TALUDES*

DEFINICINSE COMPRENDE BAJO EL NOMBRE GENERICO DE TALUD CUALESQUIERA SUPERFICIEINCLINADA RESPECTO A LA HORIZONTAL QUE HAYAN DE ADOPTAR PERMANENTEMENTE LASESTRUCTURAS DE TIERRA, BIEN SEA EN FORMA NATURAL O COMO CONSECUENCIA DE LA INTERVENCION HUMANA EN UNA OBRA DE INGENIERIA. LOS TALUDES SE DIVIDEN EN NATURALES (LADERAS) O ARTIFICIALES (CORTES Y TERRAPLENES)*

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Las obras de infraestructura lineal (carreteras y ferrocarriles), canales, conducciones, explotaciones mineras, y en general cualquier construccin que requiera una superficie plana en una zona de pendiente, o alcanzar una profundidad determinada por debajo de la superficie, precisan la excavacin de taludes(desmontes si dan lugar a un solo talud y trincheras si la excavacin presenta un talud a cada lado). *

*Los taludes se construyen con la pendiente ms elevada que permite la resistencia del terreno, manteniendo unas condiciones aceptables de estabilidad.

El diseo de taludes es uno de losaspectos ms importantes de la ingeniera geolgica, pues est presente en la mayora de las actividades constructivas oextractivas.*

TALUD CON ANGULO UNIFORME*TALUD ESCAVADO DE FORMA ESCALONADA CON BERMAS Y BANCOS

TALUD NATURAL*

TALUD ARTIFICIAL*

En el talud o ladera se definen los siguientes elementos constitutivos:

1. Altura Es la distancia vertical entre el pie y la cabeza, la cual se presenta claramente definida en taludes artificiales pero es complicada de cuantificar en las laderas debido a que el pie y la cabeza no son accidentes topogrficos bien marcados.*ELEMENTOS DE UN TALUD

*2. Pie Corresponde al sitio de cambio brusco de pendiente en la parte inferior.3. Cabeza o escarpe Se refiere al sitio de cambio brusco de pendiente en la parte superior.ELEMENTOS DE UN TALUD

*4. Altura de nivel fretico Distancia vertical desde el pie del talud o ladera hasta el nivel de agua medida debajo de la cabeza.5. Pendiente Es la medida de la inclinacin del talud o ladera. Puede medirse en grados, en porcentaje o en relacin m/1, en la cual m es la distancia horizontal que corresponde a una unidad de distancia vertical.ELEMENTOS DE UN TALUD

En general, los taludes en ingeniera civil alcanzan alturas mximas de 40 50 m, y se proyectan para ser estables a largo plazo.*

Sin embargo las minas a tajo abierto pueden alcanzar profundidades de varios centenares de metros.

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Los taludes permanentes para la construccin de infraestructuras o con fines de edificacin se disean para ser estables a largo plazo, precisando medidas de estabilizacin complementarias cuando no sea posiblerealizar las excavaciones con las alturas y ngulos requeridos, por motivos econmicos ode otro tipo.*

En minera el diseo de los taludes depende dela disposicin y profundidad del yacimiento.Por lo general en yacimientos minerales no metlicos, dispuestos en capas horizontales oinclinadas, los taludes tienen carcter temporaly se proyectan para permanecer estables acorto o medio plazo (meses o aos), ya que tras la extraccin del mineral la excavacin seabandona o se rellena.*

EXCAVACION DE UN TALUD PARA CONSTRUCCIN DE UNA CARRETERA*

En minera metlica, cuando el mineralno se presenta en capas, los taludes van modificndose al ir avanzando la excavacin en profundidad y permetro, aunque suelen mantenerse sus inclinaciones. *

*Un caso particular son las canteras, donde los frentes de excavacin se vanretranqueando continuamente, y donde, por lo general, las inestabilidades corresponden a bloques o conjuntosde bloques que se desprenden a favor de las discontinuidades de los macizos rocosos competentes que son explotados.

En el diseo y excavacin de los taludes mineros los criterios econmicos juegan unpapel fundamental, siendo frecuente asumir cierto grado de riesgo de roturas locales o parciales en los taludes si stas no ponenen peligro la seguridad de las personas ni el ritmo de los trabajos de extraccin; enestos taludes temporales no se instalan sostenimientos o estabilizaciones. *

*Sin embargo, en ingeniera civil lastolerancias de movimientos en los taludes son muy restrictivas, al poder afectar a las estructuras que seconstruyen en su entorno, primando los criterios de seguridad.

Los estudios geolgicos y geotcnicos detaludes estn dirigidos al diseo de taludesestables en funcin de las condicionesrequeridas (corto, medio o largo plazo, relacin costo-seguridad, grado de riesgoaceptado, etc.) as como a la estabilizacinde taludes inestables.*

Las investigaciones in situ para taludes tienen como objetivo reconocer geolgica y geotcnicamente el terreno afectado por la excavacin, con los fines de obtener los parmetros necesarios para analizar su estabilidad, disear los taludes, excavar los materiales, calcular las medidas de estabilizaciny proyectar obras de drenaje, entre otros.*INVESTIGACIONES IN SITU

Como norma general, cada proyecto de excavacin debe ser analizado teniendo encuenta:- Las dimensiones previstas (profundidad y longitud de los taludes).- La posicin del nivel fretico y condiciones hidrogeolgicas.- La litologa y estructura geolgica.- Los requisitos del proyecto (taludes a largo o corto plazo, condiciones geomtricas, etc.).*

Las investigaciones in situ debern*

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Las propiedades resistentes de los materiales, suelos o macizos rocosos, se obtienen mediante los ensayos in situ y delaboratorio adecuados y la aplicacin de criterios. Los ensayos de laboratorio ms caractersticos para el diseo o estudio de taludes son los de clasificacin, identificacin, corte directo en suelos y discontinuidades y compresin simple, entre otros.*

Un aspecto muy importante a investigar es laposible presencia de deslizamientos naturales,activos o inactivos, en las laderas donde se proyectan excavaciones, ya que las obraspueden reactivar los movimientos al modificarlas condiciones iniciales de la ladera (geometra, hidrogeologa, estados tensionales,etc.).*

La presencia de inestabilidades naturales preexistentes modifica el diseo de la excavacin, e incluso puede hacer inviable lamisma, obligando a emplazamientos alternativos. En estos casos se debeninvestigar aspectos como la magnitud y profundidad de la inestabilidad, la actividad delproceso, la situacin de los planos de deslizamiento, la posicin del nivel fretico, etc.*

Factores influyentes en la estabilidadLa estabilidad de un talud est determinada por factores geomtricos (altura e inclinacin), factores geolgicos (que condicionan la presenciade planos y zonas de debilidad y anisotropa en el talud), factores hidrogeolgicos (presencia de agua) y factores geotcnicos o relacionados con el comportamiento mecnico del terreno (resistencia y deformabilidad).*

Factores influyentes en la estabilidadLa combinacin de los factores citados puede determinar la condicin de rotura a lo largo de unao varias superficies, y que sea cinemticamenteposible el movimiento de un cierto volumen de masa de suelo o roca. La posibilidad de rotura y los mecanismos y modelos de inestabilidad de lostaludes estn controlados principalmente por factores geolgicos y geomtricos.*

Factores influyentes en la estabilidadLos factores geolgicos, hidrogeolgicos y geotcnicosse consideran factores condicionantes, y son intrnsecosa los materiales naturales. En los suelos, la litologa, estratigrafa y las condiciones hidrogeolgicas determinan las propiedades resistentes y el comportamiento del talud.*

Factores influyentes en la estabilidadEn el caso de macizos rocosos competentes, elprincipal factor condicionante es la estructurageolgica: la disposicin y frecuencia de las superficies de discontinuidad y el grado defracturacin; en materiales blandos, comolos lutticos o pizarrosos, la litologa y el gradode alteracin juegan tambin un papel predominante.*

Factores influyentes en la estabilidadJunto a los factores condicionantes de la estabilidadde los taludes (tambin denominados pasivos), losfactores desencadenantes o activos provocan la roturauna vez que se cumplen una serie de condiciones. Estosltimos son factores externos que actan sobre los sueloso macizos rocosos, modificando sus caractersticas y propiedades y las condiciones de equilibrio del talud*

Estratigrafa y litologaLa naturaleza del material que forma un talud est ntimamente relacionada con el tipo de inestabilidad queste puede sufrir, presentando las diferentes litologasdistinto grado de susceptibilidad potencial ante la ocurrencia de deslizamientos o roturas. Las propiedades fsicas y resistentes de cada tipo de material, junto con lapresencia de agua, gobiernan su comportamiento tensodeformacional y, por tanto, su estabilidad.*

Talud excavado en suelos coluviales y roca muy alteradacon inestabilidades controladas por la baja resistenciade los materiales y por la presencia de agua estacional circulando por el interior del terreno*

Estructura geolgica y discontinuidadesLa estructura geolgica juega un papel definitivo en las condiciones de estabilidad delos taludes en macizos rocosos. La combinacin de los elementos estructuralescon los parmetros geomtricos del talud,altura e inclinacin, y su orientacin, define losproblemas de estabilidad que se pueden presentar*

*Talud excavado en rocas lutticas fracturadas y plegadas con roturas controladas por la estructura del macizo rocosoRotura plana en los bancos de un talud a favor de las superficies de estratificacin

La estructura del macizo queda definida por la distribucinespacial de los sistemas de discontinuidades, que individualizan bloques ms o menos competentes dematriz rocosa que se mantienen unidos entre s por las caractersticas y propiedades resistentes de lasdiscontinuidades. La presencia de estos planos dedebilidad (como superficies de estratificacin, diaclasas,fallas, etc.) buzando hacia el frente del talud suponela existencia de planos de rotura y deslizamiento potenciales, y su orientacin y disposicin condicionalos tipos, modelos y mecanismos de inestabilidad.*

La presencia de discontinuidades implica un comportamiento anistropo del macizo y unos planos preferenciales de rotura; por ejemplo, un determinadosistema de fracturas condicionar tanto la direccinde movimiento como el tamao de los bloques a deslizar, o la presencia de una falla buzando hacia el talud limitar la zona inestable y condicionar el mecanismo de rotura. *

*Los cambios y singularidades estructurales en un macizo rocoso, como zonas tectonizadas o de cizalla, cambios bruscos en el buzamiento de los estratos, etc., suponen heterogeneidades que puede condicionar las zonas de rotura.

Un aspecto importante es la relacin entre las dimensiones del frente del talud y la red de discontinuidades; en funcin de esta relacin, el comportamiento del talud quedar definido por una o unas pocas macrodiscontinuidades(referidas a la escala del talud) o bien por variossistemas de juntas y otros planos de debilidad con un entramado denso, condicionando el tipo y el volumen de las inestabilidades.*

La influencia de la estructura geolgica va ms all del condicionamiento geomtrico de las roturas, pudiendo afectar a la estabilidad de los taludes a causa de las modificaciones inducidaspor la excavacin. por ejemplo, en estructuras detipo compresivo o distensivo la existencia de esfuerzos tectnicos residuales puede inducir procesos desestabilizadores.*

CONDICIONES HIDROGEOLOGICASLa mayor parte de las roturas se producen por losefectos del agua en el terreno, como la generacinde presiones intersticiales, o los arrastres y erosin, superficial o interna, de los materialesque forman el talud. En general, puede decirse que el agua es el mayor enemigo de la estabilidadde los taludes (adems de las accionesantrpicas, cuando se realizan excavacionesinadecuadas sin criterios geotcnicos).*

La presencia de agua en un talud reduce su estabilidad al disminuir la resistencia del terreno y aumentar las fuerzas tendentes a la inestabilidad. Sus efectos ms importantes son:

Reduccin de la resistencia al corte de los planos de rotura al disminuir la tensin Normal efectiva: n*La presin ejercida sobre grietas de traccin aumenta las fuerzas que tienden al deslizamiento.

* Aumento del peso del material por saturacin:donde: yd = peso especfico aparente seco; S = grado de saturacin; n = porosidad; Yw = peso especfico del agua.

Erosin interna por flujo subsuperficial o subterrneo.Meteorizacin y cambios en la composicin mineralgica de los materiales.Apertura de discontinuidades por agua congelada

La forma de la superficie fretica en un talud depende de diferentes factores, entre los que seencuentran la permeabilidad de los materiales, la geometra o forma del talud y las condiciones de contorno. En macizos rocosos, la estructura geolgica tiene una gran influencia en la disposicin del nivel fretico y, por tanto, en la distribucin de las presiones intersticiales sobre cualquier superficie potencial de deslizamientoen un talud, as como la alternancia de materialespermeables e impermeables.*

*ESQUEMA DEL NIVEL FREATICO EN UN TALUD SEGN LA DISTRIBUCION DE LOS MATERIALES

El nivel fretico puede sufrir cambiosestacionales o como consecuencia de dilatados periodos lluviosos o de sequa. En la siguiente figura se representa la distribucin del agua en el interior de una ladera. Slo parte del agua de lluvia o escorrenta penetra en el terreno, y una mnima parte alcanza el nivel fretico. *

*Si bien la modificacin del nivel fretico obedece generalmente a cambios lentos y periodos largos, en caso de materiales muy permeables puede llegar a producirse un ascenso relativamente rpido comoconsecuencia de precipitaciones intensas.

*GRACIAS