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CURSO: MECÁNICA DE SUELOS II
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inclinadas respecto a la horizontal que adopta
natural o como consecuencia de una obra de.
Por lo que se tendrá dos tipos taludes:
‐Taludes Naturales
‐Taludes
Artificiales
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CLASIFICACIÓN GENERAL DE TALUDES
TALUDES
NATURALES ARTIFICIALES
Des aste o Acumulación Construidos CortadosCorte o deposición
Lomas y taludes laderas y taludes terraplenes cortes yen valles detríticos y presas excavacionessin soporte
acantilados taludes de pilas de
de ríos y de flujo (huayco)
Taludes Naturales y Artificiales (Fuente: Whitlow, 1994)
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Talud de corte en
macizo rocoso
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Talud de corte en arena
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Taludes Acantilados Costa Verde ‐
suelos gravo
‐arenosos
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Taludes Acantilados Costa Verde ‐
‐
UNIVERSIDAD RICARDO PALMA
LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS Y ASFALTO
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Taludes naturales en valles de costa
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Taludes naturales en valles de costa
con cubierta vegetal propia del lugar
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Taludes de corte en suelos tropicales
selva peruana
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Todos los taludes tienen una tendencia inherente a
se degradará a una superficie horizontal) y, bajo este
“ ”
a moverse parte de la masa del talud, y la “falla” es el
causan la
inestabilidad
son
la
gravedad
y la
infiltración,
mientras ue la resistencia a la alla roviene de la
geometría del talud y de la resistencia al esfuerzo de
cortante del
ro io
suelo
de
las
rocas.
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El movimiento
de
las
masas
puede
darse
como
resultado
de una falla al corte a lo largo de cierta superficie interna, o bien cuando una disminución general del
esfuerzo
efectivo
entre
las
partículas
causa
una
licuación
.
Existe gran variedad de tipos de movimiento (fallas);
para
nuestros
prop sitos,
conviene
c asi icar os
en
tres
categorías:
•Derrumbes
•Deslizamientos•Flujos (Huaycos)
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La determinación del estado de esfuerzos en losdiferentes puntos del medio material que constituye untalud es un problema complejo aún no resuelto; por lo
que la mayoría de los métodos se basa en el estudio del mecanismo e a a e ta u , or o genera seconsidera que la falla ocurre por un deslizamiento de la
, ,
lo largo de una superficie de falla supuesta por lo quese considera que en este caso el suelo desarrolla entodo punto de la superficie de falla la máxima
resistencia al esfuerzo cortante que se le considere ene nstante e a a.
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DESCRIPCI N GENERAL
DE UN TALUD
Corona del Talud
Cuerpo del Talud Altura del talud
Terreno de Fundación del Talud
α ángulo del Talud
del Talud
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GENERAL
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n a ac ua a os ro emas en os a u es
relacionados a la ingeniería están mejor definidos
or o que se cons ruyen os a u es ar c a es con
factores de seguridad mínimos ya que los métodos se
r gen a o a nvest gac n e as rop e a es
mecánicas de los suelos que componen el cuerpo del
talud, or lo que, la posibilida de una alla se
presenta de manera muy pequeña.
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Tipos y Causas de
Falla m s
comunes
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Falla por traslación
relativamente poca profundidad existe un estrato paralelo o
,
corte sea muy baja. Fenómeno frecuente cuando el terreno
guardando una inclinación similar por lo general los planosdébiles son estratos del ados de arcilla mu blanda o de
arena mas o menos fina sujeta a una disminución de esfuerzos
efectivos y disminución en la resistencia del manto al esfuerzocortante.
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Taludes de corte en roca ‐ valles
de sierra
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Falla del talud por traslación en roca
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I
III
I Local o Superficial
II Por el pie del talud
III De fondo a Base
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Deslizamiento en laderas naturales sobre superficies de falla
reexistentes
esfuerzo cortante en partes mas profundas, que llega muchas
veces a producir una verdadera superficie de falla; cuando losmovimientos se aceleran se puede producir un deslizamientode tierras. La mayor parte de estos tipos de movimientos se
ro uce or a presencia e agua en e interior e a a era;este tipo de falla se presenta con frecuencia en materiales
,determinado periodo producen deformaciones grandes que
generan la superficie de falla.Una vez generada la superficie, la resistencia actuante a lolargo de ella será la resistencia residual.
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Grietas de Tensión en La Corona del talud
GRIETAS DE TENSION
Superficie de falla ‐
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considerables de suelo, con superficies de falla
produce una falla de superficie curva por donde ,
conoce como falla por rotación intermedia.
Taludes con
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Taludes con
Sobrecar a
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Flujos (Huaycos)
ov m entos mas o menos r p os e zonas oca za as euna ladera natural, de manera que el movimiento en si y la
desplazamientos son semejantes al fluir un líquido viscoso.No existe en si una superficie de falla, se roducen en
cualquier formación no cementada desde fragmentos deroca, hasta arcillas; se producen tanto en materiales secos,como me os. uc os u os r p os en ma er a es secosocurren asociados a fenómenos de presión de aire, en los
fenómenos de licuación de suelos.
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a as por eros n
a as e t po super c a rovoca as acc n principalmente de las lluvias que ante la falta
e cu erta vegeta en e ta u estruye progresivamente la matriz fina del suelo, ena gunos casos tam n se e e a a acc n eviento en taludes naturales de litoral.
F ll ió t l d l
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Falla por erosión en taludes – selva peruana
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Falla por licuación
Se producen cuando en la zona del deslizamiento el suelo pasa rápidamente de una condición mas omenos firme a la correspondiente a una suspensióncon perdida casi total de resistencia al esfuerzocor an e; en meno ro uc o en as arc asextrasensitivas y arenas poco compactadas.
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UNIVERSIDAD RICARDO PALMA
LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS Y ASFALTO
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Parámetros de Resistencia al Esfuerzo
Cortante Para
el
Análisis de Estabilidad
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Las condiciones mecánicas de los suelos son
analizadas especialmente cuando se va construir el
terraplén en un terreno arcilloso saturado y blando.Considerando la superficie potencial de
deslizamiento, la variación de la altura del terraplén
con el tiempo, el cambio de esfuerzo cortante
promedio en la superficie de falla, la variación de la
presión de poros. En este caso las condiciones de
seguridad con respecto al deslizamiento decrecen
durante la época de construcción.
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CASO DE EXCAVACIONES
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Excavaciones practicadas en arcilla blandas saturadas
La condición crítica se presenta a largo plazo cuando las presiones de poro se han adaptado o bien a una condición estática o a una de flujo establecido para el
análisis se
considera
la
consolidación
y el
drenaje
lento
en
.
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Excavaciones practicadas en suelos granulares gruesos
La condición crítica se presenta a corto plazo cuando las
resiones de oro crecen los flu os de a ua lim ian los
finos dejando sin matriz a la gravas, el análisis debeconsiderar la consolidación y el drenaje rápido en
términos de esfuerzos efectivos.
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a u es
en
renas
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La estabilidad de un talud homogéneo es consecuencia de la fricción que se desarrolla entre las artículas constituyentes dela arena, para garantizar su estabilidad el ángulo del talud
condición de estabilidad es de que:
=
Los granos de arena próximos a la frontera del talud nosometidos a ningún confinamiento están propensos a posiblesdeslizamientos producidos or el agua y el viento, el factor deseguridad (F S ) estará determinado por el ángulo de reposo y el
S
1.1 ó 1.2
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Grietas de Tensión
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Deslizamiento con superficies de falla preexistentes
Deslizamientos de la masa de suelo con respecto a otrasuperficie, por lo que la resistencia corresponde a nivelesmuy altos de deformación previa lo que indica que seráinvariablemente la resistencia residual.
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Cálculo de la estabilidad de taludes
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Factor de Seguridad (FS)
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Por lo que, si:
FS > 1 (Talud Estable)FS = 1 (Equilibrio Límite)
S
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Para
analizar
la
estabilidad
de
un
talud
o
superficie
inclinada
sea
esta
natural
o
arti icial,
el
ri or
de
su
estudio
basado
en
métodos
de
“Análisis
Límite”,
constitu e
en
ima inar
un
mecanismo
de
alla
basado
en
la
intuición
y
experiencia.
Aplicando
luego
material
o
materiales
involucrados
o
componentes
.
Dirección de los Esfuezos
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Principales en la Falla de un Talud
Métodos de Análisis
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p
B
i s h
d e
t o d
o
M
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B
i s h
d e
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M
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y l o r
d e T
d o
s
M é t
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El procedimiento generalmente es usado para
naturales o de excavados en suelos estratificados o
rregu ares, supon en o que a super c e e
deslizamiento tiene forma circular.
Este método nos ayuda a determinar el factor de
seguridad de taludes en suelo homogéneo como
heterogéneos es decir cuando el cuerpo del talud se
sistema de flujo poco usual.
Métodos de Fellenius
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En
este
método
la
masa
de
falla
se
divide
en
una
serie
de
dovelas
(rebanadas)
verticales
y
se
considera
el
equilibrio
de
cada
una
de
estas
dovelas.
Cada
dovela
se
considera
como
cuerpo
libre,
se
tomará
en
cuenta
el
mínimo
coeficiente
de
seguridad
por
lo
que
es
necesario
elegir
diferentes
posiciones.
Cabe
señalar
que
cuanto
más
profunda
sea
la
superficie
de
falla
mayor
será
el
factor
de
seguridad
debido
a
que
la
resistencia
del
suelo
es
mayor;
los
taludes
no
soportan
pendientes
mayores
que
el
ángulo
por
lo
que
se produce el deslizamiento.
En primer lugar, sepropone una super c e
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1de falla a elección y se
3
2masa deslizante
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Diagrama de fuerzas que actúan en cada dovela
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Ei
Wi
Ei
Li
Ni
i
α
Métodos de Dovelas
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Efecto del agua en la resistencia
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Fuerzas que actúan en cada dovela
Ei 1 y Ei 2 : fuerzas de empuje lateral .Ni Ti : com onente del eso, W ue actúa en la direcciónnormal y tangencial en la base de la dovela.
S o τ : esfuerzo resistente desarrollada por el sueloque se u ica en a ase e a ove a.mi : esfuerzo debido a la presión de poros que
.
Métodos de Fellenius
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W = γ * hi * b‐
b: ancho de dovela‐ γ : peso unitario de la capa del suelo o suelos.
‐hi: espesor promedio de las capa del suelo o suelos.
Otros cálculos
Li = bi / (cos i ), bi : ancho de la dovelaix i
ui = hwx γw Ni = Wi cos
com onente normal
Ti = Wi x sen i (componente tangencial)
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•Calculo del esfuerzo cortante promedio τ i en el caso de:
Suelos Granulares (a nivel de esfuerzos efectivos):
τ i = c l i + (N i ‐m) tan
ue os nos a n ve e es uerzos o a es :
τu = c u l i + N tan
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Factor de Seguridad (Fs):
R M
S m
Donde:MR :Momento Resistente
Mm :Momento motor
La forma de la superficie de falla depende del
.
Métodos de Análisis Límite
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M to os
e
Análisis
L m te
Ejemplo de Análisis Límite con GEOSLOPE
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Ejemplo de Análisis Límite con GEOSLOPE
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Ejemplo de
Análisis
Límite
con
GEOSLOPE
0.922
Descri tion: Arena de Relave
LAGUNA DE
RECIRCULACION n m )
54
60
Unit Weight: 1.56
Cohesion: 0
Phi: 28
Unit Weight: 2.35
Cohesion: 3
Phi: 30
Description: Roca caliza, lutita
Unit Weight: 2.5
Cohesion: 200
Phi: 35CARRETERA
T e r r e n o ( m
18
24
30
36
42
Distancia Horizontal (m)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 C o t
0
6
Ejemplo de Análisis Límite con SLIDE
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Ejemplo de Análisis Límite con SLIDE
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