CALCULO DE FACTOR DE SEGURIDAD EN TALUDES METODO HOEK Y BRAY (1977)

CONCEPTO DE SUPERFICIE DE FALLA El término superficie de falla se utiliza para referirse a una superficie asumida a lo largo de la cual puede ocurrir el deslizamiento o rotura del talud. Sin embargo, este deslizamiento o rotura no ocurre a lo largo de esas superficies si el talud es diseñado adecuadamente. Sin embargo, este deslizamiento o rotura no ocurre a lo largo de esas superficies si el talud es diseñado adecuadamente.

La primera de ellas fue desarrollada por Taylor en 1937 y 1948, las cuales son aplicables solamente para análisis de esfuerzos totales, debido a que no considera presiones de poro. Para taludes simples homogéneos se han desarrollado tablas que permiten un cálculo rápido del Factor de Seguridad.

FALLA CIRCULAR EN UN TALUD CUANDO LA FALLA OCURRE DE TAL MANERA QUE LA SUPERFICIE DE DESLIZAMIENTO INTERFECTA EL TALUD, EN UNA, O ARRIBA DE SU PIE ES LLAMADA FALLA DE TALUD. CUANDO LA FALLA OCURRE DE TAL MANERA QUE LA SUPERFICIE DE DESLIZAMIENTO PASA A ALGUNA DISTANCIA DEBAJO DEL PIE DEL TALUD, SE LLAMA FALLA DE BASE. EL CÍRCULO DE FALLA EN EL CASO DE UNA FALLA DE BASE SE LLAMA CÍRCULO DE MEDIO PUNTO.

ANALISIS DE FALLA CIRCULAR EN UN TALUD Este análisis se realiza en términos de esfuerzos totales y considera el caso de una arcilla totalmente saturada, que soporta esfuerzos bajo condiciones no drenadas. Por lo tanto, permite determinar el factor de seguridad de un talud inmediatamente después de su construcción o de la aplicación de nuevas cargas sobre él. En sección se asume que la superficie potencial de falla es un círculo, permitiendo así que se encuentre el factor de seguridad considerando únicamente el equilibrio de momentos.

Donde Fs es el factor de seguridad con respecto a la resistencia al corte. Haciendo suma de momentos alrededor de “O” se tiene: Si existe alguna fuerza adicional actuando sobre el talud, se debe tener en cuenta el momento correspondiente. Si consideramos una grieta de tensión en el extremo superior de la superficie de falla debe disminuirse la longitud La, y debe considerarse la fuerza hidrostática actuando normalmente a la grieta.

METODO DE HOEK Y BRAY Figura 4.6 Situaciones de la línea de saturación consideradas en los ábacos de (HOEK Y BRAY, 1977) Hoek y Bray presentaron una serie de gráficas para el análisis de estabilidad de fallas circulares, que permiten determinar rápidamente el factor de seguridad de un talud, o establecer la sensibilidad de este a los cambios en las condiciones del agua subterránea.

CONDICIONES EN DONDE APLICAR LAS TABLAS DE HOEK Y BRAY MATERIAL HOMOGENIO TENER EN CUENTA LA ECUACION: La falla ocurre sobre una superficie circular que pasa por el pie del talud. La geometría del talud es simple Se presenta una grieta de tensión vertical en la parte superior, o en la cara del talud. Cumple con las condiciones de drenaje Calcular el valor adimensional de la relación cuando el valor de  es mayor de 5°,

Ábacos para rotura circular. Caso 1. (Talud drenado)

Ábacos para rotura circular. Caso 2. (Talud drenado cerca al pie)

Ábacos para rotura circular. Caso 3. (Talud parcialmente drenado)

Ábacos para rotura circular. Caso 4. (Talud parcialmente saturado)

Ábacos para rotura circular. Caso 5. (Talud saturado)

Ejemplo aplicativo Se desea calcular el factor de seguridad de un talud de ceniza volcánica con las siguientes características. C´=2,50 Ton/m2  = 30° H = 6 m  1.45 Ton/m2  = 60° Las condiciones del talu: talud de material homogéneo, con condiciones de parcialidad en el drenaje

Localización de la superficie de falla crítica y de la grieta de tensión crítica para taludes drenados.