Análisis de estabilidad de taludes


El análisis de estabilidad de taludes es un método analítico o empírico estático o dinámico para evaluar la estabilidad de presas de relleno de tierra y roca, terraplenes, taludes excavados y taludes naturales en suelo y roca. La estabilidad de taludes se refiere a la condición del suelo inclinado o taludes rocosos para resistir o sufrir movimiento . La condición de estabilidad de los taludes es un tema de estudio e investigación en mecánica de suelos , ingeniería geotécnica e ingeniería geológica . Los análisis generalmente tienen como objetivo comprender las causas de una falla de pendiente ocurrida, o los factores que potencialmente pueden desencadenar un movimiento de pendiente, lo que resulta en un deslizamiento de tierra., así como en prevenir el inicio de dicho movimiento, frenarlo o detenerlo mediante contramedidas de mitigación .

La estabilidad de un talud está esencialmente controlada por la relación entre la resistencia al cortante disponible y el esfuerzo cortante activo , que se puede expresar en términos de un factor de seguridad.si estas cantidades están integradas sobre una superficie de deslizamiento potencial (o real). Una pendiente puede ser globalmente estable si el factor de seguridad, calculado a lo largo de cualquier superficie de deslizamiento potencial que se extiende desde la parte superior de la pendiente hasta su pie, es siempre mayor que 1. El valor más pequeño del factor de seguridad se considerará que representa la condición de estabilidad global de la pendiente. De manera similar, una pendiente puede ser localmente estable si se calcula un factor de seguridad mayor que 1 a lo largo de cualquier superficie de deslizamiento potencial que atraviese una parte limitada de la pendiente (por ejemplo, solo dentro de su pie). Los valores de los factores de seguridad globales o locales cercanos a 1 (generalmente comprendidos entre 1 y 1.3, según las regulaciones) indican pendientes marginalmente estables que requieren atención, monitoreo y / o una intervención de ingeniería ( estabilización de taludes) para aumentar el factor de seguridad y reducir la probabilidad de un movimiento de pendiente.

Una pendiente previamente estable puede verse afectada por una serie de factores o procesos predisponentes que hacen que el factor de seguridad disminuya, ya sea aumentando el esfuerzo cortante o disminuyendo la resistencia cortante, y finalmente puede resultar en la falla de la pendiente. Los factores que pueden desencadenar la falla de la pendiente incluyen eventos hidrológicos (como lluvias intensas o prolongadas, deshielo rápido, saturación progresiva del suelo, aumento de la presión del agua dentro de la pendiente), terremotos (incluidas las réplicas ), erosión interna (tuberías), erosión de la superficie o del pie, Carga de pendiente artificial (por ejemplo, debido a la construcción de un edificio), corte de pendiente (por ejemplo, para hacer espacio para carreteras, ferrocarriles o edificios) o inundación de pendiente (por ejemplo, llenando un lago artificialdespués de represar un río).

Las pendientes de tierra pueden desarrollar un área de debilidad de corte esférico. La probabilidad de que esto suceda se puede calcular de antemano utilizando un sencillo paquete de análisis circular bidimensional. [1] Una dificultad principal del análisis es localizar el plano de deslizamiento más probable para cualquier situación dada. [2] Muchos deslizamientos de tierra solo se han analizado a posteriori. Más recientemente , se ha empleado la tecnología de radar de estabilidad de taludes , particularmente en la industria minera, para recopilar datos en tiempo real y ayudar a determinar la probabilidad de falla de taludes.


Sección de deslizamiento de pendiente simple
Deslizamiento de tierra en la vida real en una pendiente
Este diagrama de cuerpo libre demuestra la relación entre el ángulo de reposo y el material en la pendiente.
Figura 1: Fallo rotacional de la pendiente en una superficie circular de deslizamiento
Pendiente con río erosionado y piscina.
Método de rodajas
Una sección transversal típica de una pendiente utilizada en análisis bidimensionales.
Esquema del método de cortes que muestra el centro de rotación.
División de la masa de la pendiente en el método de cortes.
Forzar el equilibrio de una rebanada en el método de las rebanadas. Se supone que el bloque tiene espesor . Los cortes de la izquierda y la derecha ejercen fuerzas normales y fuerzas de corte , el peso del corte causa la fuerza . Estas fuerzas están equilibradas por la presión de poro y las reacciones de la base .
Figura 3: Malla de elementos finitos