Análisis de estabilidad de taludes de secciones típicas en la construcción de carreteras a través de modelos numérico
DOI:
https://doi.org/10.62876/tekhn.v26i3.6137Palabras clave:
Sección transversal, Estabilidad de taludes, Métodos numéricos, Elementos Finitos, RecomendacionesResumen
Uno de los aspectos más importantes de diseño es la geometría que debe adoptar una sección transversal de vía tras el movimiento de tierras necesario para la construcción de una carretera. Por tanto, la estabilidad de taludes se ha convertido en el elemento clave a controlar. La presente investigación se centra en definir criterios de seguridad en cuanto a la altura e inclinación que debe presentar un talud de una sección transversal de carretera, en presencia de cuatro tipos de materiales escogidos, lutita fracturada, arena limosa, arcilla firme y arcilla expansiva; para conservar factores de seguridad que garanticen estabilidad en las secciones transversales típicas de vía como ladera, trinchera, terraplén y a media ladera. El estudio parte evaluando recomendaciones geométricas, realizando el análisis por el Método de Equilibrio Límite y por modelos numéricos utilizando el Método de Elementos Finitos, apoyado con el uso de programas de aplicación en geotecnia. Luego se realizó un cuadro comparativo con los factores de seguridad obtenidos. Se presentó para algunos de los casos de análisis nuevas dimensiones geométricas de taludes que garantizan seguridad.
Palabras Clave: Sección transversal, Estabilidad de taludes, Métodos numéricos, Elementos Finitos.
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Citas
Andueza, P. Diseño geométrico de carreteras. Universidad de Los Andes. Mérida Venezuela, 1ed,194,1999.
Fellenius, W. “Calculation of stability of earth dams”. Transactions, Second Congress, Large Dams, Vol. 4, 445,1936.
Janbu, N. “Stability analysis of slopes with dimensionless parameters”. PhD thesis, Cambridge, Massachussetts, Harvard University, 81, 1954.
Bishop, A. “The use of the slip circle in the stability analysis of slopes”. Geotechnique. Vol. 5, 7-17, 1955.
Morgenstern, N. and Price, V. “The analysis of stability of general slip surfaces”. Geotechnique. Vol. 15, 79-93,
Spencer, E. “A method of analysis for stability of the embankment using parallel inter-slice forces”. Geotechnique. Vol. 17, 11-26, 1967.
Pereira, M. “Modelos de análisis de estabilidad de taludes“. Universidad Central de Venezuela. Caracas Venezuela, 2012.
Michalowski, R. “Stability assessment of slopes with cracks using limit analysis”. Canadian Geotechnical Journal. Vol. 50, no. 10, 1001–1021, 2013. DOI: 10.1139/cgj-2012-0448.
Utili, S.: “Investigation by limit analysis on the stability of slopes with cracks”. Géotechnique. Vol. 63, no. 2,
–154, 2013. DOI: 10.1680/geot.11.P.068.
Mehdipour, I., Ghazavi, M. and Moayed, R. “Numerical study on stability analysis of geocell reinforced slopes by considering the bending effect”. Geotextiles and Geomembranes. Vol. 37, no. 4, 23–34, 2013. DOI: 10.1016/j.geotexmem.2013.01.001.
Cheng, M. and Xie, C. “Investigation on the stability of slopes with cracks subjected to seismic effect”. Vol. 19, Bund. R, 2014.
Akram H, A. (2014). Seismic displacement of geosynthetic-reinforced slopes subject to cracks. International symposium on geohazards and geomechanics. Conf. Series: Earth and Environmental Science 26 (2015). Civil Engineering Dept., College of Engineering, Tikrit University, Tikrit, Iraq, 012045. DOI: 10.1088/1755- 1315/26/1/012045.
Belandria, N. “Desarrollo de un método para el cálculo generalizado de estabilidad de taludes, basado en técnicas innovadoras del cálculo matemático y computacional”. Tesis doctoral Universidad de Los Andes, Venezuela, 2015.
Yong-xin, L. and Xiao-li, Y. “Stability analysis of crack slope considering nonlinearity and water pressure”. KSCE Journal of Civil Engineering (2016) 20(6):2289-2296 Copyright 2016 Korean Society of Civil Engineers, 2015. DOI: 10.1007/s12205-015-0197-3.
Lian-Heng, Z., Xiao, C., Yingbin, Z., Liang, L. and De-Jian, L. “Stability analysis of seismic slopes with cracks”. Computers and Geotechnics. Vol 77, 77–90, 2016.
Tang, S., Huang, R., Tang, C., Liang, Z. and Heap, M. “The failure processes analysis of rock slope using numerical modelling techniques”. Engineering Failure Analysis. 2017. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2017.06.029.
Wei, G., Shuang, D., Ting, X. and Tianyang, H. “Failure process of rock slopes with cracks based on the fracture mechanics method”. Engeo. 2017.
DOI:10.1016/j.enggeo.2017.10.020
Belandria, N., Herrera, F. “Vulnerabilidad geotécnica del borde de la terraza de Mérida. Venezuela”. Universidad de Los Andes, Mérida Venezuela, 2018.
Michalowski, R. “A cone surface in 3d analyses of slopes with tension cut-off”. 2018. DOI: 10.1680/jgere.18.00003.
Noguera, V. “Análisis geotécnico de la estabilidad de taludes a lo largo del rio Albarrégas desde el sector El Rodeo hasta el viaducto Campo Elías, Mérida, Venezuela”. Universidad de Los Andes, Mérida Venezuela, 2018.
Shuwei, Z. “Adaptive phase field simulation of quasi-static crack propagation in rocks”. Underground Space, 2018. DOI: 10.1016/j.undsp.2018.04.006
Orozco, K. “Estabilidad de taludes en suelos residuales evaluado en corto y largo plazo “. Universidad EAFIT, Medellin Colombia, 2013.
Tardeo, C. “Análisis dinámico de estabilidad de taludes por elementos finitos en la zona de Huayllapampa del Distrito de Cuenca – Huancavelica”. Universidad Nacional de Huancacavelica, Perú, 2016.
Peña, G. “Estudio probabilístico de la estabilidad del talud de la terraza de Mérida Venezuela”. Universidad de Los Andes, Mérida Venezuela, 2017.
Rosales, E. “Análisis probabilístico de la estabilidad del talud alto chama de la ciudad de Mérida. Venezuela”. Universidad de Los Andes, Mérida Venezuela, 2018.
Silva, P. “Análisis comparativo de estabilidad de talud y propuesta de solución con muros anclados en la carretera Las Pirias-Cajarmarca Perú. Perú, 2018.
Briceño, J., Uzcategui, A., Belandria, N., León F., Verjel V. “Asentamientos en fundaciones continuas con modelos numéricos de simulación con elementos finitos”. Revista Ciencias e Ingeniería, Vol. 41, no 2. Universidad de Los Andes, Venezuela, 2020. 157-166, ISNN 1316-7081, ISNN Elect. 2244-8780.
Briceño, J., Belandria, N., León, F. (2020). Asentamientos en fundaciones contínuas con análisis sísmico utilizando modelos numéricos. Congreso venezolano de geotecnia 2020.
Briceño, J., Matos, Y., Belandria, N., León, F. “Evaluación de la estabilidad en muro ciclópeo y voladizo utilizando modelos numéricos”. Revista Ingeniería Universidad de Carabobo, Venezuela, Vol. 29, n° 1, 96-103, 2022.
Briceño, J., Belandria, N., León, F. “Ubicación y profundidad de la grieta de tracción en taludes con el empleo de modelos numéricos”. Revista Técnica de La Facultad de Ingeniería. Universidad del Zulia, Venezuela, Vol. 45, n° 2, 111- 121,2022.
Rocscience. Slide. Software, 2004.
Programa computacional Plaxis V.8.2 bidimensional, editado por R.B.J Brinkgreve Delft University of Technology & PLAXIS b.v. The Netherlands.
The american association of state highway and transportation officials (AASHTO) Part 1 Spefcifications, Part 2 Methods of sampling and testing, Fourteenth Edition. Standar specifications for the transportation materials and methods of sampling and testing, 1986.
. Sowers and Sowers. “Introducción a la mecánica de suelos y cimentaciones”, 1970.
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