Identificación de suelos · 2019-09-29 · c. La etapa post-falla que incluye los movimientos de la masa involucrada en un deslizamiento desde el momento de la falla y hasta el preciso

Geotecnia-Universidad Nacional-Sede Manizales

Taludes Cristhian C. Mendoza B.

Presentación basada en el libro Deslizamientos y estabilidad

de taludes en zonas tropicales y apuntes de A. Lizcano


Ángulo de reposo

Ángulo máximo para el cual permanece estable unmaterial granular seco

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Ángulo de reposo


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Ángulo de reposo


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Ángulo de reposo

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Nomenclatura de talud natural o ladera

Ladera o talud natural: es una masa de tierra que no es plana sino que posee pendiente o cambios de altura significativos. Además su origen fue natural

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Mecánica de suelos-Universidad Nacional-

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Taludes naturales o laderas

- Surgen de influencias geológicas e hidrológicas.

- Debido a irregularidades de la superficie, laestratigrafía y el flujo del agua subterránea (que en lamayoría de los casos no se puede establecer), laestabilidad solo puede ser aproximada de maneracorrecta bajo ciertas circunstancias.

- El comportamiento mecánico: depende de si éste tipode taludes han sido formados por acciones erosivas omediante movimientos en masa.

- Las laderas pueden fallar de forma imprevista debido acambios topográficos, sismicidad, flujos de aguasubterránea, cambios en la resistencia del suelo,meteorización o factores de tipo antrópico o natural quemodifiquen su estado natural de estabilidad.

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Nomenclatura de talud o talud artificial

Talud o talud artificial: es una masa de tierra que no es plana sino que posee pendiente o cambios de altura significativos. Además su origen fue artificial

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Taludes artificiales

AlturaEs la distancia vertical entre el pie y la cabeza, la cual se presentaclaramente definida en taludes artificiales pero es complicada decuantificar en las laderas debido a que el pie y la cabeza no sonaccidentes topográficos bien marcados.

PieCorresponde al sitio de cambio brusco de pendiente en la parteinferior.

Cabeza o escarpeSe refiere al sitio de cambio brusco de pendiente en la parte superior.

Altura de nivel freáticoDistancia vertical desde el pie del talud o ladera hasta el nivel deagua medida debajo de la cabeza.

PendienteEs la medida de la inclinación del talud o ladera. Puede medirse engrados, en porcentaje o en relación m/1, en la cual m es la distanciahorizontal que corresponde a una unidad de distancia vertical.Ejemplo: Pendiente : 45°, 100%, o 1H:1V.30°, 57%, o 1.75H:1V

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La estabilidad del talud puede calcularse de maneramás exacta que la de un talud ARTIFICIAL.

Las condiciones de frontera son conocidas.

La sobrecargas pueden conocerse con una mejoraproximacIón.

Estabilidad representativa: el caso más desfavorable

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- Cortes para vías, ferrocarriles, excavaciones, minas, etc.

- Estabilidad representativa: el caso más desfavorable.

- Cortes de excavaciones y de minas son establestemporalmente (Parámetros efectivos), pero se tiene quechequear varias condiciones.

-Presas, Diques, llenos inducen en el subsuelo esfuerzoscortantes y de compresión.

-Casos especiales de taludes; la pendiente es mantenidaverticalmente de manera artificial (estructuras deretención). Con excepción de excavaciones temporales, laestabilidad final es la representativa.

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Nomenclatura de los procesos de movimiento

Los procesos geotécnicos activos de los taludes y laderas corresponden generalmente,a movimientos hacia abajo y hacia afuera de los materiales que conforman un taludde roca, suelo natural o relleno, o una combinación de ellos. Algunos segmentos deltalud o ladera pueden moverse hacia arriba, mientras otros se mueven hacia abajo.

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Nomenclatura de los procesos de movimientoEscarpe principal: Corresponde a una superficie muy inclinada a lo largo de la periferiadel área en movimiento, causado por el desplazamiento del material fuera del terrenooriginal. La continuación de la superficie del escarpe dentro del material forma lasuperficie de falla.

Escarpe secundario: Una superficie muy inclinada producida por desplazamientosdiferenciales dentro de la masa que se mueve.

Cabeza: Las partes superiores del material que se mueve a lo largo del contacto entre elmaterial perturbado y el escarpe principal.

Cima: El punto más alto del contacto entre el material perturbado y el escarpe principal.

Corona: El material que se encuentra en el sitio, prácticamente inalterado y adyacente ala parte más alta del escarpe principal.

Superficie de falla: Corresponde al área debajo del movimiento que delimita el volumende material desplazado. El volumen de suelo debajo de la superficie de falla no semueve. 13


Nomenclatura de los procesos de movimiento

Pie de la superficie de falla: La línea de interceptación (algunas veces tapada) entre laparte inferior de la superficie de rotura y la superficie original del terreno.Base: El área cubierta por el material perturbado abajo del pie de la superficie defalla.

Punta o uña: el punto de la base que se encuentra a más distancia de la cima.

Costado o flanco: Un lado (perfil lateral) del movimiento.

Cuerpo principal del deslizamiento: El material desplazado que se encuentra porencima de la superficie de falla.

Superficie original del terreno: La superficie que existía antes de que se presentara elmovimiento.

Derecha e izquierda: Para describir un deslizamiento se prefiere usar la orientacióngeográfica, pero si se emplean las palabras derecha e izquierda debe referirse aldeslizamiento observado desde la corona mirando hacia el pie.

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Nomenclatura de los procesos de movimiento (Dimensiones)

En algunas ocasiones como en el caso de roca el factor de expansión puede ser hastade un 70%.

B: Ancho del deslizamiento.

L: longitud del deslizamiento.

D: profundidad del deslizamiento.

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IAEG Commission on Landslides (1990)

1. Ancho de la masa desplazada Wd: Ancho máximo de la masa desplazada perpendicularmentea la longitud, Ld.

2. Ancho de la superficie de falla Wr: Ancho máximo entre los flancos del deslizamientoperpendicularmente a la longitud Lr.

3. Longitud de la masa deslizada Ld: Distancia mínima entre la punta y la cabeza.

4. Longitud de la superficie de falla Lr: Distancia mínima desde el pie de la superficie de falla y lacorona.

5. Profundidad de la masa desplazada Dd: Máxima profundidad de la masa movidaperpendicular al plano conformado por Wd y Ld.

6. Profundidad de la superficie de falla Dr: Máxima profundidad de la superficie de falla conrespecto a la superficie original del terreno, medida perpendicularmente al plano conformadopor Wr y Lr.

7. Longitud total L: Distancia mínima desde la punta a la corona del deslizamiento.

8. Longitud de la línea central Lcl: Distancia desde la punta o uña hasta la corona deldeslizamiento a lo largo de puntos sobre la superficie original equidistantes de los bordes lateraleso flancos.

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Etapas en el proceso de falla

a. Etapa de deterioro o antes de la falla donde el suelo es esencialmente intacto.

b. Etapa de falla caracterizada por la formación de una superficie de falla o elmovimiento de una masa importante de material.

c. La etapa post-falla que incluye los movimientos de la masa involucrada en undeslizamiento desde el momento de la falla y hasta el preciso instante en el cualse detiene totalmente.

d. La etapa de posible reactivación en la cual pueden ocurrir movimientos quepueden considerarse como una nueva falla, e incluye las tres etapas anteriores.

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Etapa de deterioro

Caída de granos

Como solución se sugiere la limpieza de los residuos en elpie del talud y el cubrimiento con técnicas de bioingenieríaconcreto lanzado y refuerzo local, donde exista riesgo decolapso.

Descascaramiento.

Como tratamiento se sugiere las técnicas de bioingeniería yconcreto lanzado con pequeños anclajes y obras de concretodental

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Etapa de deterioro

Formación, inclinación y caída de losas de roca.

Como tratamiento se sugiere la construcción de gradas oescaleras, bermas intermedias, refuerzo con pernos oestructuras de contención.

Caída de bloques.

Como tratamiento se sugiere la construcción de gradas, lautilización de mallas de acero, concreto lanzado omampostería.

Ya se pueden considerar como movimientos de talud

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Etapa de deterioro

Caídos de rocas.

La caída de muchos bloques de roca “en un solo evento” requiereque haya ocurrido un debilitamiento de la masa de roca, debido ala fragmentación y a la ausencia de soporte lateral. El volumende la falla depende de los diversos planos de discontinuidad ypuede cubrir en un solo momento varios planos (falla enescalera).

Lavado superficial.

La erosión es el desprendimiento, transporte y depositación departículas o masas pequeñas de suelo o roca, por acción de lasfuerzas generadas por el movimiento del agua. El flujo puedeconcentrarse en canales produciendo surcos y cárcavas.

Como solución se propone generalmente, la construcción deobras de drenaje y de bioingeniería, así como concreto dental,concreto lanzado o modificaciones de la topografía del talud 20


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Erosión

Desprendimiento, transporte y depositación de partículaspequeñas de suelo o roca, por acción de las fuerzasgeneradas por el movimiento del agua.

Se produce en suelos residuales poco cementados oen suelos aluviales, limos y arenas finas.

Tipos:

erosión laminar,

erosión en surcos,

erosión en cárcavas,

erosión interna (Piping),

erosión por afloramiento de Agua.21


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Etapa de deterioroFlujo de detritos.

El desprendimiento y transporte de partículas gruesas yfinas en una matríz de agua y granos en forma de flujoseco o saturado. Generalmente no se les considera comoprocesos de deterioro sino como deslizamientos.

Colapso.

Bloques independientes de gran tamaño colapsandebido a la falta de soporte vertical. El tamaño de losbloques es de más de 500 mm e incluyen los taludesnegativos (overhangs). Las soluciones incluyen concretodental, estructuras de refuerzo.

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Etapa de deterioro

Desmoronamiento.

Puede causar una amenaza significativa y crear grandesacumulaciones de detritos en el pie del talud.Como solución se sugiere la construcción de gradas,colocación de mallas, trampas para detritos y cercasprotectoras; también se pueden construir estructuras desubmuración en mampostería o concreto lanzado. Losbloques grandes pueden requerir aseguramiento conpernos, anclajes o cables. Las áreas con desintegraciónsevera pueden requerir soporte total o disminuir el ángulode inclinación del talud.

Disolución.

La disolución de materiales solubles en agua que puede seracelerado por las condiciones locales, especialmente lapresencia de aguas agresivas. Como tratamiento se sugierela inyección o relleno de las cavidades

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Denominaciones básicas relacionadas con deslizamientos (falla de taludes)

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https://godues.wordpress.com/2011/04/27/el-aporte-etico-y-tecnico-de-la-un-en-aerocafe/


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Reptación

Movimientos muy lentos a extremadamente lentos (pocoscentímetros al año) sin una superficie de falla definida.

Reptación = Creep: cambio de volumen bajo esfuerzoConstante.

Causas: alteraciones climáticas (humedecimiento y secadode suelos muy blandos o alterados) Pueden ser la faseinicial de flujos o deslizamientos.

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Deslizamiento

Movimientos rápidos de masa de suelos sobre superficiesde falla externas e internas (falla plástica, zonas de falla,falla progresiva).

Mecanismo de falla de uno o varios cuerpos

Causas: procesos naturales o desestabilización debidoa cortes, llenos, deforestación, etc.

Forma y localización de la superficie de falla:discontinuidades, juntas y planos de estratificación, zonasde cambio de estado de meteorización (cambio en laresistencia al corte), contacto roca-materiales blandos.

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Flujos

Existen movimientos relativos entre las partículas o entrelos bloques que se mueven.

Existe una superficie de falla.

Pueden ser lentos o rápidos, secos o húmedos, deroca o de suelo.

Flujos extremadamente lentos = Reptación

Causas: saturación de los materiales, debida a la alteración,fractura o agrietamiento producidos por un deslizamientoinicial

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Flujos

Flujo de suelo: movimientos de suelos secos o húmedos.Velocidad dependiente de la humedad y de la pendiente delterreno.

Flujos de lodos: movimientos de suelos muy finos y con altashumedades. Material con comportamiento viscoso. Fuerzadependen del caudal y de la velocidad. Unidades que locomponen: origen (generalmente un deslizamiento), canal deflujo y zona de acumulación (abanico de deposición).

Flujo en roca: movimientos de materiales rocosos a lo largo defracturas grandes y pequeñas de la roca.

Flujo de residuos (Detritos): materiales sólidos y líquidosentremezclados, que se mueven en forma constante a través deun canal, originado un flujo de rocas. Trituración del materialdurante la ocurrencia del fenómeno. Diferencia de tamaños entrela parte superior y la inferior. Activado por lluvias (pérdida de lacapilaridad por succión o generación de fuerzas de infiltración). 28


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Avalancha

Por lo general un fenómeno regional.

“Ríos de roca y suelo”, con altas velocidades (mayoresde 50 m/s), de alto poder destructivo, producido por unafalla rápida del suelo y el aporte de materiales dedeslizamientos y/o flujos con un volumen significativo deagua.

Causas: Lluvias ocasionales intensas, deshielos de nevados,movimientos sísmicos (en zonas de alta montaña) yausencia de vegetación.

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Clasificación en función de la fracción sólida y el tipo de material (Coussot y Meunier,1996)

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