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• Sebas Miles Mora

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ESTABILIDAD DE TALUDES

Sesión 2 – Caracterización Geotécnica

ESTABILIDAD DE TALUDES

Sesión 9 y 10 Sesiones 3 a 8 Sesión 2

Sesión 1 • Introducción • Principales conceptos

• Caracterización geotécnica • Criterios y consideraciones de diseño

• Metodologías de diseño • Diseño en Slide • Diseño en Plaxis

• Estructuras de sostenimiento

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RECONOCIMIENTO E IDENTIFICACIÓN DEL TERRENO

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Definir Propiedades y Parámetros con Fines de Diseño Geotécnico

Procedimiento

Nivel de Confianza del Modelo Geotécnico Conocimiento preliminar de los suelos en el sitio / Topografía / Geología / Antecedentes Exploración geotécnica

Ensayos de Laboratorio

Caracterización Geotécnica / Elaboración de Modelo Geotécnico

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Investigación Geotécnica

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Nivel de Confianza del Modelo Geotécnico

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Mecánica de suelos Mecánica de rocas

Ingeniería geotécnica

Ingeniería Civil

Diseño de: Cimentaciones Taludes Estructuras mineras Otros

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ENSAYOS DE CAMPO

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Exploración geotécnica Geológica (~100 m)

Geotécnica o de ingeniería (~10 m)

Por ejemplo, el estudio de la estabilidad de taludes

De laboratorio (~ 10 cm) Muestras de laboratorio típicas de 7x15 cm

Microscópica (~ 1 μ)

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VENTAJAS - Se analiza un mayor volumen de suelo versus lo que generalmente se hace con las pruebas de laboratorio; por lo que, en principio, reflejan las características del suelo con mayor precisión. - Varias pruebas in situ producen un registro continuo de las propiedades del suelo que permite determinar la estratigrafía del suelo y los límites de la capa. - Las pruebas in situ se pueden llevar a cabo en depósitos de suelos en los que el muestreo no perturbado es aún imposible o poco confiable. Los ejemplos incluyen suelos sin cohesión, suelos con muchos estratos o heterogéneos, y arcillas altamente fisuradas.

(Jamiolkowski et al. 1985)

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VENTAJAS - Los suelos se prueban en su entorno natural, lo que puede no conservarse en pruebas de laboratorio. - Algunas pruebas in situ son relativamente económicas en comparación con las investigaciones basadas en pruebas de laboratorio. - En términos generales, la exploración del suelo mediante técnicas in situ lleva menos tiempo que las investigaciones basadas en pruebas de laboratorio. - Los resultados de las pruebas in situ están disponibles y podrían interpretarse con retraso mínimo en comparación con la entrega de la muestra a un laboratorio y el tiempo para la realización de la prueba. Esto es más significativo cuando el sitio de prueba está a una gran distancia de un laboratorio. (Jamiolkowski et al. 1985)

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LIMITACIONES - Las condiciones de frontera en términos de tensiones o deformaciones son poco definidas, y una interpretación racional de las pruebas in situ es muy difícil. - Las condiciones de drenaje durante las pruebas son generalmente desconocidas y hacen que sea incierto si las características derivadas del suelo reflejan un comportamiento no drenado, drenado o parcialmente drenado. - El grado de perturbación causado al avanzar el dispositivo en el suelo y su influencia en los resultados de la prueba son generalmente grandes y de magnitud desconocida. (Jamiolkowski et al. 1985)

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LIMITACIONES - Los modos de deformación y falla impuestos en el suelo circundante son generalmente diferentes a los de las estructuras de ingeniería civil; además, con frecuencia no están bien establecidos, como por ejemplo en la prueba del molinete. - Los campos de tensión no son uniformes y las tasas de deformación son más altas que las aplicadas en las pruebas de laboratorio o las que se prevé en la base de la estructura. - Con la excepción de la prueba de Penetración Estándar que permite la recolección de muestras, la naturaleza del suelo evaluado no se identifica directamente mediante pruebas in situ. (Jamiolkowski et al. 1985)

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Exploración geotécnica Métodos Directos: • • • • •

Calicatas Perforaciones Posteadora Manual Tubo Shelby CPT/SPT/LPT/DPL

Métodos Indirectos • Método Sísmico • Método de Resistividad Eléctrica • Métodos Magnéticos y Gravimétricos

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Métodos de exploración directa

Ventajas

Desventajas

• Bajo costo • Imposibilidad de ejecutarlas en pendientes muy empinadas • Apreciación directa de la estratigrafía • Complicaciones cuando hay: • Obtención de muestras alteradas e • Presencia de nivel freático inalteradas • Terrenos deleznables • Posibilidad de ingreso a la • Rellenos sanitarios con gases excavación tóxicos • Ejecución de ensayos como penetrómetro o densidad natural

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Capítulo 2, ART. 2.2.2 de la Tabla Nº3 – Aplicación y limitaciones de los ensayos

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ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR - Norma ASTM D1586 - Permite determinar la consistencia y resistencia cortante de los suelos a diferentes profundidades

Suelos adecuados • Arenas • Limos arenosos • Arenas limosas • Arcillas

Suelos inadecuados • Aluvionales • Aluviales • Suelos gravosos

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Fuente: JAH Ingenieros

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Fuente: JAH Ingenieros

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ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR Compacidad relativa de la arena

Relaciones entre el número de golpes N del SPT, densidad relativa DR y ángulo de fricción interna

Resistencia de los suelos cohesivos

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• Para suelos granulares limpios sin cohesión que no contengan más de 30% en peso de partículas de más de 20mm

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N160 = N CNCECBCRCS Factor

Variable

Presión de sobrecarga. Relación de energía Diámetro de la perforación Longitud del varillaje

Tipo de muestreador

Símbolo CN =

Martillo cilíndrico Martillo de seguridad Martillo automático -Cilíndrico 65 – 115 mm 150 mm 200 mm 3–4m 4–6m 6 – 10 m 10 – 30 m >30 m Cuchara partida estándar Cuchara partida sin liners

CE = CB = CR =

CS =

Corrección (Pa/’vo)0.5 * CN menor o igual que 2 0.5-1.0 0.7-1.2 0.8-1.3 1.0 1.05 1.15 0.75 0.85 0.95 1.0 2 mm)

Recoger muestras para identificar en gabinete

Grano medio (0.06 - 2 mm)

Realizar estudio petrográfico

Grano fino (< 0.06 mm)

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Descripción en campo de afloramientos

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Descripción en campo de afloramientos

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Descripción en campo de afloramientos METEORIZACIÓN Todas aquellas alteraciones que modifican y cambian las características de las rocas aflorantes Puede ser física, química y biológica Según ISRM (Internacional Society of Rock Mechanics)

FRACTURAMIENTO Se verifica el número de fracturas por metro

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Descripción en campo de afloramientos

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Descripción en campo de afloramientos

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Referencias bibliográficas -

Apuntes de clase de Estabilidad de Taludes del Dr. Jorge Alva Hurtado Apuntes de clase de Geotécnica del Dr. Alejo Sfrizo Apuntes de clase de Mecánica de Suelos del MSc. Frank Pérez Apuntes del curso Slope Stability 2009 – Canadá Apuntes del curso Slope Stability 2007 – Chile Apuntes del curso intermedio Geotécnica Computacional Plaxis 2010 – Colombia Apuntes del curso Slope Stability 2007 – Chile Apuntes del curso avanzado Geotécnica Computacional Plaxis 2015 – Argentina Correlations of Soil and Rock Properties in Geotechnical Engineering. Ameratunga , Sivakungan & Das Notas para el empleo del programa Slide por José Zuta NTP E0.50 de Suelos y Cimentaciones Plaxis 2D Manual Presentaciones sobre Estabilidad de Taludes del Ing. Jaime Suarez

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MUCHAS GRACIAS! ¿Preguntas?