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Calculo de estabilidad de taludes por el método sueco, Guías, Proyectos, Investigaciones de Ingeniería Geotécnica

SE ENCUENTRA UN PASO A PASO DEL CALCULO DE LA ESTABILIDAD DE TALUDES POR EL MÉTODO SUECO.

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2020/2021

Subido el 30/07/2021

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Calculo de estabilidad de taludes por el método sueco
Yinni Alexandra Zamora Tolosa
Código: 2017031084
Pablo Andrés Lagos Álvarez
Código: 2015032031
Facultad de ingeniería civil, Fundación Universitaria del Trópico Americano
Geotecnia Aplicada
Ing. Héctor Fabio Urrea
28/04/21
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Calculo de estabilidad de taludes por el método sueco Yinni Alexandra Zamora Tolosa Código: 2017031084 Pablo Andrés Lagos Álvarez Código: 201 5032031 Facultad de ingeniería civil, Fundación Universitaria del Trópico Americano Geotecnia Aplicada Ing. Héctor Fabio Urrea 28 /0 4 /

Contenido

  • Introducción
  • Objetivos
    • Objetivo general
    • Objetivo especifico..........................................................................................................
  • Ejercicio propuesto..............................................................................................................
  • Procedimiento método de Fellenius
  • Conclusiones y recomendaciones

Objetivos Objetivo general

  • Determinar la estabilidad global e interna del talud dado. Objetivo especifico
  • Determinar el factor de seguridad con respecto a la estabilidad global en los puntos 5, 1, 3, 7 y 9
  • Hallar el punto de menor estabilidad global y proyectar la estabilidad interna
  • Establecer el sentido en que se presenta el menor factor de seguridad y escanear el talud desde el nuevo punto.
  • Determinar si se cumple con el factor de seguridad de 1.65, y hacer las respectivas recomendaciones.

Ejercicio propuesto En el talud que se muestra, determinar:

  1. La estabilidad global: a). La estabilidad global (5 iteraciones, para los puntos 5,1,3,7,9) b) Establecer el sentido en que se presenta el menor factor de seguridad y escanear el talud desde este nuevo punto
  2. La estabilidad interna: a) Desde el punto 5. b) Desde el punto de menor estabilidad global

Fig.1 Valores mínimos del factor de seguridad Ahora bien, las actividades del ingeniero suelen enmarcarse dentro de los municipios donde normalmente hay muchas facilidades públicas (escuelas, hospitales, etc.) por lo que en este caso se escoge el factor de seguridad con un valor de 1.5 y para los cálculos se recomienda aumentar el factor de seguridad en un 10% y de esta manera obtener más confiabilidad.

  1. Dibujar el talud a analizar a escala 1: Utilizando el programa de autocad se procede a dibujar el talud correspondiente al ejercicio propuesto, teniendo en cuenta la escala 1:1 (como se puede evidenciar en la fig.2)

Fig.2 Dibujo escala 1:1 del talud propuesto. Como es posible observar en la fig.2 el talud tiene tres capas, donde el suelo 1 es el suelo de cimentación, el suelo 2 es la base del terraplén con una altura de 370 cm (3. m) y por último el suelo 3 que es la corona del terraplén con una altura de 230 cm (2.3 m). La altura del talud es de 600 cm (6 m) Es importante aclarar que se utilizo una medida en centímetros dentro de las configuraciones de AutoCAD.

  1. Ubicar en el talud las capas del material: El siguiente paso es ubicar los valores del peso específico (ɣ) y cortante (τ) para cada capa correspondiente, como se muestra en la fig 3.

En el primer tercio se proyecta a trazar una recta con altura 2H, es decir 2(6 m) = 12 m y la llamaremos eje z. (como se evidencia en la fig.4) Fig. 4 trazado del eje z

  • Para ubicar el eje x: El eje x se ubica en la parte superior de la gráfica, trazando una línea horizontal y esta línea se ubica a una altura del nivel cero ( N00 ) de 2.0 H como se menciono anteriormente con un valor de 12 m. ( como se observa en la siguiente figura)

Fig. 5 Trazado del eje x

  1. Trazar la superficie de falla supuesta: En este paso se tiene que definir el radio de giro del circulo de falla, utilizando la opción de trazado del circulo mediante un punto y un radio, este radio se define a continuación: a. 2.3 a 2.5 H para cálculo de estabilidad global b. 2.0 H para cálculo de estabilidad interna a) Cálculo de estabilidad global: Para este caso se toma un valor medio dentro de los valores dados equivalente a 2.4H para el radio de giro, es decir 2.4(6 m) = 14.4m, al trazar el circulo se genera el área que se va analizar. Ahora bien, utilizamos el paso 6 y 7 (como se evidencia en la fig.6):

Fig.7 Tabla Excel para organización de valores obtenidos Ahora bien, se comienza con el cálculo del área de las dovelas: Utilizando el comando área del programa AutoCAD, se procede a sacar las diferentes áreas de cada dovela dependiendo en que suelo se sitúen, seguidamente se interponen en las filas B, C y D correspondientemente (como se muestra en la fig.8).

Fig.8 Organización de las áreas en su suelo correspondiente. Una vez organizadas las áreas se procede a multiplicar cada área con su respectivo suelo como se muestra a continuación: para la dovela 1 y el suelo 3 donde se encuentran situado y utilizando la ec.1 (como se muestra en la fig. 9 ): 𝑆𝐴 = 𝐴 ∗ ɣ ec. 𝑆𝐴 1 = 5. 910 ∗ 1. 78

Por consiguiente, se multiplica cada volumen con su respectivo suelo utilizando la ec. 2 y la sumatoria de los tres tipos de suelo con sus respectivas áreas, determinan el peso de la dovela mostrado en la columna H de la fig. 10 𝑊𝑖 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 ∗ ɣ ec. 𝑊𝑖 3 = 5. 910 𝑚^3 ∗ 1. 78 𝑇𝑜𝑛/𝑚^3 𝑊𝑖 3 = 10. 519 𝑇𝑜𝑛 𝑊𝑖 2 = 1. 887 𝑚^3 ∗ 1. 75 𝑇𝑜𝑛/𝑚^3 𝑊𝑖 2 = 3. 302 𝑇𝑜𝑛 𝑊𝑖 = 10. 519 𝑇𝑜𝑛 + 3. 302 𝑇𝑜𝑛 𝑊𝑖 = 13. 821 𝑇𝑜𝑛 Finalmente, para determinar el momento inestabilizante del talud, se multiplica el peso de la dovela por brazo de palanca de cada dovela arrojadas en el paso 7, utilizando la ec.3 y por ultimo se obtiene el resultado de la sumatoria de los momentos de cada dovela. 𝑀𝑖 = 𝑤𝑖 ∗ 𝑏𝑖 ec.

𝑀𝑖 = 149. 163 𝑇𝑜𝑛/𝑚n Fig.10 cálculo del momento inestabilizante Para obtener el momento resiliente se utilizan la ec 5 y se procede a calcular: 𝑀𝑟 = Ʃ(𝜏𝑖 ∗ 𝑙𝑖) ∗ 𝑟 ec.

Fig. 11 Cálculo del factor de seguridad.

  1. Analisis de resultados: Teniendo en cuenta que el nivel de amenaza escogido fue de 1.5 pero al aumentarle el 10% queda en 1.65, podemos evidenciar que el resultado obtenido es menor a 1.65 el cual indica el caso b, que dice “Si el resultado del FS es mayor que 1, pero menor al NIVEL DE AMENAZA, entonces el talud es estable pero inseguro para el cliente. En este caso se debe rediseñar”. Dicho lo anterior es necesario establecer las diversas posibilidades, de otras probables superficies de falla, alrededor del punto cero-cero, se dibuja una grilla o malla cuyos puntos están separados una distancia alrededor del 10% de la altura del talud.
  2. Creación de grillas: cada punto se situa a 0.6 m del centro como se muestra en la fig. 12

Fig.12 Creación de las grillas Teniendo en cuenta el paso a paso para la estabilidad global se muestran los resultados: Resultado para la estabilidad global en la interacción 5