El método Sarma es un método que se utiliza principalmente para evaluar la estabilidad de las pendientes del suelo en condiciones sísmicas . Utilizando supuestos apropiados, el método también se puede emplear para el análisis de estabilidad de taludes estáticos . Fue propuesto por Sarada K. Sarma a principios de la década de 1970 como una mejora con respecto a los otros métodos de análisis convencionales que habían adoptado numerosos supuestos simplificadores.
Historia
Sarma trabajó en el área de análisis sísmico de presas de tierra con Ambraseys en el Imperial College para sus estudios de doctorado a mediados de la década de 1960. [1] Los métodos para el análisis sísmico de presas disponibles en ese momento se basaban en el enfoque de equilibrio límite y estaban restringidos a superficies de fallas planas o circulares adoptando varios supuestos con respecto al equilibrio de fuerza y momento (generalmente satisfaciendo uno de los dos) y sobre la magnitud de las fuerzas (como las fuerzas entre cortes que son iguales a cero).
Sarma examinó los diversos métodos de análisis disponibles y desarrolló un nuevo método para el análisis en condiciones sísmicas y el cálculo de los desplazamientos permanentes debido a fuertes sacudidas. Su método se publicó en la década de 1970 (la primera publicación fue en 1973 [2] y las mejoras posteriores se produjeron en 1975 [3] y 1979 [4] ).
Método
Supuestos
El método satisface todas las condiciones de equilibrio (es decir, equilibrio de fuerza horizontal y vertical y equilibrio de momento para cada rebanada). Puede aplicarse a cualquier forma de superficie de deslizamiento ya que no se supone que las superficies de deslizamiento sean verticales, pero pueden estar inclinadas. Se supone que las magnitudes de las fuerzas laterales verticales siguen patrones prescritos. Para n cortes (o cuñas), hay 3n ecuaciones y 3n incógnitas y, por lo tanto, se determina estáticamente sin la necesidad de suposiciones adicionales adicionales.
Ventajas
El método Sarma se denomina método avanzado y riguroso de análisis de estabilidad de taludes estáticos y sísmicos . Se llama avanzado porque puede tener en cuenta superficies de falla no circulares. Además, el enfoque de cuñas múltiples permite cortes no verticales [5] y geometría de pendiente irregular. [6] Se llama método riguroso porque puede satisfacer las tres condiciones de equilibrio, fuerzas y momentos horizontales y verticales. El método Sarma se utiliza hoy en día como verificación para programas de elementos finitos (también análisis de límites de FE ) y es el método estándar utilizado para el análisis sísmico.
Usar
El método se utiliza principalmente para dos propósitos, analizar pendientes y presas de tierra. Cuando se utiliza para analizar la estabilidad sísmica de taludes, puede proporcionar el factor de seguridad contra fallas para una carga sísmica determinada, es decir, fuerza sísmica horizontal ir aceleración (aceleración crítica). Además, puede proporcionar la carga sísmica requerida (fuerza o aceleración) para la cual fallará una pendiente determinada, es decir, el factor de seguridad será igual a 1.
Cuando el método se utiliza en el análisis de presas de tierra (es decir, las pendientes de las caras de la presa), los resultados del análisis, es decir, la aceleración crítica, se utilizan en el análisis de bloques deslizantes de Newmark [7] para calcular los desplazamientos permanentes inducidos. . Esto sigue al supuesto de que se producirán desplazamientos si las aceleraciones inducidas por el terremoto exceden el valor de la aceleración crítica para la estabilidad.
Precisión
Aceptación general
El método Sarma se ha utilizado ampliamente en software de análisis sísmico durante muchos años y ha sido la práctica estándar hasta hace poco para la estabilidad de taludes sísmicos durante muchos años (similar al método Mononobe-Okabe [8] [9] para muros de contención). Su precisión ha sido verificada por varios investigadores y se ha demostrado que produce resultados bastante similares a los métodos modernos y seguros de Análisis de Límites de estabilidad numérica de límite inferior (por ejemplo, la 51ª Conferencia de Rankine [10] [11] ).
Alternativas modernas
Sin embargo, hoy en día moderno análisis numérico de software que emplea por lo general el de elementos finitos , diferencias finitas y elementos de contorno y métodos son los más utilizados para los estudios de casos especiales. [12] [13] Recientemente se ha prestado especial atención al método de elementos finitos [14], que puede proporcionar resultados muy precisos mediante la publicación de varios supuestos adoptados habitualmente por los métodos de análisis convencionales. Las condiciones de contorno especiales y las leyes constitutivas pueden modelar el caso de una manera más realista.
Ver también
Referencias
- ^ Sarma SK (1968) Características de respuesta y estabilidad de las presas de tierra durante fuertes terremotos . Tesis de doctorado, Imperial College of Science & Technology, Universidad de Londres
- ^ Sarma, SK (1973). "Análisis de estabilidad de terraplenes y taludes". Géotechnique . 23 (3): 423–433. doi : 10.1680 / geot.1973.23.3.423 .
- ^ Sarma, SK (1975). "Estabilidad sísmica de presas y terraplenes". Géotechnique . 25 (4): 743–761. doi : 10.1680 / geot.1975.25.4.743 .
- ^ Sarma SK (1979), Análisis de estabilidad de terraplenes y taludes . Revista de Ingeniería Geotécnica, ASCE, 1979, 105, 1511-1524, ISSN 0093-6405
- ^ Cortes no verticales usando el método de Sarma
- ^ Ventajas de utilizar el método de Sarma
- ^ Newmark, NM (1965) Efectos de los terremotos en presas y terraplenes. Geotechnique, 15 (2) 139-160.
- ^ Okabe, S. (1926) Teoría general de las presiones terrestres. Revista de la Sociedad Japonesa de Ingenieros Civiles, 12 (1)
- ^ Mononobe, N y Matsuo, H. (1929) Sobre la determinación de las presiones de la tierra durante los terremotos. Actas del Congreso Mundial de Ingeniería, 9.
- ^ Sloan, SW (2013). "Análisis de estabilidad geotécnica". Géotechnique . 63 (7): 531–571. doi : 10.1680 / geot.12.RL.001 . hdl : 1959.13 / 1060002 .
- ^ 51a Conferencia de Rankine - Análisis de estabilidad geotécnica
- ^ Zienkiewicz OC, Chan AHC, Pastor M, Schrefler BA, Shiomi T (1999) Geomecánica computacional con especial referencia a la ingeniería sísmica. John Wiley & Sons, Londres.
- ^ Zienkiewicz, OC & Taylor, RL (1989) El método de los elementos finitos. McGraw – Hill, Londres.
- ^ Griffiths, DV & Lane, PV (1999) Análisis de estabilidad de taludes por elementos finitos . Geotecnia, 49 (3) 387–403
Bibliografía
- Kramer, SL (1996) Ingeniería geotécnica de terremotos. Prentice Hall, Nueva Jersey.
enlaces externos
- Dr. Sarada K Sarma