Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
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8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
1/46
U N I V E R S ID A D N A C I O N A L D E S A N A N T O N I O A B A D D E L C U S C O
1 9 92 - A Ñ O D E L T R I C E N T E N A R I O D E S U F U N D A C I O N - 1 9 92
FACU LTAD D E INCIENIERIA CIV IL
l i n o t
4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I
1:1 1
.
ti
.
d
0 . 4 1 1 1 h i f i f i l i g
1 0 1 1 1 1 9 9 1 1 0 , 1 1 , 1 1 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ; ; ; . : r :
JOSE RAFAEL MENENDEZ ACURIO
CURO° - MARZO DE 1992
-
8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
2/46
Dedico el presente trabajo:
+ A mis padres por su comprensión y permanente apoyo.
+ A los docentes de la Facultad de ingeniería Civil y en especial al
Ing. Julio Rojas B. por su constante motivación en el campo de la
investigación y al Ing. Alfredo Cárdenas Z por el tiempo y
conocimientos compartidos como asesor del trabajo.
-
8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
3/46
I N D I C E
1 T I T U L O
2 R E S U M E N
3 H IP ÓT E S I S Y PR O B L E M A O B JE T O D E E S T U D I O
4 D E S A R R O L L O D E L A I N V E S T I G A C I ÓN
4.1
C O N S I D E R A C I O N E S G E O L Ó G I C A S
4 .2 E S T U D I O D E M E C Á N I C A D E S U E L O S
4 .2 .1 PR O G R A M A D E I N V E S T I G A C I ÓN D E C A M P O
4.2.2
P R O G R A M A
D E I N V E S T I G A C I Ó N D E L A B O R A T O R I O
4 .2 .3 C A R A C T E R Í S T I C A S D E L S U B S U E L O
4.3 ENSAYOS UllUZADOS IN-SITU (INTERPRETACIÓN
4.3.1 ENSAYO DE PENETRACIÓN DINÁMICA DE
4 .3 .2 E N S A Y O D E C O R T E C O N V E L E T A
4 .3 .3 D E N S I D A D N A T U R A L
4.4 MÉTODOS DE ANÁLISIS
e
lo
1 1
4 .4 .1 M É T O D O S U E C O
1 2
4 .4 ,2 M É T O D O B I S H O P M O D I F IC A D O
1 2
4 .4 .3 M É T O D O D E L A C U Ñ A
1 3
4 .4 .4 M É T O D O J A N S U
1 4
4 .4 .5 M ÉT O D O D E S A R M A
1 4
4 .4 .8 A N Á L I S I S R E G R E S I V O
1 5
5 R E S U L T A D O S
lo
8 C O N C L U S I O N E S Y R E C O M E N D A C I O N E S
2 3
8 .1 C O N C L U S I O N E S
23
6.2 R E C O M E N D A C I O N E S
24
7 R E F E R E N C I A B I B L I O G R Á F I C A
25
8 A N E X O S
27
8 .1 S I M B O L O G I A
27
8.2 M A N U A L D E U S O D E P R O G R A M A S
28
8.21 PROGRAMA SUECO Y MÉTODO JANBU
a
8 .2 .2 P R O G R A M A B I S H O P M O D I F I C A D O
28
e.23 PROGRAMA SARMA
28
8.3 C O R R I D A S PR O G R A M A S C I R C U L O S C R I T IC O S
8 .3 .1 M E T O D O S A R M A
8 .3 .2 M E T O D O B I S H O P
30
8 .3 .3 M E T O D O S U E C O
31
8 .3 .4 M E T O D O J A M B U
1
8 .4 L I ST A D O D E P R O G R A M A S
32
8 .4 .1 PR O G R A M A S U E C O
32
8 .4 .2 P R O G R A M A J A M B U
32
8 .4 .3 P R O G R A M A B I S H O P
33
8 .4 .4 P R O G R A M A S A R M A
38
8 .5 F O T O G R A F Í A S
4 1
8 .8 PL A N O P L A N T A Y S E C C I O N E S
4 6
7
7
T E ÓR I C A )
C O N O O L I G E R A
-
8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
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MAUI. PUBALO - DINAMO 011
4 -
A I D U L T A D O t M O N I N A C N N .
E S T A I N U O N D C I N L A C N I I IM D A D I M O L L A
O N P A P A I L IN N O 1 0 1 1 A C U N O
T I T U L O
A N Á U S IS PS E U D O -D I N ÁM IC O D E E S T A B I U D A D D E L A
Q U E R ID A D E O S C O L L O
2
R E S U M E N
El presente trebejo de investigación está orientado a desarrollar uno de loe factores
dentro de la determinación del riesgo de falla de un talud, el análisis de la estabilidad, que
oonjuntamente con la determinación de las propiedades flsicomecánices, las característicos
geológicas, la suposición del mecanheno de falla y ei seguimiento de loe desplazamientos y
variscbnes de su talud son los elementos más importantes dentro de un estudio de estabilidad
de taludes.
Loe elementos
entes mencionados, Junto con otros denominados desencedenantee Latee
como: los cambios de pendiente, altura, choques, vlbreziones, cambios en la forma y grado de
estunación y el agua de precipitación, filtración o deshielo"); formen el grupo de factores más
importantes dentro del comportamiento y posible falla de un talud.
En el trabajo se he Intentado responder al Problema
Obje to de
febo% (POlE) planteado
haciendo uso de diferentes métodos, tanto pseudo-estéticos como estáticos, tales como Ellehop,
&Irme, Janbu, Sueco, Cuna y Análisis Regresivo, y se ubica como una Investigación de tipo
weirrathrei se).
Se expone además un resumen de le parte teórica en cada uno de los métodos de los
de campo.
El presente trabajo de investigación fue apoyado por el Consejo de Investigación de la
por medio de Resolución N° DCI-019-110, bajo el nido preliminar: "De que tome ea
loe feotes geodlnéseleee con le deeesdebelzaelón
alsmos taludes natundee
le Mudad del Cueces, habiendo sido modificado el titulo posteriormente.
Ad mien» se firmo un convenio de apoyo con el Centro de Educación y Comunicación
Poma de kelt% dentro del acuerdo de apago mutuo entre este Cenbo y la Facultad
Ingeniería Civil, b que posibilitó la participación de los pobladora de la zona.
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ANALISIS PSEUDO • DISNEICO O«
I ST A B I L ID A D D E L A Q U E B R A D A D E O S M I O
- 8 •
A C U L T A D D E I N S E M I N A C I V I L
JO S I I R A F A E L M E N E N D E Z A C U N O
El trabajo se orienta a comparar la aplicación de diferentes métodos de análisis, así
c o mo
también una interpretación del ensayo de Penetrómetro Dinámico de Cono (PDC) en la
determ inación de las propiedades m ecánicas de los suelos fricc lonantes que confo rm an el talud.
Por otro lado se adaptaron y desarrollaron cuatro programes de cálculo correspondientes
los miloclos de niskop, §arma, §ueco y Janbu, cuyos listados y corridas se adjuntan al presente
informe.
En espera de que el presente trabajo de Investigación sirva como motivación a los
compañeros en el campo de le Investigación.
EL AUTOR
3
HIPÓTESIS Y PROBLEMA OBJETO DE ESTUDIO
HIPÓTESIS
1.- Los factores de seguridad obtenidos por métodos simplificados (Sueco, Janbu, Cuña) dan valores
diferentes a los obtenidos con métodos con menor número de simplificaciones (Bishop, Serme).
t -
El efecto de no considerar la Interacción entre doseles nos da un valor del factor de seguridad diferente
frente a la consideración de la InteraccIón.
P ROBLEMA OBJETO DE ES TUDIO
'Como varían los factores ,
de seguridad hallados por métodos simplificados con respecto
a
aquellos métodos más complejos y de que forma varia el factor de seguridad al incluirse la
acción de sismos como fuerzas estáticas en el cálculo de la estabilidad de un talud'.
4
D E S A R R O L L O D E L A IN V E S T I GA C I Ó N
4 . 1 C O N S I D E R A C I O N E S G E O L Ó G IC A S
(+4)(+
+215)( +3 3 )( +4 5
La quebrada de °acallo se ubica en la denominada formación Pumamarca, la cual está
formada por un conjunto sedimentarlo caótico, constituida por olistolitos de caliza (bloque aislados),
brechas y limonites de coloraciones verdosas, amarillentas y rojizas de buena densidad, la que
es marcadamente diferente de las secuencias litológicas de la formación San Sebastián por una
parte, y por otra parte, de las secuencias litológicas de la formación Yunceypaba.
Esta formación aflora en el borde norte de la Cuenca del Cusco, estimada en más o
menos
200
metros y proviene de la destrucción de las secuencias rocosas de la formación
Yuncaypete, al Inicio de la formación de la cuenca pilo-cuaternaria del Cusco.
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ANAUSIS PSEUDO - DISNEICO DE
e -
A C U L T A D D E I N G I N IE R I A C N I L
E S T A I N U D A D D E L A Q U E B R A D A D E O S C O U .0
OU RAFAEL ~ENDRE ACUNO
El compo rtamiento geotécnico de los m ater iales que conform an esta form ación es
globalmente malo y diferenciado debido a: la heterogeneidad de lOg
m tdign, be
o l i e r e n *
densidades relativas de los materiales dispuestos caóticamente, la presencia de manantiales, las
t o n t o p e n d i e n t e .
Los m ateriales que conforma n la zona t ienen un grado de meteorización y alteración de
mo derada a afta, ya qu e debido a qu e la mayor parte son cal izas y e l agua ha erosionado el
ma terial forman do cárcavas, mientras que el cauce de u no de los man antes presenta una fuerte
e r o s i ó n .
4 . 2 E S T U D I O D E M E C Á N IC A D E S U E L O S
4 . 21 P R O G R A M A D E I N V E S T I GA C I Ó N D E C A M P O
4 . 1 1 . 1 E X P L O R A C I O N E S
El programa de campo comprendió:
a 7 calicatas o perforaciones a cielo abierto has ta 4 m .
b. 10 sond ajes en be cortes de la carretera o del relieve natural.
Se em plazaron las perforaciones de acu erdo a los siguientes criterios:
a-Distribución uniforme de las perforaciones.
b.- Ubicación en los taludes de m ayor pendiente.
e.-Zonas de probable ampliación de vial.
d.- Zo nas intemperlzadas.
La u bicación de las perforaciones se m ues tra en el anexo.
4.21.2 ENSAYOS IN SITU
Con el f in de determinar las características y propiedades de los su elos encontrados se
realizaron los siguientes en sayos in situ:
a- Ensayo de Penetración D inámica de Cono
IN 4094
b.- Ensayo de Corte con Veleta
STM D-2573
a- Determinación de la Densidad N atural (Balón de Arena)
STM 0-15513
d.-Volúmetro
e.- Veleta de Bolsillo
4 . 2. 1 .3 T O M A D E M U E S T R A S
Se tom aron m ue stras representat ivas tanto en las cal icatas como en los cortes para
obtener su s propiedades físicas y mecánicas.
-
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42 2 P R O G R A M A D E I N V E S T I G A C I ÓN D E L A B O R A T O R I O
4.2 2.1 T R A T A M I E N T O D E M U E S T R A S
Las muestras tomadas en el campo fueron cuarteadas y divididas en dos grupos, si
primero para ensayos de identlicación y clasificación, y el segundo para ensayo* de comportamiento
file au la
4.2.2.2
E N S A Y O S D E L A B O R A T O R I 0 4+ 4"
Se realizaron los siguientes:
a - C , o n t e n id o d e h u m e d a d
S T 1 4 1 1 2 2 1 6
á.- Limite l íquido
ST A4 0 - 4 23
c.- l imite plást ico
S T M D - 4 2 4
d - Anál i s i s g ra nu bm átd co
S T A ' D . 4 2 2
a- Ensayo de compactación
S T I A D - 1 5 67
f .- D e n s id a d m ín im a y d e n s id a d r e la t iv a ST PA 0 2 0 4 9
Los resultados de los ensayos de laboratorio es muestran en la semián de multados
(cuadro 1)
4.2.3
C A R A C T E R Í S T IC A S D E L S U B S U E L O
Tig°
3
o
O
O
o
O
O
o
O
O
o
O
O
Roan
4
Inelavl.••1
lev 4
O
1 01•••ak•I
frvinel 4
PhIvhel
/ . 1 il
hot•Pvi
C L
Sm
SM-SC
SM
5
6
C L - M L
ML
-
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8/46
CONO
2Omm
sur
fologmlla en anexo
»MIMO Pala - 011~1120 0a
e -
A C U L T A D a O N N O W W 1 O P /L
I ST A N Y D A D la L A O U N I M 0 1 4 D O O W O L L O
OIll WAS.
111~10111 ~RO
4 .3 E N S A Y O S
U T I L I Z A D O S e r e r r u
( K T E R P R E r A c I óN T E Ó R I C A )
4 3.1 E N S A Y O D E P E N E T R A C I ÓN D I N Á M IC A D E C O N O O U S E R A
( 41 0047 / (444
g
ensayo Me o MEI es un ensayo que mide la resistencia del suelo a se penetrado,
enciaimente esfuerzo de corte (p.1.17
(+15)
), y si se paribies su uso en el caso del penetrómetro
ligero hasta profundidades de 1 m., o si se de un diámetro
mayor hada 8 m. (p.28t
+3").
4.11.1
C A R A C T E R Í S T I C A S ( p . 1 . 1 1 0
4+11
)
C o n o
8kg
ora m
43.12 lIffERPPETACIÓN aclara
E N S A Y O PD C
Y S U camau.abst CON a. E N S A YO D E
P E N E T R A C I ÓN D I N Á MI C A (SPI)l
+11
/ 111401101+30044
En el plano teórico el problema de la interpretación de loe ensayos de penetración
dinámica consiste en determinar la fuerza Mítica O' (p.146
( 1
") y le energía de hines O, quer
produciría una penetración permanente Igual a la penetración obtenida balo un golpe de una
masa, lo que se denomina rechazo.
Para lo cual se efectuará la comparación entre el PDC y el 9PT (p.01
1 i) y (p.1.11+14) ,
con la fórmula holandesa corregida, debido a que ésta fórmula obtiene valores aproximados a
aquellos obtenidos por carga directa en Sota (p.133
(1445, M compra temblón por modo de
l a f ámu l a de T erzegh i ( p.14 00
y (0.182( " 14
), obteniéndole una ooneleción que no se ocesiciera
en esta comparación por la
Vat i40160
de resultados.
P I
F á
órmula
Holandesa Doman
4
i Ch• ow
p
Do n d e :
piar
1.935
-
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9/46
( 7 1 1 - 0
Por medb del 8PT se tiene:
N
0 . 4 7 1 1
rm
Q17118
(4) Piet2
Alee
M I M O -
au to ot
lalla
M I L
M I T M A L M A D M I L A Q U O M D A M I M O L L A
Ofv
ea(M2
+P2)A2
M12K1
Qerliaat (Mi 1411)A1
M 2 ti 2
A
A H
1" ' "" ''
M U R C M
g o l p e o
altitil
calda mra
peso tubería
área cabeza hincado
a l tu ra h inca d o
1 1 1 0 1 1 1 1 1
1 1 3 1
0.75
6.52
0 . 0 O 2 0 2 5 8
0.30
i r s
1 . 0
0.575
0.94
Goocouts
a io
N° colon Para AH
L u e g o
ai 1.820 n 1)
43.1.3
D E T E R M I N A C I ÓN T E Ó R I C A D E P R O PI E D A D E S P O R M E D I O D E L P D C
Para suelos no cohesivos con grano flno con 5% de grano grueso tenemos las siguientes
%dones:
r o e 0 . 10 + 0.385+-
n
D
rg• M317
bg
N — 0 . 0 2 2 1
yt+ 3392 t CW37
P.27 (4' 4 I 9
N
y
.25+0.15or
5 1
(pera más del 5% de arena fina y alH)
por Duren
Y
p VT277 + 25
./2577 +
9 az arTEir + 15
5) suelos arenosos (p.191130)
y por último la tibia mostrada en p.125(+0 denominada (9)
Lee resultados de las 9 fórmulas se muestran en la acción de resultados (cuadro 2).
43.2
E N S A YO D E C O R T E C O N V E L E T A
Es un enero que mide la resistencla al corte de un suelo cohesivo en una perforación
mediante la aplicación de un torque.
-
8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
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1
p.24+
s e o
llar 12) 1339(+
C =
2nr
2H+asar3
ANAUSIS PULIDO - DINAMO° DI
10 -
A C U L T A D D E I N D E N I N I A C I V IL
W A S IL I D A D D E L A O U R I PL A D A D E O S C O L L O
O U R A F A I 1 L M E N I D I D E S A C U I M O
4 3 . 2 . 1 C A R A C T E R Í S T I C A S
SECC1ON
0061ort-
Ver fotogndia en Anexo
4 .3 .1 2 D E T E R I A I N A C I Ó N T E Ó R I C A D E P R O P IE D A D E S P O R M E D I O D E L A V E L E T A
En el ensayo en carnpo se mide el torque necesario para producir la rotación de la
veleta y falla del terreno, y se requiere determinar la constante por la cual se multiplicad pera
obtener la cohesión y se tiene:
413 m
luego: =0.1 a r a
.0325
H = 0.13 m.
siendo una constante para la veleta de superficie empleada en el presente traba».
4.3.3 DENSIDAD NATURAL
Se obtuvo por medio del balón de arena cuyo procedimiento se indica en (p.1119(+9 y
resultados se muestran en el Capitulo 5.
-
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11/46
,v
S El
Ti
E cuac iones de equ i l ibrb de f uerzas vert ica l e s para cad a dove l a .
E cuac iones de equi l ibr io de f uerzas h or izontal es para cada d ove l a .
Ecuaciones de equilibrio de mementos pera cadadovela
TimIhr(c-mili+Natosoi).
T otal de *audic iones .
Ni
actotirrAs
F uerzas normal es
L ocal izac ión de l ea f uerzas
h
n
uerzas de corte Ti
n-1 Fuerzas normales entre dovela* Ei
Fuerzas de corte entre dovela,
Local izar-iones de las fuerzas norrnales o fuerzas resuitentes entre dovela, yi
1
actor de segurbad
in-2 Total de incógnitas.
110.1AC1011Ell
44
támoos
D E A N Á L I S IS
F U E R Z A S A C T U A N T E S S O B R E U N A D O V E L A 1 4 4,
ANNAN. PISAD SIS DI
MULTAD al lana% MAL
IIITANILIDAD MI LA OILMSDA CISCOLLO
ON ~MIL MIS=
MIMO
-
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12/46
Malan PlI
UDO - ~COQ OC
la -
A C U L T A D O S 1 0 1 ~1 1 11 1 M O L
l a T A I L I O N 3 0 11 L A C A M I N I A D A D e C o l D o l lo
l a P I A P A I L . 1 1 41 1 1 0 1 1 t
MIMO
al
i n c o s u e c o
(+14(+11,(+111)(+X01+"
1 .-
Mecanismo de falla circular.
2• Fu erza de corte ent e dove la* 00 es nula .
1-Forzada InterecCión ent re dove la (11) e s nula .
S e cons iderar: loable la Ley de Moh r-C oulom b ( o
+ o tg f).
I II p r o b l e m a e s d e d e f o r m a c i ó n p i s a
ft- gestabas el equi l ibrio de m om entos m'e no el equi l ibrio de fuerzas h orizontales y verticales .
.
w ó w e r r A s
Fueras de corte en la bes.
1 actor de seguridad
n+1
ECUAC1011211
C riterio de fa l la de Mohr-C oubmb.
Masa total deslizante.
[CL + (W (oosa
—Ksena)—pL)tgp]
hago
Wi(nna +Kcosa)
4.4.2
É T O D O
81111110P MODIFICADO
4+0(+1 ,1+
+
1.- Mecanismo de tata circule:.
2- La fuerza de corte entre ~be (b) es nula.
a- L a fuerza norm al (N i ) actúa en e l p unto m edb de le bes e de ceda dove la .
4.-
Pera cada dovela se sat i s face e l equi l ibr io de fuerzas vert ica les pero no a l e l equI N brio de tusan
horizontales ni el equ il ibrio de mo mentos.
5. -
Pare la mese total deslizante se satisface el equillbrb de fusa ~dales y de momentos mas no
el equ i l ibrbde fuerzas horizontales.
INCÓGNITAS
Fuer ies norm ales N I
F u e r a s d e c o r te T i
F ac to r de se gur i dad
1
2n+1
-
8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
13/46
ala PUPA» - DINAMO DR
-
A C U L T A D D e 1 1 10 1 1~ 11 A C I V L
W A I S L I D A D
D E L A C I U S IL I D A D e
COG OL L O
OS
R A F A E L N E N I D I D e t A C U S O
E C U A C I O N E S
E F v , -
O
T
1/r(
+
Artg
w).
1
Mai)
de la m esa total des l izante.
2n+1
lago
S S C a /
I ( [di+ (Wai—s/b0
tgyv3 x
47antOcci
)
1 +
F •
[wi /sena l+KW2/cosa
2R
1V2/hd
44.3 MÉTODO DE LA CUÑO"
HIPÓTESIS
1. - Mecanis m o d e fa l la general
I- Fiarla n «I nula
a-
Fuerza Ni a:tasen la
4- Por cada dovela ee cumple /
f f ic O
acósenlas
F ue r zas no r male s N i
n Fuerzas de corte Ti
n - 1 F u e r z a s n o r m a l e s e n tr e d o v e l a . E s
1
actor de s egur idad
E C U A C I O N E S
FI I i• O
n FH
O
n T Vp(C51 i+ tfrtg gol)
3 n
e Ir/ p
t O W
FIVitgal—WMV
PI—
cosa/
ea
4.Kw
C
E pm
F
+ tg p tg
pura
ISE Im O factor de seguridad
-
8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
14/46
MAS SUDO - OttallIDO Da
14 -
A C 1 A . T A D D a I N G I I N a l le a C I V I L
l ar na i D A D D a L A 0 1 / 1 1 1I N A D A O a
C O G O L L O IS P AP AS . 1111111111M
PAUSO
4.4.4
tropo
J A N S U ( + 0( + 14 H + 2 "
1,- Mecanismo de falla general
2- Se cumple el equilibrio pana la masa total deslizante
1- Se cumple el equilibrio Fent cadadovela
e icówirrAs
Lorza normal en la base de la dovela
Fuerza de corte en la base de la dovela
irt Firancend o fursuesuitmtsmtréclovelas
F a c t o r d e s e g u r i d a d
In/ACIONES
Fuerza vertical de las dovela individuad
n uerza horizonted de las ~las individuales
n r i te r io d e fa l la Mo b r -C o u b mb
luego
F se t o
C )T9f bl
cosacal +liga tato»)
W
tg a +E i
o F (d/L)
44.5
tropo De
*ARMA (+1~444
HIPÓTESIS
1.- Supedita de fda general
V Pueden ser Incluidas fuerzas extrae
a «
C á l cu l o d e l a scsiereción
critica para inducir a un estado de equilibrio Imite (F 0.9I
4,- Se satisface el equilibrio de la mentad deslizante y el equIább de las dovela* individuales
«cómalas
F ue rza normad en l a bes e de la dove l a
Fuerzade corte en la bese de la dovela
Fu e r z a n o r ma l o r u a n a r e s u lt a n te e n t r e d o v a ls a
F a c t o r d e s e g u r i d a d
F u e r z a d e
corte o inclinación de la tuerza resultante entre
dovela
L ocal izac ión de l a f uerza norma l o f uena res ul t ante ara re dove l a*
4 n
-
8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
15/46
Mana
PSOUDO • 0~100 DE
F I T A I A L I D A D P I L A Q U I I II M D A
la COG OL L O
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A C U L T A D D E I N S I D I N IN A C I V I L
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F u e r z a v e r t ic a l e n d o v e l a .
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E q u i l i b r i o d e m o m e n t o s e n d o v e la *
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(C.,bhal,UI,93)
4.4 .4 ANÁL ISIS R EME SIVO (4. )
1.- Se puede
spicer
a p a r t i r d e v a b r e s h a b i d o s p o r o t r o m é to d o .
2. Se aplica a taktdes donde los características de suelo varíen signIlicaframente en distancias m uy
c o r t a s .
a - S e o b t i e n e u n a c u r v a r e p r e s e n ta t iv a d e l o s f a c t o r e s d e s e g u r i d a d .
FirKeCr
Kr
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K. G,E,s,q)•KI
constante
K
0,E,A,q)ae4 constante
F m K 1 C - +KI
-
8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
16/46
o
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2
SUECO BISHOPCUITLAJANBU
ANALISIS PSEUDO - MALUCO DO
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A C U L T A D D E I S S E N IE R I A C N I L
O R A I N IJ D A D D E L A Q U E M A D A D E O S C O L L O
O S ' P IA F A N . M ID I E N D E Z A C U N O
C O M P A R A C I Ó N D E L N U M E R O D E E C U A C I O N E S N E C E S A R IA S E N C A D A M É T O D O
METODO DE ANAUSIS
Los métodos mostrados fueron aplicados a 7 taludes en la quebrada de Oscollo y cuyos
resultados se muestran en la sección de resultados.
5
R E S U L T A D O S
Para poder validar las hipótesis y dar respuestas al POE fue necesario evaluar 7 secciones
de
taludes naturales de la quebrada de escolio, asi mismo, en cada sección se aplicó cada uno
de los métodos descritos anteriormente baio dos condiciones: una de sismo y otra estática
Tanto los resultados de laboratorio como de ensayos in-situ y los valón» de loa factores
de seguridad se muestran en los siguientes cuadros:
- Cuadro N° 1 Resultados de ensayos de campo y 'abandono
-
Cuadro N° 2 Densidad relativa y ángulo de fricción interna, obtenidos a partir del ensayo PDC
-
C u a d r o
N° 3
Factores de seguridad bajo condicbnes sísmicas
-
Cuadro N° 4 Factores de seguridad bajo condición estática
-
Cuadros N° 5 - N° 11 Comparación de factores de seguridad bajo condiciones sísmicas y estáticas
-
Cuadro N° 12 Factor% de seguridad para el método de análisis regresivo
Los análisis de los factores de seguridad se hicieron por medio de programas de
computadora, cuyos listados se adjuntan en la sección de anexos (8.4).
-
8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
17/46
.
ANAuills PISA» - DINAMICO
D E
1 7
-
A C U L T A D D E IVIL
M I T ' YA Z 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 A C U N O
CUADRO 14°1
R E S U L T A D O S D E E N S A Y O S D E C A M P O Y L A B O R A T O I R IO
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1 .7 1 1 .9 4 1133
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1 e 33
15 1 .05
9 27.0 3 .4 1 1 0 3 MI 0 1 4 1 C 9 . 0
20
141 1 . 1 1 1 1321 1 .7 6 354 339 9 15
21 25 143
3 27.44 7.0 10) 943
C L
230 112 1.72 7.75 130 1 .7 0 417
31.1
• 1 5 2 1 1 1.1 1 .11
4 19 .4e
3.21
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7240 210
512
425 24620
4 .3
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1.50 1 1 .0 7
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e
1 0 a 15
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21131
1 .5 9 947 347
7 1 3 33 20 1 . 0 1 1
gaMMajta.
D E N S I D A D R E L A T I V A Y Á N G U L O
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320 362 38.0
318 340 31.5
37.0
2 9
18
0.45
0.71
0.76
320
35.7 38.8 39.0
33.1
32.1
38.5
3 8 15
0.43 0.68
Q 0 7
31.4 35.0 35.0
382 320
29.8
363
4
9 16
0.48 0.69
0.72 31.7 35.4
36.8
39.0
33.1
30.7 36.5
5
15
0.53
0.93 0.87 329
35.9 38.1 43.1
38.4
35.2
39.25
8
8
15
0.43
Q 7 2 Q 7 5
31.4
35.8
392
362
321 29.8
363
7 7
13
_ 0.41 0.88 0.87
31.1
35.2 351
37.4
31.0
28.8
35.8
MAMO» 011
L A O V I II II S D A D I C S C O L L O
(N) Indica el N° de fórmula mostrada en 4.3.1.2
-
8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
18/46
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IITAINLJOAD LA CUSCA a OCCOU.0
- 14 -
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1.533 1.577
3
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2
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2844 2888
3 1.970
1 .860 1 .827 1 .951
1 . 1 1 0 5
4 1 .827
1 . 5 2 1 3 1 . 4 1 3 3
1 . 5 7 8 1 . 4 7 4
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1.210 1 .399 1 .434
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-
8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
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8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
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22/46
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23/46
ANAUSIS PSEUDO - DINAMICO DE
I S T A M L ID A D D E L A C t U E R R A D A D E O S C O L L O
- 23 -
A C U L T A D 0 11 I N G E N IO S A C N I L
JOSE RAFAEL MENOS= ACURIO
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F=0 . 1 2 5C +1 . 2 1 43C t i o
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F=0.077Crtal647,
1222 t148
t143
F=0.362C+1.1~,
6
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
8.1 CONCLUSIONES
1.- Las variaciones en los valores de los factores de seguridad nos muestran que los métodos que hacen
uso de mayor número de simplificaciones y plantean menor número de ecuaciones arrojan factores
de seguridad más conservadores.
2- Los métodos de Bishop y Serme obtienen valores superiores a los de los métodos Sueco, Janbu y
Cuña. Las obras de estabilización diseñadas con los faetones de seguridad hallados por métodos
como Bishop y Sama Implican un gasto menor que las diseñadas con métodos como Sueco, Jambu
y C u ñ a .
a -
La variación del factor de seguridad por la Inclusión de una fuerza horizontal que simula la acción del
sismo representa un porcentaje comprendido entre el 60 y 70%del valor obtenido sin incluir la acción
del
sismo; esto para el coeficiente sísmico usado en este trabajo (0.20).
4.- Aunque
la inclusión de una fuerza estáticaque sim ula la acción de un sismo (método pseudo-estico),
condición que no es aplicable a todos los tipos de taludes (p.8(+ 44)) se pueden aplicar algunas que
nos arrojan valores aproximados (
44)(+48).
5. -
Dentro de los métodos mostrados, el método de Bishop nos permite tantear muy rápidamente una
serie de probables círculos de falla y si se hace uso de un programa de computación (ver anexo) se
puede hallar el círculo de falla crítico. Con las características geométricas de este se aplica el método
de Serme, el cual nos da los valores menos conservadores y además nos permite plantear una
su perf ic ie de fa l la de t ipo general .
E- Se tomó un valor de coeficiente sísmico igual a 0.20, el cual se obtuvo del gráfico mostrado en la
p.213( 38), tomando en consideración que el periodo natural del terreno es del orden
de 0.40
(r e su lt a do s C I S M I D ) .
-
8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
24/46
7.- La heterogeneidad del suelo hallado en los taludes nos muestra que para un adecuado estudio de
estabilidad sedebe desarrollar un extenso programada exploración y ensayos, que
posibilita0011000f
los perfiles del talud hasta profundidades mayores.
&- En el trabajo se presentan algunas bases teóricas para el uso del ensayo PDC o PDL, las cuales nos
permiten evaluar rápidamente los parámetros mecánicos del suelo, aunque en forma relativamente
a p r o x i m a d a
9,- Un adecuado programa de monitoreo de desplazamientos nos da la oportunidad de conocer los
desplazamientos relativos de los taludes, en el presenté estudio se planteó inicialmente un programa
de monitoreo, pero las condiclones del relieve no permiten ubicar bases de medición que no se hallan
afectadas por un probable movimiento.
10.-
El trabajo enfoca la acción de sismos en los taludes y su relación con su condición estática, pero no
así sobre la influencia del agua en la desestabilización de los taludes.
11.-
La ocurrencia de un deslizamiento en la quebrada (excluyendo la acción del hombre) podría ser
debida a dos causas fundamentales:
una acción sísmica que provocaría el deslizamiento y el desprendimiento de algunos bloques de
caliza, y,
debido a la acción del agua, ya sea por medio de la erosión y/o la filtración o infiltración.
6.2 RECOMENDACIONES
1.- Se recomienda un trabajo de correlación entre el ensayo PDC y los parámetros mecánicos de los
suelos fricclonantes.
2 Se recomienda la realización de trabajos de investigación que estudien la influencia del agua en la
desestabilización de los taludes, por ser el agua uno de los mayores agentes desestabilizadores,
1- Se recomienda el uso del factor de seguridad obtenido a partir del método de análisis regresivo solo
paratener una ideadel estacio de desestabilización del talud, pero para una superficie de falla diferente
a la
supuesta (ver anexo) se requiere el uso de otro método.
4. -
Se deberá canalizar los riachuelos que descienden por la quebrada, debido a la erosión que estos
han producido en el cauce, que es un motivo importante de desestabilización de los taludes.
5. -
Se deben reparar y mantener las cunetas del actual acceso así como promover la construcción de
cunetas de coronación en los cortes hechos por los pobladores.
a-
Los taludes recomendados para los cortes son de 3/4 : 1 para taludes con presencia de agua y
1/4 : 1 para aquellos que no presentan ni flujo de agua ni condiciones de atta intemperización
(+ 32)
.
7.- Pera el caso de talud N° 8 se recomienda que se evite que el agua de lluvias ingrese por el corte de
la carretera, ya que se considera que la probable falla se iniciaría en este corte.
&- Para el talud N° 7 es necesario construir cunetas de coronación, así como tender el talud de la
carretera, lo que se aprovecharía para colocar un dren y una cuneta.
9.- Es
neces ar io f ores tar l as zonas d e pendient e pronunciada pera ev i t ar l a eros ión de l t a lud por e l agua
ANALIIMS PSEUDO -DINAMO DE
E I T A IL I D A D D E L A Q U E B R A D A D E O B C O L 1 9
F A C U L T A D D E I N G E M E R I A C I V I L
1 1 0 1 t 1 1 1 1
1 1 1 1 M E V 1 0 1 1 1 1 1 0
-
8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
25/46
ANAUSIS PSEUDO - DINANICO DE
zi$ -
I S T A I U D A D
DI LA OLIMOS NI
e e e e u ó
M I M A D D I I N O R I I II M C I V I L
ASE RAFAEL MENINO« ACUSO
10 . - Lo s v a l o r e s ha l lad o s n o e p e r m i te n
c l i s t i n g u i r a t a l u d e s s u s c e p t i b l e s a f a l l a r , p a r e n e n e s i n d i c a n
la
probabilidad de ocurrencia del fenómeno.
7
R E F E R E N C I A B I B L I O G R Á F I C A
A N S I - A S T M D 2 5 7 3- 7 2 , ° S t a nd a r d M a t a d f a r R e i gl
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8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
26/46
ANALISIS MUDO - DINÁMICO Da
A C U L T A D D I I N I U N I II I MA C I V I L
M T A I D I L I D A D D a L A Q U E M A D A D a O S C O L L O
O S E R A F A E L M I M I N D I E Z A C U R I O
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8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
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ANALICES PSEUDO - ~MICO DE
27 -
A C U L T A D D E I N C IE N I S E A C R O L
I ST A IN U D A D D E L A M E S N A D A D E O S C O L L O
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CISMID, Unta
8
A N E Ñ O S
SIMEIOLOGIA
a ángu lo forma do entre la tangente a la base de la dove la y una recta horbeontal
b; base de la dovela
Ci cohesi ón
• fuerzet horizontal entre dovela'
F factor de segu r idad
h/ a l tura dovela
? ángulo de fricción Interna
1 número de dovela
K coeficiente sísm ico
I.;
largo dovela
•
fuerza normal a la dov ela
n número de ecueciones y/o incógneas
R rad io de l c ircub d e fa l la
TI fuerza tangen cial a la dovela
X/
fuerza verdcal entre dovela»
,» presión de poros
1/49 peso dovela
xt , yr coordenadas relieve talud m étodo de Su ma
-
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~SUS PSEUDO - DINÁMICO DE
a -
A C U L T A D D E I N S U M IS A S % C I V IL
I IS T A I N U D A D D E L Á Q U E M A D A D E « C O L L O
0 55 R A F A E L M O N I I I N D I Z A C U R I O
xg, yg coordenadas superficie de falla método de Serme
xw, yw coordenadas nivel freático método de Serme
kc aceleración método de Suma
L2
M A N U A L D E U S O D E P R O G R A M A S
II.21 PROGRAMA SUECO Y MÉTODO JANBU
1 - La introducción de datos se indica en el formato de pentallay es por dovela° siendo necesario conocer
de antemano la geometría de las dovelas.
2- El programa muestra las fuerzas estabilizadoras y las equilibrantes, para el caso del método Janbu,
se indica el valor obtenido en cada iteración hasta obtener la aproximación desolada.
812 PROGRAMA INSNOP MODIFICADO
1.- Se denominará cada punto del talud con un número y se le dará unas coordenadas nslathrea, esto
de izquierda a derecha de forma que el punto del extremo izquierdo no se Inicie en
p,o) sino en un
valor mayor (100, 100).
2- Se introducirán los parámetros físico mecánicos del suelo y/o suelos que se presentan, pera el caso
de suelos estratificados es necesario crear puntos adicionales en el extremo derecho dee' talud que
simulan la estratigrafía del suelo.
3.- Se unirán con líneas indicadas por el punto de inicio y el punto final, quedando delimitada lageometría
\del talud y la estratIgrafía del suelo que se encuentra por debajo de la línea.
4,- Se introducen los valores de las coordenadas del círcub de falla y el radio de la circunferencia
5.- El computador mostrará las Iteraciones y el velo rfinal del factor de seguridad, luego pedirá si se desea
continuar la operación.
S.2.3 PROGRAMA SARMA
I.- Se necesita conocer la geometria de la falla y el compute.dor pedirá las coordenadas del talud (rr, yr),
les coordenadas de la línea de falla (AL») y las coordenadas del nivel freático (xw,yw).
2- El programa inicia el cálculo inmediatamente después de concluida la ira/aducción
de dotes
y
mostrará en pantalla las opciones adicionales.
-
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ANALMM PSEUDO - MASCO DE
E S T A B IL ID A D D E L A Q U E B R A D A D E O S C O L L O
FACULTAD DE INGEMIRIA CML
JOS RAMEL MIMEN= ACUNO
4111140~~11~41
7
8 . 3
C O R R I D A S P R O G R A M A S C I R C U L O S C R I T IC O S
8 4 1 M E T O D O S A R M A
Asá
N. TALUD N•I
Doté N•
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3.44
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3 . 1 4 101
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117.50 117.44
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7M
4.31 9.47 2.04
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MKM
49.9
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; 1 7 1 1
1 1 1 1 1 1
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7M
743 57M 1 1 3 1
117 6241
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344
3.44
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344 3.14
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0 .54 »
41
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1
Dan ti•
pgo
u n t ra e*
.0
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tan frian
3M310»N3103144
c ola b a 01 .14 .* .01
2. T
44
.01 14
/0 .10
ean tela
J a ra b a s e
147 935
7 1 2
3.72 7.90
ata ora .40 Q 11
1 . 5 1 169 443
Dada N•
0
1
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1 7 . 0
27.44 3734 41.44
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7734
«ordenada yt
M
7.M
254
7.5* 10254
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x.
17.0 177.0 137.50 1410 INIM17230
mana&
ye
2416146 0041195 a019.67
ardua& da
1741 327A* 137.50 14414 10.14 17731
arcasaya
.46 111.
9.04 195
03 9.47
Mg.
Iti20011 3.40 IM 341
10 3.0 3M
ceheein
5* 34 » 54 1 4
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1
D a d a
N•
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.41 .01
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Obceca
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caoba
.04 .04 44 M
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T
.40 1 4
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oy teta
seas bese
0.11
4.33
10
.45 7.49
tan ora 443
5.53
5.31
121 236
24
Doté
?I•
1 2 3
coma&
723* 144.54 19444
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12.5* 1423
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7250 1050
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9.47 1M.14 111.30
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72.54 1054 19414
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-
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30/46
AMASA mamo - DORSO
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8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
33/46
ANALISIS PSEUDO - MASTICO DE
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FACULTAD DE NOM ~ CIVIL
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8/18/2019 Analisis Pseudo Dinamico de Estabilidad Quebrada Oscollo
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