Introducción a la Mecánica de Suelos

Estabilidad de taludes Versión - 3

1 de 3

PRÁCTICO 6 - ESTABILIDAD DE TALUDES

Ejercicio 1

En un suelo arcilloso de γ= 19 kN/m3 y resistencia al corte no drenada Su = 50kPa, se ha practicado una excavación con un talud de pendiente 1:2. La misma tiene 12 m de profundidad y el depósito de arcilla se extiende aún 6 m por debajo del fondo tal como se indica en la figura. a. Considerando la malla de centros indicada en la figura, determinar el círculo de falla

crítico, sabiendo que es tangente a la roca. b. Para el círculo de falla crítico determinado en (a), calcular el factor de seguridad

utilizando el método de Taylor. Nota: Se supondrá -para el análisis- que bajo la superficie de terreno horizontal, el suelo es semi-infinito.

6m

1

18m 2

(0;0) (8;3) (14,5;3) (21;3)

(8;8,5)(14,5;8,5) (21;8,5)

(8;14) (14,5;14) (21;14)

Ejercicio 2 Un canal de derivación para riego, de 12 m de profundidad cuyo talud tiene una inclinación respecto de la horizontal de 70º, en condiciones de servicio permanece completamente lleno de agua. El suelo excavado presenta las siguientes características: cohesión, c = 45 kPa; ángulo de rozamiento interno, φ�= 15º; resistencia al corte no drenada Su = 40 kPa; peso específico saturado, γsat = 19kN/m3. Por razones de mantenimiento se prevé el vaciado rápido del canal.

a. Calcule el factor de seguridad en condiciones de servicio. b. Calcule el factor de seguridad para la condición de vaciado rápido.

Arcilla saturada

γ = 19 kN7m3 c = 50 kPa

Roca

Terreno Natural

Terreno Excavado Arcilla Saturada

γsat = 19 kN/m3

Su= 50 kPa

Introducción a la Mecánica de Suelos

Estabilidad de taludes Versión - 3

2 de 3

Ejercicio 3 Un terraplén de 22,5 m de altura y 12,50 m de coronamiento, con taludes 1,5:1, se construyó con dos materiales cuyas características son indicadas en la figura. El terraplén presentó una falla de pie de talud siguiendo la superficie circular mostrada en la figura. Calcular el factor de seguridad asociado a dicha configuración.

Nota: Se admitirá que el suelo de fundación (terreno natural) es de rigidez mucho mayor a la de los materiales con que se construirá el terraplén.

Ejercicio 4 (Ejercicio Nº 1 del Examen Febrero de 2011)

Para la construcción de una pileta de decantación se proyecta la realización de un terraplén con un talud con las características geométricas mostradas en la figura. El material a utilizar es el mismo suelo de la fundación, el cual de acuerdo a los pliegos debe compactarse al 98% del peso específico seco máximo del ensayo Proctor Modificado (γdmáx = 17,0 kN/m3) o de forma tal que el valor de CBR supere el 60%.

14,0

15,0

16,0

17,0

18,0

19,0

20,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80

CBR (%)

Peso

Esp

ecíf

ico

Seco

(k

N/m

3)

O

1,5

1

7,5m

15m

Suelo 1

Suelo 2

Suelo 1: cohesión c = 90 kPa Suelo 2: cohesión c = 35 kPa Ángulo de fricción interna: φ= 14º ángulo de fricción interna: φ = 18º peso específico γ = 18,2 kN/m3 peso específico γ = 17,5 kN/m

Introducción a la Mecánica de Suelos

Estabilidad de taludes Versión - 3

3 de 3

Se realizaron ensayos Triaxiales CU sobre muestras representativas del material, remoldeado en las condiciones de construcción y saturadas. Como resultado se obtuvo un valor de ángulo de rozamiento interno (ϕ) de 15º y de cohesión (c) de 45 kPa. El peso específico relativo de los sólidos (G) es de 2,65.

a. Verifique la estabilidad del talud a largo plazo, para la condición de pileta llena a pleno.

b. En caso de no verificarse la estabilidad del talud, ¿cuál tendría que ser el ángulo de inclinación del mismo para asegurar su estabilidad?

Ejercicio 5 (Ejercicio de parcial 2014) Se quiere estudiar la estabilidad de los taludes de un canal con agua. Los taludes son idénticos, formados por un material que se considerará cohesivo y homogéneo, cuyas características se describen en la figura.

a) Determine el factor de seguridad del talud en condiciones de servicio. Al estudiar el deslizamiento del talud mediante equilibrio general se considerarán superficies de falla circular de radio R con centro en el punto O. La superficie de falla tiene largo L e involucra un área de suelo A cuyo baricentro dista horizontalmente del punto O una distancia d (ver figura).

Los parámetros L, A y d se relacionan con R de acuerdo a las siguientes expresiones:

33,27*39,4 −= RL (con R en metros da L en metros)

05,137*18,18 −= RA (con R en metros da A en metros cuadrados)

84,46*81,7*34,0 2 +−= RRd (con R en metros da d en metros)

b) Para la falla de pie, determinar el factor de seguridad en condiciones no drenadas mediante equilibrio general de la masa deslizante. Comparar dicho factor con el obtenido mediante ábaco y justificar cual de los dos factores consideraría para estar del lado de la seguridad.

Dada la construcción de una obra junto al canal, se decide colocar el obrador a 6m del borde superior del talud.

c) Determinar el factor de seguridad de la falla cuya superficie de deslizamiento toque el obrador, en condiciones no drenadas mediante equilibrio general.

Nota: Se trabaja por metro de profundidad.

70º

25 m