Suelos factor de seguridad

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  1. 1. CiviCCAALLCCUULLOO DDEELL FFAACCTTOORR DDEE SSEEGGUURRIIDDAADDDDEE UUNN TTAALLUUDDMMtttooodddooo dddeee LLmmmiiittteee dddeee EEEqqquuuiillliiibbbrrriiooo
  2. 2. CiviCCCooonnnccceeeppptttooo ddee FFFaaaccctttooorrr ddee SSSeeeggguuurrriidddaaadddFFF..SSS. == RReessiisstteenncciiaass aall ddiissppoonniibblleess aall ccoorrttaannttee EEssffuueerrzzooss aall ccoorrttaanntteeFFF..SSS. == ddee mmoommeennttooss rreessiisstteenntteess ddiissppoonniibblleess mmoommeennttooss aaccttuuaanntteessEEll ffaaccttoorr ddee sseegguurriiddaadd ssee aassuummee qquuee eess iigguuaall ppaarraa ttooddooss llooss ppuunnttooss aalloo llaarrggoo ddee llaa ssuuppeerrffiicciiee ddee ffaallllaa,, ppoorr lloo ttaannttoo eessttee vvaalloorr rreepprreesseennttaa uunnpprroommeeddiioo ddeell vvaalloorr ttoottaall eenn ttooddaa llaa ssuuppeerrffiicciiee ddee ffaallllaa..
  3. 3. CiviCCoonncceeppttoo ddee ssuuppeerrffiicciiee ddee ffaallllaaEEll ttrrrmmmiiinnnooo sssuuupppeeerrrfffiiiccciiieee ddee ffaallllaa ssee uuutttiiillliiizzzaaa ppaarraa referirse aauunnaa ssuuppeerrffiicciiee aassuummiiddaa aa lloo llaarrggoo ddee llaa ccuuaall ppuueeddeeooccuurrrriirr eell ddeesslliizzaammiieennttoo oo rroottuurraa ddeell ttaalluudd..SSiinn eeemmmbbbaaarrrgggooo,,, eessttee dddeeesssllliiizzzaaammmiiieeennntttooo oo rrroootttuuurrraaa nnoo ooocccuuurrrrrreee aa lloolaaarrrgggooo ddee eessaass sssuuupppeeerrrfffiiiccciiieeesss ssii eell talud eess dddissseeeaaadddoooaaadddeeecccuuuaaadddaaammmeeennnttteee...
  4. 4. CiviMMMtodotodotodoMtodo Superficies de Equilibrio CaractersticasTalud infinito Rectas De fuerzas e implcitode momentosSe analiza un bloque superficial con un determinado espesor y una altura de nivel fretico, y se supone una falla paralela a lasuperficie del terreno.Bloques o cuas Tramos rectos formandouna cuaDe fuerzas Se analiza la falla de cuas simples, dobles o triples analizando las fuerzas que actan sobre cada uno de los sectores de la cua.Son tiles para analizar estabilidad de suelos estratificados o mantos de roca.Espiral logartmica(Frohlich, 1953)Espiral logartmica De fuerzas y demomentosSe asume una superficie de falla en espiral logartmica en el cual el radio de la espiral vara con el ngulo de rotacin sobre elcentro de la espiral. Es muy til para analizar estabilidad de taludes reforzados con geomallas o mailing. Se considerauno de los mejores mtodos para el anlisis de taludes homogneos.Arco circular (Petterson,1916), (Fellenius,1922)De momentos eimplcitamente de fuerzasSe supone un crculo de falla, el cual se analiza como un solo bloque. Se requiere que el suelo sea cohesivo ( = 0).Ordinario o de Fellenius(Fellenius 1927)Circulares De fuerzas Este mtodo no tiene en cuenta las fuerzas entre las dovelas y no satisface equilibrio de fuerzas, tanto para la masa deslizadacomo para dovelas individuales. Sin embargo, este mtodo es muy utilizado por su procedimiento simple. Muyimpreciso para taludes planos con alta presin de poros. Factores de seguridad bajos.Bishop simplificado(Bishop 1955)Circulares De momentos Asume que todas las fuerzas de cortante entre dovelas son cero. Reduciendo el nmero de incgnitas. La solucin essobredeterminada debido a que no se establecen condiciones de equilibrio para una dovela.Janb Simplificado (Janb1968)Cualquier forma desuperficie de falla.De fuerzas Al igual que Bishop asume que no hay fuerza de cortante entre dovelas. La solucin es sobredeterminada que no satisfacecompletamente las condiciones de equilibrio de momentos. Sin embargo, Janb utiliza un factor de correccin Fo paratener en cuenta este posible error. Los factores de seguridad son bajos.Sueco Modificado. U.S.Army Corps ofEngineers (1970)Cualquier forma de lasuperficie de falla.De fuerzas Supone que las fuerzas tienen la misma direccin que la superficie del terreno. Los factores de seguridad son generalmente altos.Lowe y Karafiath (1959) Cualquier forma de lasuperficie de falla.De fuerzas Asume que las fuerzas entre partculas estn inclinados a un ngulo igual al promedio de la superficie del terreno y las bases delas dovelas. Esta simplificacin deja una serie de incgnitas y no satisface el equilibrio de momentos. Se considera elms preciso de los mtodos de equilibrio de fuerzas.Spencer (1967) Cualquier forma de lasuperficie de falla.Momentos y fuerzas Asume que la inclinacin de las fuerzas laterales son las mismas para cada tajada. Rigurosamente satisface el equilibrioesttico asumiendo que la fuerza resultante entre tajadas tiene una inclinacin constante pero desconocida.Morgenstern y Price (1965) Cualquier forma de lasuperficie de falla.Momentos y fuerzas Asume que las fuerzas laterales siguen un sistema predeterminado. El mtodo es muy similar al mtodo Spencer con ladiferencia que la inclinacin de la resultante de las fuerzas entre dovelas se asume que vara de acuerdo a una funcinarbitraria.Sarma (1973) Cualquier forma de lasuperficie de falla.Momentos y fuerzas Asume que las magnitudes de las fuerzas verticales siguen un sistema predeterminado. Utiliza el mtodo de las dovelas paracalcular la magnitud de un coeficiente ssmico requerido para producir la falla. Esto permite desarrollar una relacinentre el coeficiente ssmico y el factor de seguridad. El factor de seguridad esttico corresponde al caso de cerocoeficiente ssmico. Satisface todas las condiciones de equilibrio; sin embargo, la superficie de falla correspondiente esmuy diferente a la determinada utilizando otros procedimientos ms convencionales.Elementos finitos Cualquier forma de lasuperficie de falla.Analiza esfuerzos ydeformaciones.Satisface todas las condiciones de esfuerzo. Se obtienen esfuerzos y deformaciones en los nodos de los elementos, pero no seobtiene un factor de seguridad.
  5. 5. CiviVVaalliiddeezz ddee llooss mmtttooodddooosss ddee eeeqqquuuiiillliiibbbrrriiiooo llliiimmmiiittteeeLLLooosss aaannnlisis ddee eeqquuiilliibbrriioo lliimmiittee ttiieenneenn aallgguunnaasslliimmiittaacciioonneess llaass ccuuaalleess eeessstttnnn rrreeelllaaaccciiiooonnnaaadddaaassspprriinncciippaallmmeennttee ppoorrqquuee nnoo ttiieenneenn eenn ccuueennttaa llaassddeeffoorrmmaacciioonneess..CCCooommmooo los mmttooddooss ddee eeqquuiilliibbrriioo limite ssseee bbbaaasssaaannnsssooolllaaammmeeennnttteee eenn llaa eeesssttttica yy nnoo ttiieenneenn eenn ccuueennttaa llaassddeeffoorrmmaacciioonneess,, llaass ddiissttrriibbuucciioonneess ddee pprreessiioonneess eennmmuucchhooss ccaassooss nnoo ssoonn rreeaalliissttaass..
  6. 6. CiviDDeettaallllee ddeell fflluujjoo ddee aagguuaa ssuuppuueessttoo eenn uunn ttaalluuddiinnffiinniittoo
  7. 7. CiviTTaalluudd iinnffiinniittooDDoonnddee:: == ppeessoo uunniittaarriioo ssuummeerrggiiddoo == ppeessoo uunniittaarriioo ssaattuurraaddoo
  8. 8. CiviEEnn ttooddooss llooss ccaassooss ssee rreeqquuiieerree ddeeffiinniirr eell ttiippoo ddee ffaallllaappaarraa eell aannlliissiissFFFaaallllllllaaa ccciirrrcccuuullaaarrrFFaallllaa PPllaannaaFFaallllaa ddee BBllooqquuee
  9. 9. CiviAAnnlliissiiss ddee ffaallllaa eenn bbllooqquueeEEnn eell ccaassoo ddee ttrreess bbllooqquueess,, llaa ccuuaa ssuuppeerriioorr ssee llee llllaammaaccuuaa aaccttiivvaa yy llaass oottrraass ddooss,, ccuuaa cceennttrraall yy ppaassiivvaa,,rreessppeeccttiivvaammeennttee.. EEll ffaaccttoorr ddee sseegguurriiddaadd ppuueeddee ccaallccuullaarrsseessuummaannddoo llaass ffuueerrzzaass hhoorriizzoonnttaalleessLArenaCL Arcilla delgadaArena PPPALleno
  10. 10. CiviFFaallllaa ddee bbllooqquueess1Capa blanda superficialFirme2Capa dbil delgadaFirmeDbil3 Capas de limo o arenaArcilla impermeableClay
  11. 11. Civi
  12. 12. Civi
  13. 13. CiviAAnnlliissiiss ddee ffaallllaa cciirrccuullaarrSSuueelloo ffiirrmmeeTTEERRRRAAPPLLEENNAArrcciillllaa bbllaannddaa
  14. 14. Civi
  15. 15. CiviMMttooddoo dddeee ccrrrcccuuulllooosss yy dddooovvveeellaaasssSSee ddiivviiddee llaa mmaassaa eenn ddoovveellaass vveerrttiiccaalleessORRellenoFirmeFirmeBlando falla
  16. 16. CiviaiWiiSiEEnn llaa mmaayyoorraa ddee llooss mmttooddooss ccoonn ffaallllaass ccuurrvvaass oocciirrccuullaarreess llaa mmaassaa aarrrriibbaa ddee llaa ssuuppeerrffiicciiee ddee ffaallllaa sseeddiivviiddee eenn uunnaa sseerriiee ddee ttaajjaaddaass vveerrttiiccaalleess.. EEll nnmmeerroo ddeettaajjaaddaass ddeeppeennddee ddee llaa ggeeoommeettrraa ddeell ttaalluudd yy ddee llaapprreecciissiinn rreeqquueerriiddaa ppaarraa eell aannlliissiiss..r i
  17. 17. CiviOx =tan-1(tan tan-1Angulo (1/FbABXRXLWELWERD xL XRSN C EL EREEnn llooss pprroocceeddiimmiieennttooss ddee aannlliissiiss ccoonn ttaajjaaddaass ssee ccoonnssiiddeerraaggeenneerraallmmeennttee eeqquuiilliibbrriioo ddee mmoommeennttooss ccoonn rreellaacciinn aallcceennttrroo ddeell ccrrccuulloo ppaarraa ttooddaass yy ccaaddaa uunnaa ddee llaass ttaajjaaddaass..
  18. 18. CiviANALISISANALISISCCaaddaa ddoovveellaa ttiieennee uunn bbrraazzoo ddee mmoommeennttooss ddiiffeerreennttee
  19. 19. CiviANALISISANALISISYY uunn aanngguulloo aallffaa ddiiffeerreennttee eennttrree llaa vveerrttiiccaall yy eell rraaddiioo
  20. 20. CiviANALISISANALISISEEll nngguulloo aallffaa ppuueeddee sseerr ppoossiittiivvoo oo nneeggaattiivvoo
  21. 21. CiviSSee aannaalliizzaann llaass ffuueerrzzaass qquuee aaccttaann ssoobbrree ccaaddaa ddoovveellaa
  22. 22. CiviANALISISANALISISAAll iigguuaall qquuee llaass ffuueerrzzaass eexxtteerrnnaassYY ssee ccaallccuullaa eell ffaaccttoorr ddee sseegguurriiddaadd ddee llaa ssuummaa ddee lloosseeffeeccttooss ddee ttooddaass llaass ddoovveellaass
  23. 23. CiviSSuuppeerrffiicciiee ddee ffaallllaa cciirrccuullaarrMMttooddoo oorrddiinnaarriioo ddee ddoovveellaass -- CCllccuulloo aa mmaannoo11.. DDiibbuujjee llaa sseecccciinn aa eessccaallaa nnaattuurraall22.. SSeelleecccciioonnee uunn ccrrccuulloo ddee ffaallllaa33.. DDiivviiddaa llaa mmaassaa eenn 1100 aa 1155 ttaajjaaddaass vveerrttiiccaalleess
  24. 24. Civi33115511331144++11EExxtt