Análisis y diseño de estabilidad sísmica de taludes en suelos y rocas: Caso curvas la leona

Abstract

La Inestabilidad de Taludes es causada gradualmente por la desintegración de la estructura del suelo, que se inicia con grietas dividiendo al suelo en fragmentos granulares; en ocasiones, estos son causados por el incremento de la presión de poros o por eventos sísmicos. Usualmente, la inestabilidad es debida a la excavación o al corte del pie del talud y pueden suceder de una manera lenta o repentina, y con o sin aparente provocación. Debido a la variedad de factores que desencadenan un deslizamiento, éstas demandan también una teoría de análisis. El objetivo de la presente Tesis es proveer a los profesionales que enfrentan estos problemas de estabilidad una metodología de Análisis de Estabilidad Sísmica de Taludes, considerando también su comportamiento, cuando es sometido a cargas sísmicas, así como las medidas correctivas necesarias de los taludes para su correcto funcionamiento luego de un determinado evento sísmico. El análisis de taludes puede ser dividido en dos categorías, una para Evaluar Estabilidad del Talud y otra para Estimar el Movimiento del Talud, aun cuando ambas están estrechamente relacionados; estos diferentes y distintos tipos de análisis son casi siempre usados para evaluarlos. En este trabajo, se hizo uso del Análisis de Equilibrio Límite para evaluar la Estabilidad de los Taludes, mientras que para predecir los Movimientos se empleó la Metodología De Newmark.

En muchas ocasiones los Eventos Sísmicos son los principales agentes que activan el desprendimiento o caída de rocas de los taludes naturales, dichas rocas descienden a altas velocidades y se convierten en un peligro para las personas y vehículos que transitan bajo los taludes, por este motivo el tema de caída de rocas es también parte importante de este trabajo, así como las medidas de protección ante este fenómeno, presentando diferentes alternativas de solución. La presente Tesis se ha llevado a cabo en 6 capítulos desarrollándose de la siguiente manera: En el Capítulo I se dan a conocer las Consideraciones Sísmicas para un Análisis de Estabilidad de Taludes. En este Capítulo se realiza un estudio de peligro sísmico o amenaza sísmica en determinada zona; para lo cual se hace uso de las Metodologías Determinística y Probabilística. De ellas se obtienen aceleraciones máximas en determinado lugar y de dicho valor el coeficiente sísmico, para el diseño de estructuras de tierra y taludes naturales. Para el desarrollo de esta tesis se presentan en los primeros capítulos las consideraciones teóricas para realizar un Análisis Sísmico de Estabilidad de Taludes y se muestran las medidas correctivas para su estabilización. En el capítulo 6 son utilizados los aspectos teóricos de los anteriores capítulos en un caso real ocurrido en la República de El Salvador donde a inicios del año 2001 se sucedieron dos eventos sísmicos ocasionando numerosos deslizamientos. En el Capítulo II se describe la Exploración de Suelos la cual se considera como la de mayor importancia para diseñar los taludes y con la cual se obtienen las propiedades físicas representativas y valederas del suelo conformante del talud. Se revisaron los métodos directos e indirectos, considerando además, un acápite de Instrumentación Geotécnica describiéndose la importancia de la auscultación de los taludes y el continuo monitoreo de ellos, tanto superficialmente como en el interior del terreno.

En el Capítulo III se describen los principales Ensayos de Laboratorio para una correcta caracterización de las propiedades de resistencia de corte del suelo, los ensayos de Clasificación de Suelos, ensayos de Corte Directo y el ensayo de Compresión Triaxial. En el Capítulo IV se muestra el Análisis de Estabilidad de Taludes en Suelos y se presentan el Análisis Estático, Pseudo Estático, Respuesta Sísmica, Back Analysis y de Deformaciones Permanentes. En el caso de la ocurrencia de un deslizamiento de un talud por causa de un evento sísmico, se tiene que realizar un Modelo Geotécnico de Falla del Talud que refleje lo acontecido en la realidad, es por tal motivo que los análisis de estabilidad antes descritos son de mucha importancia. No es habitual realizar el análisis de deformaciones permanentes en el análisis de estabilidad de taludes naturales, pero en esta ocasión, se consideró necesario hacerlo, para asegurar la estabilidad futura de los taludes, limitando su deformación. En el Capítulo V se presenta el Análisis de Caída de Rocas y las medidas de mitigación respectivas. El objetivo de este capítulo es dar a conocer un procedimiento de análisis confiable para este problema que afecta también los taludes mineros en Tajos Abiertos, Taludes carreteros, etc. Este problema de Caída de Rocas no ha sido implementado en el Perú de una forma más agresiva como lo es en otros países, aun cuando en nuestra Región Sierra se presenta de manera continua. En el Capitulo VI se presenta un caso real de Análisis de Estabilidad Sísmica acontecido en la República de El Salvador en unos taludes de la carretera CA-l en un sector denominado Las Curvas de la Leona como consecuencia de dos fuertes sismos ocurridos en Enero y Febrero del 2001, dichos eventos produjeron numerosos deslizamientos de rocas el país. La metodología descrita en los capítulos anteriores fue puesta en práctica para aplicar las medidas correctivas de estabilización en este caso real. Finalmente se presentan las principales conclusiones y recomendaciones, frutos del presente Trabajo de Tesis.