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Aplicaciones de Mecánica
de Rocas en Ingeniería.
Ricardo Moffat C. (Ph.D.)
Diseño de taludes en roca
Entender el (o los) posibles mecanismos de
falla
Utilizar herramientas de diseño que permitan
evaluar la estabilidad del corte o talud en
terreno
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Tipos de falla
Falla rotacional
Falla Plana
Falla de cuña o bloque
Falla por volcamiento (Toppling)
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Herramientas de diseño o métodos
para el análisis de taludes
Métodos empíricos
Equilibrio límite
Modelación numérica
Métodos Empíricos
Relación entre altura y pendiente
de talud (Hoek and Bray, 1981)
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Falla Circular
(rotacional)
Análisis de taludes
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Esfuerzos in situ
dependen del
área en análisis
Esfuerzos inducidos
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Equilibrio Límite
Se debe asumir la superficie de falla
La resistencia al corte se rige por algún
criterio (ej. Mohr-Coulomb)
Las deformaciones no son consideradas
Normalmente sólo se satisface el
equilibrio de fuerza
Se utiliza un factor de seguridad que tiene
como significado físico sólo que no se ha
alcanzado la resistencia total del talud.
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Análisis 2-D de falla plana
Análisis Mohr-Coulomb. F.S. = ??
Condiciones necesarias
para que exista falla
plana
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Al examinar la representación geométrica de las principales estructuras
geológicas se puede deducir si es posible que ocurra una falla del tipo plano
En un problema típico de análisis de taludes se aprecian diferentes zonas con
concentraciones de polos.
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La falla de tipo plano es menos
común que la falla de tipo cuña
y es en efecto un caso
particular de falla de tipo cuña.
Para que ocurra este tipo de
falla debe ocurrir las siguientes
condiciones geométricas
1) El plano de falla debe tener un
rumbo paralelo o casi paralelo al
talud proyectado (+(+- 20º)
2) El plano de falla debe “aflorar”
en el talud
3) El manteo del plano de falla
debe ser mayor que el ángulo de
fricción del plano
4)Deben existir caras laterales que
liberen el plano de falla
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Falla de bloque o cuña (Wedge
Sliding)
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Características de falla por cuña o
bloque
La intersección entre dos discontinuidades
debe “aflorar” en la cara del talud o corte,
por lo tanto el dip de esta línea de
intersección debe ser menor que el dip de
la cara del talud proyectado
El factor de seguridad a este tipo de fallas
depende de esta inclinación, la resistencia
de los planos de discontinuidad y la
geometría del bloque deslizante
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F .S . =
(R A + RB ) tan φ
Wsenψ i
R A + RB =
F .S . =
W cosψ i senβ
sen 12 α
sen(β ) tan φ
⋅
sen( 12 α ) tanψ i
Gráficos de estabilidad de cuñas por
fricción
Si la resistencia entre los planos A y B se puede
representar exclusivamente por una fricción y el
talud no tiene flujo de agua, entonces el factor
de seguridad puede escribirse como:
F .S . = A ⋅ tan φ A + B ⋅ tan φ B
Los factores adimensionales A y B dependen del dip y dip direction de los
dos planos. Los valores de estos dos parámetros se muestran en los
gráficos mostrados a continuación para distintas geometrías.
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Muchas Gracias
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