ESTABILIDAD DE TALUDES E SUELOS
Modos de falla y métodos métodos de cálculo
Introducción
1 Deslizamiento de Thistle en 1983
(USGS)
Causas que producen inestabilidad
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• La seguridad de una masa de tierra contra la falla o movimiento es lo que se define como estabilidad. • La inestabilidad curre cuando la resistencia al corte del suelo es excedida por los esfuerzos de corte que se producen en una superficie relativamente continua. • La falla puede ser el resultado de cualquiera de estos factores, aislados o combinados.
Clasificación de taludes
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• Los taludes son el resultado de la acción de agentes naturales o de la acción del hombre. De acuerdo a su naturaleza, se pueden clasificar en:
(Whitlow, 1994)
Taludes en la ingeniería civil
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• La estabilidad de taludes tiene una gran importancia en la ingeniería civil y geotécnica. La figura muestra una serie de casos en los que hay que analizar la estabilidad de taludes.
Cortes
Terraplenes
Excavaciones
Presas de tierra
Laderas
Modos de fallas
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• El término “deslizamiento de tierras” se asocia a una serie de procesos que resultan en el movimiento de un talud. • Los tipos de deslizamientos se pueden clasificar según el modo de falla.
(Coduto P, 1999) Módulo 3: Estabilidad de taludes en suelos
(Varnes, 1978)
Derrumbes
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• Los derrumbes consisten en la caída abrupta de suelo y/o rocas que se desprenden del talud. • Se producen por lo general en taludes muy inclinados, debido a la existencia de discontinuidades tales como grietas o planos de estratificación. • Este tipo de fallas se genera principalmente por efectos de la erosión, presión de agua en grietas, y movimientos sísmicos.
(Coduto P, 1999)
(USGS)
Derrumbes
(Coduto D., 1999)
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(Coduto P,(Coduto 1999) D., 1999)
Deslizamientos de rotación
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• Los deslizamientos involucran masas de suelo que se mueven a lo largo de una superficie de falla bien definida. • Deslizamientos de rotación se mueven a lo largo de una superficie de falla cóncava. Son característicos de suelos cohesivos.
superficie de deslizamiento
(Coduto P, 1999)
(USGS)
Deslizamientos de rotación
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Deslizamientos de traslación
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• En los deslizamientos de traslación, la superficie de falla tiende a ser plana y paralela al talud. Por lo general la razón entre altura y largo de la masa deslizante tiende a ser pequeña. • Son característicos de suelos sin cohesión o cuando existen planos de debilidad.
(USGS)
Deslizamientos de traslación
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Laguna Beach, California, 2005
(USGS)
Deslizamientos de traslación
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Laguna Beach, California, 2005
(USGS)
Deslizamientos de flujos
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• Los flujos son movimientos de masas de suelo que involucran grandes deformaciones internas. • Su movimiento es como el de un fluido viscoso y no existe una superficie de falla única. • Son muy destructivos debido a las grandes velocidades que alcanzan y a la habilidad de recorrer “grandes distancias”. • Por lo general ocurren en materiales finos y bajo condiciones saturadas, sin embargo flujos de material granular también son posibles.
(USGS)
Deslizamientos de flujo • Deslizamiento inducido por el terremoto del Salvador (2001). • Se cree que licuación puede haber sido un factor en la falla. • Hubo efectos de amplificación debido a la topografía, llegándose a medir aceleraciones de hasta 0.6 g. • Cerca de 1000 victimas debido a los deslizamientos de tierra.
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El Salvador, 2001
Deslizamientos de flujo • En Marzo de 1995 un talud falló en la localidad de la Conchita, en California, desplazándose decenas de metros en unos pocos minutos. • El deslizamiento se produjo debido a intensas lluvias durante ese año. • La falla tipo flujo destruyó varias casas, sin embargo no hubo victimas fatales.
15 (USGS)
Deslizamientos de flujo
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Lateral spreads
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• Lateral spreads se distinguen porque por lo general ocurren en terrenos con muy poca pendiente. • La falla es causada por el fenómeno de licuación, inducido por lo general por acción sísmica. • Lateral spreads se puede dividir en dos categorías: • Falla de flujo • Movilidad cíclica
(USGS)
Lateral spreads – falla de flujo
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• Falla de flujo es un fenómeno en el cual el equilibrio estático es destruido por cargas dinámicas en un depósito de suelo de baja resistencia residual. • Una vez gatillada, la resistencia residual no es suficiente para resistir los esfuerzos estáticos.
Alaska, 1964
Lateral spreads – falla de flujo
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• En la figura, tres muestras fueron sometidas a cargas mayores que su resistencia residual. • La línea roja corresponde a donde se inicia la falla de flujo. • La falla de flujo no puede ocurrir si los esfuerzo de corte son menores a la resistencia residual.
x
http://www.ce.washington.edu/~liquefa ction/html/main.html
Lateral spreads – falla de flujo
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• La figura muestra las trayectorias monotónicas y cíclicas en los diagramas ε-q y p’-q. • Al comienzo el exceso de presión de poros que se genera a bajas deformaciones de corte mueve la trayectoria de tensiones efectivas a la superficie de falla de flujo (FLS). • En ese momento el suelo se vuelve inestable, su resistencia de corte disminuye hasta el valor residual y los esfuerzos de corte estáticos son responsables de las grandes deformaciones de corte.
(www.ce.washington.edu/~liqu efaction/html/main.html)
Lateral spreads – movilidad cíclica
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• Movilidad cíclica es gatillada por carga cíclica; ocurre en depósitos de suelos con esfuerzos de corte estáticos menores que la resistencia residual. • Deformaciones debido a la movilidad cíclica se desarrollan gradualmente debido a esfuerzos estáticos y dinámicos durante un evento sísmico.
Guatemala, 1976
Métodos de cálculo
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• Los métodos de cálculo para el análisis de estabilidad de taludes pueden clasificarse en dos grupos: métodos de análisis límite y métodos de equilibrio límite. Métodos de análisis límite: presentan cierto grado de complejidad ya que necesitan de la aplicación de métodos de elementos finitos, pero permiten el cálculo de deformaciones así como el de esfuerzos, tomando en cuenta la ley de comportamiento del material.
Métodos de cálculo
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Métodos de equilibrio límite: se evalúa el talud en su estado de falla, basándose en las consideraciones de equilibrio límite. El talud se desliza a lo largo de una superficie de falla, en donde se moviliza toda la resistencia al corte del material.
Métodos de cálculo
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