceleración sísmica horizontal requerida para que la masa de suelo, delimitada por la superficie de deslizamiento y por el perfil topográfico, alcance el estado de equilibrio límite. (aceleración crítica Kc) y, al mismo tiempo, permite obtener el factor de seguridad habitual obtenido como para los otros métodos geotécnicos más habituales.
Es un método basado en el principio de equilibrio límite de los cortes, por lo tanto, se considera el equilibrio de una masa de suelo deslizante potencial dividida en n cortes verticales de un espesor suficientemente pequeño para ser considerado elegible el supuesto de que el esfuerzo normal Ni actúa en el punto medio de la base del corte.
Las ecuaciones a tener en cuenta son:
- La ecuación de equilibrio a la traslación horizontal de un solo corte.
- La ecuación de equilibrio a la traslación vertical de un solo corte.
- La ecuación de equilibrio de momentos.
- Condiciones de equilibrio para traslación horizontal y vertical:
Ni · cosαi + Ti · sinαi = Wi-ΔXi
Ti · cosαi-Ni · sinαi = KWi-ΔEi
También se supone que en ausencia de fuerzas externas sobre la superficie libre de masa se produce:
Σ ΔEi = 0
Σ ΔXì = 0
Donde Ei e Xi representan, respectivamente, las fuerzas horizontal y vertical en la cara del corte genérico i.
Metodo ordinario de rodajas
En el análisis fu = 0, la resistencia al corte no drenada en superficies de deslizamiento puede ser se supone que es independiente del nivel de estrés. En estrés efectivo análisis (of> 0 material), la resistencia al corte en la superficie de deslizamiento es función del estrés normal (efectivo) (por falla de Mohr-Coulomb criterios) y por lo tanto la tensión normal a lo largo de la superficie de falla debe ser determinado o tenido en cuenta en el análisis *)
Esto podría ser logrado dividiendo la masa de falla en varios cortes
El método sueco (Fellenius) es el método más simple de rodajas. En este método, la fuerza normal en la base de cada rebanada es determinado considerando el equilibrio de fuerzas normales a la base. Para determinar el problema, se hace la suposición que la resultante de las fuerzas entre cortes que actúan sobre cualquier corte es paralelo a su base.
Además del método de rebanadas, el método del círculo de fricción se puede aplicar a uniformes condiciones del suelo (c, f, g: const) pero no al suelo con propiedades variables.
Metodo del Equilibrio Limite

El método de equilibrio límite es el enfoque más común para analizar la estabilidad de taludes en dos y tres dimensiones. Este método identifica posibles mecanismos de falla y deriva factores de seguridad para una situación geotécnica particular. Es una opción adecuada para evaluar la estabilidad de muros de contención, cimientos superficiales y profundos, presas de tierra y roca, sitios de minería a cielo abierto y posibles deslizamientos de tierra.
Los fundamentos de la estabilidad de taludes abarcan movimientos de taludes y métodos para análisis de estabilidad, mecánica de fallas de taludes y factores de seguridad, métodos de laboratorio y de campo para determinar la resistencia al corte de suelos, estimación de superficies freáticas y medidas correctivas para corregir deslizamientos. Los métodos de análisis de estabilidad cubren fórmulas simples para determinar el factor de seguridad para fallas de aviones, gráficos de estabilidad, métodos de cortes para análisis bidimensionales, técnicas de análisis tridimensionales y confiabilidad del diseño de taludes.
Analisis de Estabilidad de Taludes Mediante el Metodo de Elementos Finitos (MEF)
El método de los elementos finitos (MEF) es una técnica numérica para la resolución de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales con valores en el contorno. Su uso resulta muy extendido en la mecánica de estructuras y en otras muchas aplicaciones de ingeniería. Gracias al desarrollo de esta técnica, y a una mayor accesibilidad a ordenadores de gran potencia de cálculo, su uso también resulta cada vez más habitual en aplicaciones geotécnicas.
Las posibilidades de modelado dependen en gran medida del conocimiento del comportamiento del medio que se analiza. En aplicaciones geotécnicas, la introducción de modelos constitutivos específicos para el comportamiento de suelos y rocas, así como el acoplamiento a ecuaciones mecanicas del sólido deformable con ecuaciones de balance de masa de agua, permiten la resolución de problemas complejos en geotecnia y mecanica de suelos, que normalmente no presentan una solución analítica conocida. Este es el caso de medios de geometría compleja, habitual en medios geológicos, o de sistemas en los que existe interacción entre materiales con diferente comportamiento, tales como la estructura, el terreno y las aguas subterráneas.
De este modo, gracias al método de los elementos finitos (MEF), se puede abordar con mayor profundidad el análisis de taludes, túneles, cimentaciones, excavaciones, rellenos, drenajes y estructuras o muros de contención. Permite, a través de una formulación adecuada y de una apropiada caracterización del medio, resolver problemas de interacción terreno-estructura con una aproximación mucho más precisa que la obtenida a través de métodos más clásicos como el método de Winkler.
Actualmente, Geostru es una de las empresas lideres del mercado de software geotecnicos, su progroma brinda grandes soluciones en el análisis de estabilidad de taludes con su software geoslope.
Software de Estabilidad de Taludes (Geo Slope, Slide2, Phase y Plaxis)
Preguntas Frecuentes
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- ¿Qué factores influyen en la estabilidad de un talud?
La falla de un talud o ladera se debe a un incremento en los esfuerzos actuantes o a una disminución de resistencia al esfuerzo cortante del suelo. Esta variación, en general, es causada por efectos naturales y actividades humanas.
- ¿Qué es el factor de seguridad en estabilidad de taludes?
Cuando se construye un terraplén carretero, una de las variables analizadas en el diseño es la obtención del factor de seguridad para determinar la estabilidad y seguridad de los taludes. Este diseño se realiza haciendo uso de un análisis estático y, en casos más específicos y aislados haciendo un análisis sísmico.
- ¿Cómo saber si un talud es estable?
Un talud es estable cualquiera sea su altura, siempre que el ángulo (β) entre el talud y la horizontal sea igual o menor que el ángulo de fricción interna (Φ) de la arena en estado suelto.
- ¿Por qué se hace un talud?
El perfil de cualquier talud se forma por un triángulo rectángulo, en el cual el lado mayor, opuesto al ángulo recto, representa el talud o declivio y uno de los lados representa la base del talud con los nombres de escarpa explanada o glacis.
- ¿Qué es un talud y para qué sirve?
El vocablo francés talus llegó al castellano como talud, el término se refiere a la pendiente que registra el paramento de una pared o de una superficie y permite que el muro pueda resistir la presión que ejerce la tierra detrás de él.
- ¿Que es la corrección por drenaje en taludes?
La corrección por drenaje tiene por objeto reducir las presiones intersticiales que actúan sobre la potencial o existente superficie de deslizamiento, lo que aumenta la resistencia y disminuye el peso total y por tanto las fuerzas desestabilizadoras.
- ¿Qué son los desprendimientos?
Los desprendimientos don fallas repentinas de taludes verticales o casi verticales que producen el desprendimiento de un bloque o múltiples bloques que descienden en caída libre.
- ¿Que es el flujo de escombros?
El flujo de escombros es un tipo de falla similar a las avalanchas. Excepto que la cantidad de agua es mayor y por ello la masa fluye como lodo. La principal causa es el aporte de grandes lluvias y material suelto en la superficie.
Fuentes:
- Alexander, M. 1994. Biodegradation and Bioremediation. Academic Press, San Diego. 302 pp.
- Fang, HY y J. Daniels. 2005. Introducción a la ingeniería geotécnica: una perspectiva medioambiental. Londres, Reino Unido: Taylor & Francis.
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