MECANICA DE ROCAS: Estabilidad de taludes

Definicion geomecanica :¿Que son taludes?

TALUD

Se le llama talud a toda aquella inclinación permanente del suelo con respecto a la horizontal. Cuando esta formación se ejecuta de manera natural se le denomina como ladera o talud natural, mientras que, si es hecha por el ser humano se le llama talud artificial.

A menudo los ingenieros civiles requieren usar los taludes artificiales para realizar construcciones civiles, o incluso, usar las laderas ya existentes con fines de desarrollo de estructuras; En cualquier caso, esta necesidad para el desarrollo urbano amerita el estudio de la estabilidad de taludes para determinar que dichas estructuras no colapsen debido a un deslizamiento del terreno. Es importante destacar que este estudio debe ser meticuloso ya que el colapso de la construcción conlleva una pérdida de bienes y vidas humanas considerable en muchas ocasiones, sin embargo, rebajar un talud para obtener mayor estabilidad suele ser excesivo, es por esto que se busca un equilibrio entre lo preexistente y la estabilidad.

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El estudio de los taludes es importante ya que permite asegurar la estabilidad de los macizos rocosos con los que colindamos día a día. 

Partes de un talud de rocas

Los taludes naturales o laderas pueden dividirse en una serie de partes para facilitar su estudio, entre ellas se encuentran:

  1. Cabeza o cresta: Es la porción superior de la ladera, se caracteriza porque en esta zona hay un cambio abrupto de la pendiente del talud, esta suele ser de forma convexa. En ocasiones está pendiente es demasiado pronunciada, siendo casi vertical, para estos casos la cabeza se conoce como escarpe.
  2. Altura: Corresponde a la altura que hay entre la cabeza y el pie de la ladera, en taludes naturales es difícil de marcar a veces cual es esta altura ya que son producto de eventos topográficos que rara vez son marcados.
  3. Pendiente: Se refiere al ángulo o grado de inclinación de la ladera. Los suelos y rocas con mayor dureza y resistencia tienden a formar pendientes más inclinadas, por otro lado, las laderas hechas de materiales más blandos forman pendientes suaves.
  4. Pie o base: Es la porción inferior donde cambia de forma abrupta la pendiente de la ladera, está a menudo suele ser de forma cóncava.
  5. Altura de nivel freático: Es la distancia vertical que va desde el pie hasta un cuerpo de agua, esta altura se toma por debajo de la cabeza.
partes de un talud

Tipos de taludes

Un talud puede catalogarse según su proveniencia, por lo que existen dos tipos de taludes:

talud natural

Talud natural: Estos taludes se forman por procesos geológicos como sismos y deslaves y/o procesos erosivos como pueden ser acción de la lluvia y el viento, formando acantilados y otros terrenos inclinados. Estos macizos rocosos debido a su origen irregular son un tanto difíciles de medir por su altura, así que generalmente se trabaja bajo una aproximación. Los taludes naturales no se limitan nada más a la superficie terrestre, estos pueden existir debajo del agua en suelo oceánico, como el talud continental, el cual consiste en una extensión de la llanura abisal hasta una profundidad de más de 2000m, donde se acumulan sedimentos continentales.

talud artificial

Talud artificial: En ocasiones se necesita modificar el terreno con el fin de realizar construcciones o estabilizar el terreno, debido a esto se suelen hacer taludes artificiales a menudo asociados con presas, infraestructuras, desagües, y taludes en carreteras. Los taludes artificiales son hechos directamente por el hombre y según su finalidad se dividen en dos; se les llama terraplenes a los que se construyen usando relleno con el fin de elevar el nivel del terreno y tienen una pendiente de aproximadamente 27°, mientras que, los cortes (o también llamados desmontes) son el resultado de excavar y aplanar el terreno, estas suelen tener una pendiente de 35°.

¿Que se entiende por estabilidad de taludes de rocas?

Cuando hablamos de la estabilidad de un talud nos referimos a la seguridad de la masa de tierra contra la falla o el movimiento, en pocas palabras, que mantenga su forma y resista las condiciones ambientales a la que se ve sometida. 

Como hemos visto, los taludes pueden sufrir diferentes tipos de fallas motivado a las influencias ambientales o excavaciones realizadas por el hombre, por eso es importante realizar los análisis y estudios con suma rigurosidad para poder garantizar la estabilidad del macizo rocoso.

Metodos de estabilidad de taludes de rocas

Los taludes están sometidos constantemente a fuerzas exógenas que pueden comprometer su estabilidad en cierto momento, esto pueden conllevar riesgos numerosos dependiendo de la gravedad de la falla, el tamaño del talud y su ubicación, sin embargo, cuando estos problemas se presentan es necesario recurrir a ciertos procedimientos que permitan recomponer su estabilidad. Se pueden implementar distintos metodos de estabilidad de taludes que permiten lograr esto, por ejemplo:

berma

Modificar la geometría: Cuando el talud es demasiado inestable una buena alternativa es modificar su forma con el fin de redistribuir el peso de los materiales a una forma más estable. Esto puede lograrse por cambiar la pendiente del talud, remover la cabeza (descabezar el talud) o escalonarlo mediante la composición de bermas, removiendo una porción de la cabeza y colocando el mismo material en el pie del talud, de esta forma se garantiza una distribución más estable de los materiales. También puede realizarse un abatimiento de taludes en el cual se remueve material para tener una menor inclinación.

micropilotes en talude

Adición de elementos resistentes: En ocasiones es necesario agregar materiales que ayuden a reforzar la resistencia del talud. Esto puede lograrse mediante la adición de pilotes y micropilotes, los cuales se colocan a suficiente profundidad permitiendo que la resistencia del material aunada a la del terreno aumente la estabilidad del talud para posibles deslizamientos.

También puede verse el uso de muros anclados y anclajes, los cuales incrementan la fuerza tangencial de rozamiento en las superficies de rotura.
Incluso se pueden implementar herramientas superficiales como el uso de mallas sintéticas o cemento expansible para solventar fallas de menor nivel, la remoción de rocas y terreno suelto puede disminuir el riesgo de un deslizamiento de mayores proporciones al quitarle peso al talud.

  • Muros y elementos de contención: La implementación de muros o estructuras de contención permite mantener la estabilidad del talud al agregar una fuerza estática externa que evite que este se deslice. Dependiendo de las características del terreno se puede implementar un tipo de muro para cada caso como se indica en la siguiente figura:
muros de contencion
drenajes en un talud

Drenaje: El agua es el principal factor que contribuye a la desestabilización de los taludes, daña los materiales y erosiona el terreno, es por esto que se implementan medidas de drenaje con el fin de desviar la mayor cantidad de agua posible y minimizar los daños que esta pueda tener sobre el talud.

Estas medidas pueden ser superficiales, como el uso de zanjas o canales drenantes, que permiten en flujo de agua hacia fuera del talud, para que de esta forma no erosione el terreno y disminuir las presiones intersticiales futuras, también pueden ser profundas, como pozos de varios metros de profundidad que permiten recolectar el agua y redirigirla por fuera del talud, esto suele hacerse cuando el ambiente es demasiado húmedo.

Existen una variedad de métodos matemáticos que ayudan a la determinación de la forma del talud lo cual es un apoyo en el desarrollo de estrategias ante la construcción de un talud, uno de los más conocidos es el metodo de Fellenius o también conocido como método ordinario, consiste en asumir superficies de fallas circulares y las divide en porciones verticales con el fin de obtener las fuerzas que actúan sobre cada porción y sumar los momentos con respecto del centro del circulo para obtener el Factor de seguridad.

Las fuerzas que considera este método son la fuerza de gravedad o peso en cada dovela (porción vertical en la que se segmenta la falla circular) y las fuerzas de cohesión o fricción que son tangentes a la superficie de la falla, las fuerzas entre dovelas o la presión de la tierra no son reconocidas en este método, según esto tenemos la siguiente ecuación.

Ecuacion de Fellenius

Donde y φ’ son los parámetros de resistencia del suelo, W el peso total de cada dovela, u la presión de los poros, α el ángulo del circulo de la falla y l la longitud del arco del circulo en la base de la dovela.

La ecuación anterior se conoce como ecuación de Fellenius, esta ecuación (y el método en general) son bastante amigables de usar y se pueden emplear tanto a mano como computador, sin embargo, la precisión de este método va disminuyendo conforme aumenta la presión de los poros, es por esto que muchos autores recomiendan el uso de este método como una referencia y no en la construcción del diseño del talud.  Otros métodos usados son: Método de Wedges, el método de Morgenstern y Price, el método modificado de Bishop y el método de Spencer.

Movimientos del terreno para el calculo de taludes en mecanica de rocas

Como decíamos la estabilidad de un talud depende sobre el tipo de suelo en el que se encuentre construido y estos pueden ser cohesivos o no cohesivos, la mecanica de rocas de ambos suelos influye en el diseño de taludes, por lo que es importante realizar ciertas mediciones como la determinación de “S” que es la resistencia media al corte y “F” la determinación del coeficiente de seguridad que especifica la estabilidad del talud.

Para determinar S se realizan una serie de excavaciones y se mide el peso de las porciones de tierra de cada perforación que se resistió o colaboro con un deslizamiento, según lo indica la siguiente figura:

Diagrama de fuerzas en un talud

Fuente: Álvaro F. De Matteis, Silvia Angelone, Maria Teresa Garibay, Geología y geotécnica: estabilidad de taludes. Univerisdad de Nacional Rosario, 2003

Según esto obtenemos la siguiente ecuación: 

calculo de la resistencia media al corte

En taludes sin cohesión (arenas) el ángulo entre el talud y la horizontal (β) tiene que ser igual o menor al ángulo de fricción interna (φ) en estado suelto. Según esto el coeficiente de seguridad F se determina

Coeficiente de seguridad

Para taludes que están en suelos puramente cohesivos (φ = 0) la resistencia media al corte “S” es aproximadamente la mitad de la resistencia a la compresión qu, a esto se le llama cohesión c. expresado de otra manera:

determinacion de media al corte en suelos cohesivos

Conociendo c, la altura critica Hc de un talud con ángulo de inclinación β podemos usar la siguiente ecuación:

Altura critica de un talud

Para esta expresión Ns es un coeficiente de estabilidad adimensional el cual viene dado en función de β y la profundidad nd.

Es posible que nos podamos encontrar con taludes que se encuentren en suelos no uniformes, en estos casos el talud no puede ser representado en una línea recta y/o la superficie de deslizamiento pasa por suelos con distintas cohesiones, la estabilidad se puede analizar mediante el método de las fajas.

Se escoge un circulo tentativo y la masa deslizante se divide en un numero de fajas verticales, cada faja tiene su propio peso W y las fuerzas de corte T y normales E en sus caras laterales, además de un conjunto de fuerzas en su base como la fuerza de corte S y la normal P. las fuerzas que se encuentran en cada faja tienen que satisfacer las condiciones de equilibrio, es decir, la suma de todas estas fuerzas tiene que ser igual a 0.

Como las fueras T y E dependen de las características tenso-deformación del terreno deslizante, sin embargo, no pueden ser determinadas rigurosamente, así que, por simplificación se asume que son 0. Conociendo todo esto podemos encontrar la siguiente ecuación:

formula del metodo de las fajas

Investigacion previa ante la construccion de taludes en geomecanica

Antes de realizar la construcción de un talud se deben tener en cuenta una serie de parámetros y condiciones que permitan determinar si es factible o no realizar dicha construcción o el mecanismo necesario para estabilizarlo. Determinar con eficacia estos factores desde el inicio será de vital importancia ante la minimización de costos en el futuro por un deslizamiento del talud debido a un mal análisis de las circunstancias.

Para construir un talud deben tomarse factores como condiciones climáticas, hidrológicas, geológicas, geotécnicas y de vegetación, implementando análisis geológicos y de mecanica de rocas además de la experiencia de manejo en otros taludes.

Es importante el desarrollo de medidas contra la erosión durante la obra, para esto se requiere un equipo multidisciplinario que permita prever la mejor estrategia para controlar este factor a corto, mediano y largo plazo, incluso después de terminaba la obra. 

construccion de calicatas

Las perforaciones son el método más común para evaluar la estabilidad de un talud, para esto se suelen hacer aproximadamente 3 perforaciones (aunque pueden ser más dependiendo del tamaño del talud) para poder extraer suficiente material con el que analizar la composición de suelos y la estabilidad relativa del talud de estudio, normalmente se realiza una perforación en el pie a una profundidad de 1/3 de la altura del talud, en la pendiente con una profundidad similar a la altura del talud y en la cabeza a una profundidad de 3/2 la altura del talud.

También es común el uso de calicatas, son grandes agujeros que se cavan a mano con el fin de tomar muestras más grandes de suelo y también para examinar con mayor detenimiento las propiedades del suelo y detectar posibles indicios de falla.

Por otro lado, los ensayos de campo dependen directamente del tipo de suelo en el que se trabaje, ya que poseen características y propiedades diferentes, como ejemplo tenemos:

Prueba de penetración estándar; SPT (ASTM-1586): Esta prueba provee de información respectiva de la densidad relativa en suelos granulares y consistencia en suelos cohesivos.

Prueba de penetración de cono; CPT (ASTM D-3441): Esta prueba mide la resistencia de penetración en un suelo en la parte interior de un cono y en las paredes de una extensión cilíndrica.

Los ensayos de resistencia se realizan para conocer la resistencia del suelo. Para estimar la resistencia no drenada del suelo se emplean pruebas como el penetrómetro y la veleta de bolsillo (también pueden ser realizados en campo) y los ensayos no drenados con y sin confinamiento en la cámara triaxial, sin embargo, estos son más costosos. En el caso de la resistencia drenada del suelo también se puede utilizar la cámara triaxial con velocidades más bajas de aplicación de las cargas y el ensayo de corte directo. Este último generalmente se reserva para los materiales granulares.

granulometria por tamizado

Existen una serie de ensayos de laboratorio que son utilizados para clasificar los suelos, en función de esto se puede determinar cuáles y cuantas pruebas siguen para analizar el talud. Estos ensayos pueden ser granulometrías por tamizado para determina el tamaño de las partículas que componen la muestra de suelo, medir la cantidad de agua dentro de la muestra mediante un hidrómetro y los límites de Atterberg para determinar la cantidad de humedad en los suelos en sus diferentes estados.

La prueba de gravedad especifica se realiza para conocer la densidad de las partículas que componen las muestras y la prueba de peso unitario para determinar el peso de la muestra de suelo en cierto volumen.

Requerimientos para el analisis de estabilidad de taludes en geomecanica

En el diseño de taludes necesitamos observar ciertos componentes que nos permitan mantener su estabilidad, estos pueden ser la pendiente, la forma del talud, la escorrentía de las aguas, diseño de obras de protección etc.

En la pendiente de un talud tenemos que analizar los materiales que lo componen, desde las rocas que se encuentran, el tipo de suelo y el grado de meteorización del mismo. En general la formación geológica en este aspecto toma una gran importancia, rocas ígneas como la caliza o la arenisca son duras y resistentes, así que pueden formar pendientes casi verticales sin problema. Para determinar la forma del talud y el valor de la pendiente tenemos que recurrir a pruebas de laboratorio y métodos físicos y matemáticos como el metodo de Fellenius que nos permita formar un modelo cercano a lo que vemos.

El agua es uno de los principales causantes de deslizamiento de los taludes y de su descomposición progresiva. El estudio y análisis de los patrones hidrológicos de la zona es un foco importante para conservar la estabilidad del talud, para eso se toman patrones ambientales y barométricos, así como un seguimiento de los patrones fluviales en un periodo de tiempo pertinente en los que se puedan recolectar datos como volumen de agua y humedad por precipitación. Con estos datos se pueden implementar métodos para facilitar la escorrentía del agua, como canales y posos que permitan al agua circular sin comprometer la estabilidad del talud.

Instrumento de medicion: el piezometro

Para esto existe una herramienta o instrumento conocido como piezómetro, el cual permite medir el nivel y la presión del agua intersticial en el subsuelo. El más común de usar es el piezómetro de boca abierta, sin embargo, existen otros tipos para suelos más compactos.

¿Que son las fallas de taludes de rocas? Causas de las fallas

Las fallas en taludes son causadas por una disminución de resistencia al efecto cortante del suelo o por el aumento en las fuerzas exógenas que actúan sobre el talud.

Existen al menos 3 factores que pueden incidir en una falla:

  • Erosión: El viento y el agua constantemente están azotando a los taludes y cambiando su forma, lo que trae como consecuencia que haya una distribución no uniforme de los materiales que constituyen el talud, haciéndolo susceptible a una falla que comprometa su estabilidad.
  • Lluvia: Las precipitaciones saturan el suelo del talud, aumentando el peso de los materiales y desestabilizando el terreno, además, el agua se puede filtrar por las grietas del talud incrementando las fuerzas actuantes y de filtración, contribuyendo a la falla del talud.
  • Sismo: Las fuerzas dinámicas provenientes de un sismo pueden afectar la integridad de un talud provocando esfuerzos cortantes dinámicos que disminuyen la resistencia al esfuerzo cortante.

Si muy bien estos son los factores principales que originan una falla, pueden existir otros como ciertos aspectos geológicos que tuvieron lugar durante la formación del talud que pasan desapercibidos a simple vista y puede comprometer la estabilidad del talud al iniciar ciertos trabajos, de igual forma la aplicación de una carga externa sobre un punto del talud puede afectar el equilibrio del peso y propiciar un deslizamiento e incluso, excavaciones mal realizadas alteran la condición de esfuerzos a la que se somete el talud, por lo tanto, es necesario hacer un análisis exhaustivo sobre la integridad del talud antes de proceder con él.

Tipos de fallas de taludes de rocas

Según la manera en la que un talud colapse o pierda su estabilidad, tenemos:

tipos de desprendimiento

Desprendimientos: Los desprendimientos son fallas repentinas que causan la soltura o caída de una porción (generalmente de la cabeza) del talud. Los desprendimientos pueden suceder de dos formas, en caída libre, cuando uno o más bloques se desprenden y caen en sentido de la gravedad y en volcadura, lo que sucede cuando un pivote se vuelca con respecto a su centro de gravedad, a menudo causando un efecto domino en los demás pivotes contiguos. Los desprendimientos se producen comúnmente en taludes verticales o casi verticales en suelos débiles a moderadamente fuertes y en macizos rocosos fracturados. Generalmente, antes de la falla ocurre un desplazamiento, en el cual pueden verse la presencia de grietas de tensión.

  • Derrumbes: Se asocian a rocas y suelos; corresponden con la soltura significativa de una porción de suelo que cede y se desliza. Según como suceda pueden verse:
tipos de derrumbe: planar

-Derrumbes planares, Cuando suceden a lo largo de una superficie plana. Suelen ser comunes en discontinuidades, fallas y diaclasas que forman lagos y cuerpos de agua, donde hay planos de estabilidad que interceptan la superficie del talud. Durante los períodos iniciales de la falla se generan grietas de tracción con un pequeño desplazamiento, luego se pueden observar escarpes frescos que dejan los bloques con después del movimiento. En algunos casos, este movimiento deja sin vegetación la zona deslizada y los escombros quedan expuestos al pie del talud.

Tipos de derrumbe: rotacional

-Derrumbes rotacionales, Se llaman rotacionales cuando el derrumbe sucede para una roca o porción de suelo (incluso ambos) por una superficie curva.

Al presentarse esta falla aparecen grietas en la cresta del área inestable y abombamientos al pie de la masa deslizante que, al finalizar, la masa se desplaza y deja un escarpe en la cresta. Las causas más comunes de este tipo de falla es el incremento de la inclinación del talud, meteorización y fuerzas de filtración; sus consecuencias no son catastróficas, a pesar de que el movimiento puede causar severos daños a estructuras que se encuentren en la masa deslizante o sus alrededores. Por eso es crucial detectar cuando se presentan algunos signos tempranos de falla en los taludes, así pueden ser estabilizados.

avalancha

Avalanchas: Las avalanchas consisten en un movimiento rápido de escombros, estos están formados por pedazos de rocas, suelo y otras partículas que no permiten distinguir la masa original de donde proviene. Las avalanchas comúnmente son causadas por las altas fuerzas de filtración, pluviosidad, derretimiento de nieve, sismos o deslizamiento gradual de los estratos de roca. Las avalanchas ocurren de manera brusca sin previo aviso y generalmente son impredecibles. Las avalanchas son características de zonas montañosas con pendientes muy inclinadas en suelos residuales donde la topografía causa concentración de la escorrentía. También se puede presentar en zonas de roca muy fracturada.

  • Flujo de escombros: Cuando la cantidad de agua proveniente de lluvias es demasiado esta puede arrastrar materiales sueltos, que, posteriormente caen en cantidad en forma de un torrente lodoso.
  • Repteo: Consiste en un imperceptible movimiento o deformación de un talud, que generalmente afectan a las porciones más superficiales del talud, aunque también puede afectar a porciones profundas cuando existe un estrato poco resistente. El repteo es la consecuencia de la acción de fuerzas de filtración o gravitacionales y es un indicador para posibles deslizamientos futuros. Es característico en materiales cohesivos y rocas blandas como lutitas y sales, en taludes moderadamente empinados. Los rasgos característicos del repteo son la presencia de crestas paralelas y transversales a la máxima pendiente del talud y postes de cerca inclinados.

Rotura en cuña

rotura en cuña

La rotura en cuña o rotura cuneiforme es un tipo de rotura que se hace presente en taludes, en la cual, el mecanismo de la falla se produce cuando un masa o porción de roca se desliza a lo largo de dos discontinuidades que se intersectan y luego afloran, generando un bloque rocoso con forma de cuña. No todas las intersecciones de discontinuidades generan una rotura en cuña, para esto tienen que darse las condiciones relacionadas con la dirección de las líneas de intersección de las discontinuidades junto con la orientación del talud.

Rotura plana

Rotura plana

Consiste en el deslizamiento de una masa rocosa por una discontinuidad que ha quedado descalzada en la cara del talud. E muy común en macizos rocosos donde hay rocas de resistencia media o alta afectada por falla y diaclasas. Suele manifestarse en carretera, canteras, botaderos y minas, siendo un precursor de un deslizamiento que puede tener serias repercusiones en accidentes, lesiones y muertes si no se toman en cuenta durante el diseño del talud. Para que se produzca este tipo de rotura se deben dar ciertas condiciones como que el plano de discontinuidad tenga suficiente tamaño y el talud sea descalzado por la excavacion. Otra causa es la existencia de otras dos discontinuidades que permitan la formación de un bloque limitado por las 3 discontinuidades y la cara del talud.

Vuelco de estratos

vuelco de estratos

Se generan en taludes rocosos donde los estratos que lo conforman presentan discontinuidades con buzamiento contrario a la inclinación del talud, además de una dirección paralela al mismo. Las discontinuidades ocurren fracturados entre si y se encuentran a favor de fallas ortogonales implicando un movimiento rotatorio entre los bloques.

Riesgos asociados a fallas de taludes de rocas

Los taludes son comunes en áreas urbanas y civiles, por ende, una falla que no haya sido prevista o mal tratada tiene fuertes repercusiones en la comunidad, pues los deslizamientos y derrumbes de las masas rocosas y el suelo pueden fácilmente generar daños a los inmuebles, calles, carreteras, equipos, así como causar muertes y lesiones por parte del equipo que se encuentre trabajando en el lugar o peones transeúntes que se vieron atrapados en el suceso.  Así mismo se pueden tener grandes costos en daños de la propiedad pública o de los bienes de la construcción que resulten dañados.

Obtencion del factor de seguridad para el calculo de taludes de rocas

El factor se seguridad es una magnitud física que mide la relación entre las fuerzas resistentes y las fuerzas desestabilizadoras, a la vez que permite obtener una relación de qué tan seguro puede ser un talud con el coste de garantizar dicha seguridad, el factor de seguridad ofrece un punto intermedio en el que se puede obtener un talud estable con un costo razonable.

Calculo del factor de seguridad

El factor de seguridad asume que es igual para todos los puntos a lo largo de una falla, por lo que FS representa un promedio del valor total en toda la falla.

Procedimientos de seguridad para excavaciones de taludes en mecanica de rocas

Durante la excavación de una ladera pueden ocurrir una serie de inconvenientes que pueden repercutir en la integridad personal y física de cada obrero, además de afectar el desempeño de la obra, es por esto que suelen tomarse ciertas medidas de seguridad en excavaciones, por ejemplo:

  • Eliminar el material sobresaliente cuando el talud esté socavado (excavación excesiva sólo en la parte inferior del talud).
  • Si el talud es en suelo gravoso, roca fracturada u otro tipo de material que sea susceptible de desprendimiento, se debe considerar el uso de una malla de protección.
  • Se deben proteger las paredes del talud de la pérdida de humedad por altas temperaturas o por el viento, por ejemplo, con hormigón proyectado.
  • Los taludes se deben proteger de los impactos por golpes de elementos levantados por la grúa o choques de vehículos.
  • Señalizar los bordes de la excavación.

Normas aplicadas a la estabilidad de taludes

Las construcciones o modificaciones de un talud no deben hacerse a la ligera debido al costo y riesgo que representan, es por esto que dichas obras se regulan por la ley.

En Chile La NCh 349 o norma chilena de excavaciones fue elaborada por el Instituto Nacional de Normalización (INN) y fue declarada norma chilena oficial por Decreto Nº 6 del Ministerio de Obras Públicas. Establece las medidas mínimas de seguridad que deben usarse en los trabajos de excavaciones. El documento fue elaborado por diversos especialistas del área, aborda las principales situaciones de riesgo.

La normativa indica que toda excavacion o zanja debe estar aislada o protegida mediante un cierro, baranda u otra defensa adecuada. Para el caso en que las excavaciones se realicen en la vía pública, se deben colocar luces rojas intermitentes durante la noche que permitan a los civiles percatarse de la obra.

Los materiales resultantes de la obra no deben acumularse sobre el borde de las excavaciones. Si el material proveniente de las excavaciones se coloca sobre la superficie del terreno, este debe depositarse a una distancia igual o superior a la mitad de la profundidad de la excavacion con un mínimo de 0,50 metros, medidos a partir del borde de ella, es necesario colocar un rodapié siempre que haya peligro de caída de materiales al interior de la excavación. Cuando se efectúen faenas que produzcan vibraciones, percusión o trepidación, éstas no se pueden efectuar a una distancia menor a 1,5 veces la profundidad de la excavacion.

El personal también se ve contemplado en la norma 349, la cual estipula el uso de equipo de seguridad como casco, calzado y guantes acordes a la zona de construcción, además se recomienda el uso de protectores auditivos y chalecos reflectantes, en caso de trabajar en el borde de excavaciones de profundidad superior a 1,5 m y exista riesgo de caída se debe usar un cinturón de seguridad tipo arnés para el cuerpo, el cual estar sujeto a alguna estructura de soporte.

Preguntas frecuentes:

1 ¿Que nos permite el analisis de estabilidad de taludes?

El análisis de estabilidad de taludes permite mejorar las medidas de estabilización y contención de laderas y taludes, debido a que se encarga del mecanismo actuante, las dimensiones y la velocidad.

2. ¿Por que es importante la estabilidad de taludes?

Los muros de contención y la estabilización de taludes son soluciones que permiten rescatar los desniveles de un terreno y sacar provecho de su superficie de forma más efectiva. Tomando en cuenta que sobre ellos se hará la construcción de los distintos elementos que le darán forma a la edificación.

3. ¿Cuales son los tipos de fallas en taludes?

En base a el reconocimiento de los distintos factores geológicos los taludes pueden presentar distintas fallas, que tienen cierto grado de incertidumbre en su predictibilidad y se clasifican en: desprendimientos, derrumbes, avalanchas, flujo y repteo.

4. ¿Por que se caen los taludes?

Los taludes presentan deficiencias cuando los esfuerzo que accionan encima de ellos traspasan la firmeza de los elementos que la conforman, esto es causado por factores como la gravedad, movimiento de placas tectónicas, presión de poros, entre otros.

5. ¿Cual es la finalidad de un talud?  

Se le llama talud a la diferencia que hay entre el grosor de la parte superior del muro y el grosor inferior, dando como resultado una pendiente con el objetivo de permitir que el muro resista la presión que produce la tierra por detrás.

6. ¿Que es un talud de relleno?

Son las selecciones gradientes de talud en su etapa de diseño de terraplenes, cubiertas de suelos e instalaciones como las baquetas.

7. ¿Que tipos de estabilidad de taludes existen?

Se clasifican en naturales (formados por la naturaleza a través de la historia geológica) y artificiales (dependen de la intervención del hombre).

8. ¿Que metodos existen para medir la estabilidad de taludes?

Al momento de medir la estabilidad de taludes se utilizan distintos métodos para describir el equilibrio y el comportamiento del terreno, algunos de ellos son: método del equilibrio límite, método de las rebanadas, método de Fellenius, entre otros.

Fuentes

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PRIMERAS REFERENCIAS DE LA GEOMECANICA

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Una de las primeras referencias al tema de la geomecánica fue un artículo de Hubbert y Willis sobre la mecánica de la fracturación hidráulica en 1957. Fundamentals of Rock Mechanics, de Jaeger y Cook, se publicó en 1969, y en el Journal of Energy Resources de 1979 uno Uno de los primeros estudios sobre geomecánica del petróleo examinó la tensión in situ en un pozo orientado arbitrariamente.

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En la evaluación de la estabilidad de taludes rocosos, existen muchos tipos de incertidumbres, incluida la incertidumbre de los parámetros de entrada, la incertidumbre de los cálculos y el procedimiento. El análisis de estabilidad de taludes se puede clasificar en análisis determinista o análisis probabilístico según cómo se incorpore y evalúe la incertidumbre. El método probabilístico toma en consideración la variabilidad inherente y las incertidumbres en el parámetro de análisis.

 

 

 

 

 

 

 

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La estabilidad de taludes tiene que ver  a la condición del suelo inclinado o taludes rocosos para resistir o tolerar movimiento. La condición de estabilidad de los taludes es un argumento de estudio e investigación en mecánica de suelos, ingeniería geotécnica e ingeniería geológica.

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Continúan las operaciones de búsqueda y rescate en el archipiélago japonés. Al menos 80 personas siguen desaparecidas debido a los deslizamientos de tierra provocados por las fuertes lluvias, que arrasaron la ciudad costera de Atami, al suroeste de Tokio el sábado 03 de julio, destruyendo viviendas y enterrando carreteras bajo barro y rocas. Anuncios Los servicios de rescate confirmaron el 05 de julio la muerte de dos personas, además de las dos muertes ya registradas el sábado, cuando una marea de barro y escombros arrasó la ciudad montañosa de Atami, arrasando unas 130 casas y destruyendo por completo varias de ellas. Mientras tanto, los esfuerzos de búsqueda también están tratando de encontrar a 80 residentes registrados en la ciudad. Aunque esta cifra podría incluir a personas que ya no residen en la zona y no lo han notificado oficialmente. Entonces, el número de desaparecidos podría cambiar a medida que continúan las operaciones. Según un informe entregado este lunes por el ministro portavoz del Ejecutivo, Katsunobu Kato, en las labores de búsqueda y rescate participaron unas 1.500 personas, entre policías, miembros del Ejército, bomberos y guardacostas.

Evaluación preliminar de susceptibilidad de taludes rocosos utilizando GIS y la clasificación SMR

La clasificación geomecánica SMR (Slope Mass Rating) permite la evaluación preliminar de la susceptibilidad de fallas de taludes rocosos. El índice SMR se obtiene del RMR básico (Clasificación de masa rocosa) de Bieniawski a través de un “factor de ajuste '' y un “factor de excavación ''. Desde su aparición en 1985, esta clasificación se ha utilizado para evaluaciones y estudios preliminares en muchos países. El método es aplicado automáticamente por un Sistema de Información Geográfica (Arc-Info GIS). Esta metodología se ha aplicado a los taludes de la carretera N-340 entre la playa de Arraijana y Castell de Ferro (Granada, España). Se han estudiado un total de 40 pistas a lo largo de una distancia lineal de 4 km. Como resultado, además de todos los factores que determinan el índice SMR, se han establecido los mapas SMR más desfavorables así como el valor medio correspondiente. A partir de un análisis cruzado entre estos dos mapas y los fenómenos de inestabilidad observados directamente en el campo, se concluye que el valor promedio del índice SMR calculado para los diferentes conjuntos de discontinuidades es el valor más representativo de la susceptibilidad a fallas de taludes de rocas. Los resultados muestran la utilidad de los parámetros del SMR para ser utilizados en aplicaciones de SIG para riesgos de deslizamientos de rocas en carreteras. Se han estudiado un total de 40 pistas a lo largo de una distancia lineal de 4 km. Como resultado, además de todos los factores que determinan el índice SMR, se han establecido los mapas SMR más desfavorables así como el valor medio correspondiente. A partir de un análisis cruzado entre estos dos mapas y los fenómenos de inestabilidad observados directamente en el campo, se concluye que el valor promedio del índice SMR calculado para los diferentes conjuntos de discontinuidades es el valor más representativo de la susceptibilidad a fallas de taludes de rocas. Los resultados muestran la utilidad de los parámetros del SMR para ser utilizados en aplicaciones de SIG para riesgos de deslizamientos de rocas en carreteras. Se han estudiado un total de 40 pistas a lo largo de una distancia lineal de 4 km. Como resultado, además de todos los factores que determinan el índice SMR, se han establecido los mapas SMR más desfavorables así como el valor medio correspondiente. A partir de un análisis cruzado entre estos dos mapas y los fenómenos de inestabilidad observados directamente en el campo, se concluye que el valor promedio del índice SMR calculado para los diferentes conjuntos de discontinuidades es el valor más representativo de la susceptibilidad a fallas de taludes de rocas. Los resultados muestran la utilidad de los parámetros del SMR para ser utilizados en aplicaciones de SIG para riesgos de deslizamientos de rocas en carreteras. Se han establecido los mapas SMR más desfavorables así como el valor medio correspondiente. A partir de un análisis cruzado entre estos dos mapas y los fenómenos de inestabilidad observados directamente en el campo, se concluye que el valor promedio del índice SMR calculado para los diferentes conjuntos de discontinuidades es el valor más representativo de la susceptibilidad a fallas de taludes de rocas. Los resultados muestran la utilidad de los parámetros del SMR para ser utilizados en aplicaciones de SIG para riesgos de deslizamientos de rocas en carreteras. Se han establecido los mapas SMR más desfavorables así como el valor medio correspondiente. A partir de un análisis cruzado entre estos dos mapas y los fenómenos de inestabilidad observados directamente en el campo, se concluye que el valor promedio del índice SMR calculado para los diferentes conjuntos de discontinuidades es el valor más representativo de la susceptibilidad a fallas de taludes de rocas. Los resultados muestran la utilidad de los parámetros del SMR para ser utilizados en aplicaciones de SIG para riesgos de deslizamientos de rocas en carreteras.

 

 

Una propuesta de un modelo de proceso para la obtención de requisitos en proyecto de monería de información.

UNA PROPUESTA DE UN MODELO DE PROCESO PARA LA OBTENCIÓN DE REQUISITOS EN PROYECTOS DE MINERÍA DE INFORMACIÓN.

Un problema abordado por un proyecto de minería de información es transformar la información comercial existente de una organización en conocimiento útil para la toma de decisiones. Por lo tanto, el proceso de desarrollo de software tradicional para la obtención de requisitos no se puede utilizar para adquirir la información requerida para el proceso de extracción de información.