Análisis de Estabilidad de Taludes - Excel


ESTABILIDAD DE TALUDES EXCEL


Presentamos la siguiente hoja de Excel que permite realizar el análisis de estabilidad de taludes por los métodos de Bishop Modificado y Círculo Sueco según las condiciones de servicio.

Análisis de un dique de tierra
Una vez determinadas las dimensiones finales de la presa, ensayos de resistencia, condición de servicio a estudiar, seleccionado el círculo de falla a estudiar, se deben realizar los siguientes pasos para realizar el estudio de estabilidad de taludes:

1. Dividir la superficie de falla a analizar en dovelas o tajadas, cumpliendo con: 
          1.1. Trazar verticales donde hay cambios en los materiales.
1.2. Subdividir las secciones del paso 1.1 en los siguientes puntos:
1.2.1. Donde la LSF corte la superficie de falla.
1.2.2..Donde el nivel de aguas abajo corte el talud de aguas abajo del suelo infiltrado.

1.3. Dividir las dovelas o tajadas hasta que todas presenten un ancho aproximadamente constante.
1.4. Identificar las dovelas, e identificar aquellas sin flujo, con flujo y en estática.

2. Calcular las fuerzas que actúan sobre cada tajada:
2.1. Peso de la tajada (Wi)
2.2. Fuerzas de filtración (Uii, Ubi, Uii) (Solo para aquellas tajadas con flujo)
2.3. Normal en la base de la tajada (Ni)
2.4. Fuerza de sismo (Fsi)

3. Medir el ángulo θi (positivo en la dirección del desplazamiento y negativo en contra del desplazamiento)
Medir el ángulo α’ como el ángulo más externo del talud

4. Aplicar los métodos para calcular FSactuante.
5. Comparar FSactuante calculado con el FSadmisible según la condición de servicio

Métodos para obtener FSactuante

1-    BISHOP MODIFICADO:
Se supone que las que las fuerzas laterales sobre las tajadas son horizontales. El procedimiento a seguir el siguiente


1. Suponer un valor de Factor de Seguridad

2. Calcular Mθi para cada una de las tajadas con la ecuación:



3. Calcular Ni para cada una de las tajadas con la ecuación:



4. Calcular el σactuante en cada tajada con la ecuación:

5. Dependiendo del material de la base de cada tajada se supone el ensayo de trabajo para cada una y comparar σactuante con σcrítico. Se debe cumplir que cuando se supone un ensayo “S” el esfuerzo actuante debe ser inferior al esfuerzo crítico, de lo contrario, debe suponerse una combinación entre las propiedades de los materiales para los ensayos “S y “R”


6. Calcular el valor del FScalculado con la ecuación:



7. Comparar FScalculado con FSsupuesto. Si son diferentes repetir hasta que FScalculado = FSsupuesto.


2-    CÍRCULO SUECO MODIFICADO

1. Suponer un valor de Factor de Seguridad
2. Suponer un ensayo de trabajo para cada tajada dependiendo de la condición de servicio en estudio.
3. Calcular:


4. Calcular FDi:



5. Calcular Ni:
6. Calcular σi:
   
7. Comparar σcalculado con σcrítico y cambiar suposiciones hasta que se cumpla.
8. Calcular Ei:



9. Si el Ei de la última tajada es diferente de cero, se debe suponer un nuevo valor de FS y repetir todo el proceso hasta que el empuje de la última tajada será igual a cero. Si luego del 5to proceso no se encuentra el valor se puede hacer un gráfico de Ei vs. FS y se busca el valor de FS cuando Ei=0

10. Comparar FSactuante con FSadmisible.



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