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UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TEMA: INESTABILIDADES POR DEGRADACIÓN SUPERFICIAL DE TALUDES EN SUELOS. ALUMNA : AMPARO GIOVANNA QUISPE FIGUEROA CODIGO: 011100409-F DOCENTE: YIMMI CHIPANA MOLINA.
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Inestabilidad con taludes y mejoramiento con anclajes

Dec 25, 2015

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INTRODUCCION

Los problemas de estabilidad de taludes, tanto naturales como los construidos por el hombre, han sido objeto de análisis en distintos ámbitos de la actividad humana y en especial en el de la ingeniería civil.
En nuestros días el gran volumen de construcción lineal (carreteras, autopistas, ferrocarriles, etc.) hace necesario alterar constantemente la superficie natural del terreno, siendo unidades de obra muy comunes la excavación de desmontes así como la construcción de terraplenes, dando lugar a superficies creadas de forma artificial.
En el diseño de taludes la mayoría de los esfuerzos se centran en el análisis de su estabilidad, tanto a corto como a largo plazo. Dicha estabilidad ha de contemplarse desde varios puntos de vista como son posibles roturas globales en las que se vea involucrado todo el talud, posibles roturas profundas a través del talud, posibles deslizamientos superficiales, etc.
En esta investigación se busca emplear un sistema innovador de estabilización de suelos, que sea aplicable en la ciudad del Cusco.













1.- MARCO TEORICO
En el diseño de taludes la mayoría de los esfuerzos se centran en el análisis de su estabilidad, tanto a corto como a largo plazo. Dicha estabilidad ha de contemplarse desde varios puntos de vista como son posibles roturas globales en las que se vea involucrado todo el talud, posibles roturas profundas a través del talud, posibles deslizamientos superficiales, etc.
Los movimientos que tienen o pueden tener lugar en los taludes se corresponden con procesos puramente gravitatorios en los que intervienen, de un lado las fuerzas resistentes del terreno, y de otro las fuerzas desestabilizadoras. Como consecuencia del esquema de fuerzas que se dé en una determinada situación, puede ocurrir que se produzca el deslizamiento de una cierta masa del terreno que constituye el talud.
La razón de dicha zona superficial de menor resistencia puede ser diversa:
Deficiente compactación del extremo lateral en terraplenes.
Degradación superficial, tanto en terraplenes como en desmontes, por los agentes atmosféricos (humedad, temperatura, etc).
Erosión superficial por el agua.
Infiltración del agua de lluvia, cuyo efecto es más intenso y requiere menos tiempo en la zona superficial.
Afloramiento de filtraciones de agua al paramento del talud.
En cualquier caso, el resultado es la presencia de una zona superficial en el talud con menor resistencia que el resto del suelo, y que puede originar la aparición de inestabilidades en las que se van involucradas un espesor de suelo de entre uno y tres metros, produciendo un deslizamiento superficial de tales dimensiones. En la Figura 1.1 se presentan dos modos posibles de rotura superficial.
La situación descrita con una zona relativamente superficial inestable hace que en general, salvo taludes de altura muy reducida, el talud se pueda considerar como indefinido, precisamente por la relación que existe entre el espesor de la zona inestable y la altura del talud (ver Figura 1.1). Esta consideración es de gran importancia a la hora de realizar los estudios correspondientes a este tipo de inestabilidades.
Con objeto de evitar estos deslizamientos existen distintos métodos de corrección. Todos ellos se aplican en el paramento del talud y se caracterizan por su acción sobre las capas más superficiales.
En general, con el empleo de los distintos sistemas de corrección se trata de aumentar la seguridad frente a pequeños deslizamientos, mediante protección de la superficie contra fenómenos de erosión y meteorización, o bien reforzando de forma activa dicha zona del talud.

2.- ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD DE TALUDES QUE PRESENTAN UNA CAPA SUPERFICIAL DE SUELO DÉBIL

En el análisis de la estabilidad de taludes se puede distinguir de forma genérica entre análisis basados en el método de equilibrio límite, y análisis numéricos basados en el método de los elementos finitos (o diferencias finitas). De estos do
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Page 1: Inestabilidad con taludes y mejoramiento con anclajes

UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TEMA: INESTABILIDADES POR DEGRADACIÓN SUPERFICIAL DE TALUDES EN SUELOS.

ALUMNA : AMPARO GIOVANNA QUISPE FIGUEROA

CODIGO: 011100409-F

DOCENTE: YIMMI CHIPANA MOLINA.

2014-II

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INDICE GENERAL

INTRODUCCION.............................................................................................................................. 3

1.- MARCO TEORICO.......................................................................................................................... 4

.............................................................................................................................................................. 5

2.- ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD DE TALUDES QUE PRESENTAN UNA CAPA SUPERFICIAL DE SUELO DÉBIL.............................................................................................................................5

2.1 Método de equilibrio limite........................................................................................................6

2.2 Método del talud indefinido.......................................................................................................6

- Sistemas de protección. Vegetación........................................................................................7

4.- ENSAYOS DE LABORATORIO DE TRACCIÓN CONFINADA SOBRE LA MALLA TECCO G65................................................................................................................................................. 13

5. APLICACIÓN DE LA TECNOLOGIA EN EL TALUD UBICADO EN LA QUEBRADA DE SAPHI - CHACATAYOC............................................................................................................................18

CONCLUSIONES........................................................................................................................... 21

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INTRODUCCION

Los problemas de estabilidad de taludes, tanto naturales como los construidos por el hombre, han sido objeto de análisis en distintos ámbitos de la actividad humana y en especial en el de la ingeniería civil.

En nuestros días el gran volumen de construcción lineal (carreteras, autopistas, ferrocarriles, etc.) hace necesario alterar constantemente la superficie natural del terreno, siendo unidades de obra muy comunes la excavación de desmontes así como la construcción de terraplenes, dando lugar a superficies creadas de forma artificial.

En el diseño de taludes la mayoría de los esfuerzos se centran en el análisis de su estabilidad, tanto a corto como a largo plazo. Dicha estabilidad ha de contemplarse desde varios puntos de vista como son posibles roturas globales en las que se vea involucrado todo el talud, posibles roturas profundas a través del talud, posibles deslizamientos superficiales, etc.

En esta investigación se busca emplear un sistema innovador de estabilización de suelos, que sea aplicable en la ciudad del Cusco.

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1.- MARCO TEORICO

En el diseño de taludes la mayoría de los esfuerzos se centran en el análisis de su estabilidad, tanto a corto como a largo plazo. Dicha estabilidad ha de contemplarse desde varios puntos de vista como son posibles roturas globales en las que se vea involucrado todo el talud, posibles roturas profundas a través del talud, posibles deslizamientos superficiales, etc.

Los movimientos que tienen o pueden tener lugar en los taludes se corresponden con procesos puramente gravitatorios en los que intervienen, de un lado las fuerzas resistentes del terreno, y de otro las fuerzas desestabilizadoras. Como consecuencia del esquema de fuerzas que se dé en una determinada situación, puede ocurrir que se produzca el deslizamiento de una cierta masa del terreno que constituye el talud.

La razón de dicha zona superficial de menor resistencia puede ser diversa:

Deficiente compactación del extremo lateral en terraplenes.

Degradación superficial, tanto en terraplenes como en desmontes, por los agentes atmosféricos (humedad, temperatura, etc).

Erosión superficial por el agua.

Infiltración del agua de lluvia, cuyo efecto es más intenso y requiere menos tiempo en la zona superficial.

Afloramiento de filtraciones de agua al paramento del talud.

En cualquier caso, el resultado es la presencia de una zona superficial en el talud con menor resistencia que el resto del suelo, y que puede originar la aparición de inestabilidades en las que se van involucradas un espesor de suelo de entre uno y tres metros, produciendo un deslizamiento superficial de tales dimensiones. En la Figura 1.1 se presentan dos modos posibles de rotura superficial.

La situación descrita con una zona relativamente superficial inestable hace que en general, salvo taludes de altura muy reducida, el talud se pueda considerar como indefinido, precisamente por la relación que existe entre el espesor de la zona inestable y la altura del talud (ver Figura 1.1). Esta consideración es de gran importancia a la hora de realizar los estudios correspondientes a este tipo de inestabilidades.

Con objeto de evitar estos deslizamientos existen distintos métodos de corrección. Todos ellos se aplican en el paramento del talud y se caracterizan por su acción sobre las capas más superficiales.

En general, con el empleo de los distintos sistemas de corrección se trata de aumentar la seguridad frente a pequeños deslizamientos, mediante protección de la superficie contra fenómenos de erosión y meteorización, o bien reforzando de forma activa dicha zona del talud.

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Figura 1.1 Inestabilidades superficiales en taludes (Barker, 1986)

2.- ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD DE TALUDES QUE PRESENTAN UNA CAPA SUPERFICIAL DE SUELO DÉBIL

En el análisis de la estabilidad de taludes se puede distinguir de forma genérica entre análisis basados en el método de equilibrio límite, y análisis numéricos basados en el método de los elementos finitos (o diferencias finitas). De estos dos tipos de análisis, el primero es el que de forma general se ha venido empleando en el análisis de inestabilidades superficiales, no siendo usual encontrar en la literatura la aplicación de métodos numéricos en este tipo de inestabilidad.

Sobre el análisis de equilibrio límite existen distintos métodos que se han venido empleando desde muy antiguo en los estudios de la estabilidad de taludes, no sólo en lo que se refiere a roturas superficiales, sino también para el caso de roturas profundas. Sin embargo, el desarrollo en los últimos años de los ordenadores ha convertido en habitual el empleo de programas basados en el método de elementos finitos o diferencias finitas para este estudio.

La principal diferencia entre los métodos de equilibrio límite y los elementos finitos se centra en el comportamiento que se supone del suelo, y por tanto en los resultados que pueden obtenerse mediante el empleo de cada uno de ellos.

En los métodos basados en equilibrio límite, el suelo se supone con un comportamiento rígido-plástico, de forma que la única información que se obtiene del análisis se refiere a la rotura, y en ningún caso a las deformaciones o tensiones que se producen en el talud hasta llegar a dicha situación. De este modo, los métodos basados en equilibrio límite analizan el talud suponiendo una determinada situación de rotura. Por tanto, se trata de un método a aplicar para conocer factores de seguridad frente a rotura pero en ningún caso para analizar situaciones en servicio.

En cambio, los métodos basados en elementos finitos consideran el terreno con un comportamiento elasto-plástico, mediante el cual se definen las relaciones tensodeformacionales que rigen el comportamiento hasta llegar a rotura, y realizan el análisis de forma que en todo momento anterior a la rotura se conocen la distribución de tensiones y de deformaciones en el talud.

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Figura 1.2 Geometría de rebanadas en el análisis de estabilidad superficial de un talud

2.1 Método de equilibrio limite

La estabilidad de taludes y desmontes se analiza frecuentemente mediante el empleo de métodos de equilibrio límite. Los primeros desarrollos de estos métodos se realizaron para el caso de análisis en dos dimensiones, asumiendo la condición de deformación plana, y obteniéndose el coeficiente de seguridad global. Para ello se considera la superficie de deslizamiento dividida en una serie de fajas o rebanadas, las cuales se encuentran interaccionando unas con otras. Dentro de estos métodos se pueden citar los de Bishop (1955), Fellenius (1936), Janbu (1957), Morgenstern y Price (1965), Spencer (1967), etc. Dada la magnitud que supondría un recorrido por todos ellos, no se van a abordar uno a uno, en cualquier caso en la literatura existen muchas referencias con relación a todos ellos. Por supuesto los métodos de fajas se pueden aplicar al caso de inestabilidades superficiales en las cuales la forma de rotura es más cercana a una superficie plana que a un círculo de deslizamiento, sin más que adoptar la forma necesaria para cada una de las rebanadas. En la Figura 1.2 se presenta un ejemplo de lo que sería una discretización para un análisis de este tipo.

2.2 Método del talud indefinido

El análisis de estabilidad de un talud infinito por el método de equilibrio límite se encuentra desarrollado en prácticamente toda la literatura existente sobre estabilidad de taludes.

La condición de talud infinito hace que el estudio de la estabilidad pueda realizarse con independencia de la altura del talud. El análisis se realiza en dos dimensiones y consiste en plantear el equilibrio de fuerzas en un elemento como el presentado en la Figura 1.3 (Lambe y Whitman, 1972). Dicho elemento se encuentra delimitado por dos planos verticales situados a una cierta distancia el uno respecto del otro de valor a.

La condición de talud infinito impone que las tensiones sobre cualquier cara vertical del elemento sean independientes de su posición a lo largo del talud, lo que implica que los esfuerzos sobre las caras laterales AD y BC sean iguales y contrarios por lo que pueden no considerarse en el equilibrio de fuerzas del elemento. Del equilibrio de momentos se deduce por otra parte, que dichas fuerzas sobre las caras laterales deben ser paralelas al talud.

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Figura 1.3 Análisis de un talud infinito (Lambe y Whitman, 1972)

2.3 APLICACIÓN A LAS INESTABILIDADES SUPERFICIALES

El método descrito de reducción de la resistencia del terreno para obtención del valor del coeficiente de seguridad se puede emplear en el caso de inestabilidades superficiales de taludes en suelo. Para ello bastaría con considerar una zona superficial del talud con ciertos parámetros resistentes, y para el resto del talud emplear valores muy superiores.

Con ello, al reducir los parámetros resistentes, la zona superficial del talud se ve muy afectada, mientras que dados los valores tan elevados en el resto del talud, esta zona se encontrará aún muy lejos de rotura. Así se consigue una forma de rotura superficial.

2.4 SISTEMAS DE PROTECCIÓN Y REFUERZO FRENTE A INESTABILIDADES SUPERFICIALES DE TALUDES EN SUELOS

Los métodos empleados para la corrección de posibles inestabilidades de taludes en suelos se pueden agrupar de forma genérica en dos, por un lado los métodos de protección, y por otro los de estabilización o refuerzo.

La principal diferencia entre ambos se centra en que los primeros tratan de evitar que se desarrollen posibles fenómenos de alteración de la zona superficial del talud, lo que puede dar lugar a inestabilidades; mientras que los métodos de refuerzo y estabilización se caracterizan por actuar de forma activa en el caso de que se produzcan dichos fenómenos.

- Sistemas de protección. Vegetación

El empleo de la vegetación con fines de protección superficial de taludes en suelos es conocido desde antiguo. La cubierta vegetal en un talud constituye un factor importante cara a su estabilidad, produciendo indudables efectos beneficiosos sobre todo en lo que se refiere a la protección de la superficie.

El movimiento de tierras que se produce en la construcción de desmontes y terraplenes, inevitablemente hace que se elimine la cubierta vegetal de forma que la superficie del talud queda expuesta a los agentes de meteorización lo que hace que se desarrollen zonas superficiales en las

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que la estabilidad se ve afectada. Jover et al. (1989) analizan esta problemática en taludes de infraestructuras viarias, y describen distintas técnicas de revegetación dependiendo del tipo de obra, además de justificar su empleo.

El beneficio que produce la presencia de vegetación, hierba, arbustos y árboles, se atribuye a una serie de efectos relacionados con la mejor de las condiciones de la zona superficial del talud y que se presentan a continuación.

Atenuación del efecto del viento

. La presencia de la vegetación hace que el viento incida de forma más atenuada en el terreno que constituye la zona superficial del talud, evitando o reduciendo el efecto de posibles erosiones.

Efecto hidrológico.

La absorción de agua por las raíces de las plantas produce un efecto de drenaje de las capas superficiales del terreno. En este sentido, existen estudios de diversos autores sobre la influencia de la siembra en el contenido de agua en un suelo.

Felt (1953) analizó la disminución del contenido de humedad en suelos arcillosos debido a la acción de las plantas. Para ello analizó los perfiles de humedad con la profundidad del suelo, para tres tipos distintos de plantaciones. En la Figura 1.4 se presentan los resultados obtenidos por dicho autor.

Gray (1978) estudió el efecto de la cubierta de árboles en la humedad del suelo. En su estudio se analiza el efecto del clima en la humedad del suelo para el caso de suelo con o sin cubierta vegetal. Como resultado se pone de manifiesto el hecho de que la presencia de una cubierta vegetal tiene poco efecto sobre la humedad del suelo cuando la precipitación sobrepasa un cierto valor, y sólo por debajo de él se muestra una clara diferencia en la humedad del suelo según tenga o no cubierta vegetal. En la Figura 1.5 se muestra la gráfica que recoge los resultados obtenidos por el autor.

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Disminución del contenido de humedad debido a la acción de las plantas en suelos arcillosos

Figura 1.5 Succión del suelo en función de la precipitación (Gray, 1978)

Susceptibilidad del suelo a ser erosionado. Evidentemente, ante la actuación de los mismos agentes erosivos no todo los suelos se ven alterados en la misma manera, por tanto, interesa conocer la susceptibilidad del suelo a sufrir erosión. Con respecto a este tema, existen estudios en la literatura que tratan de caracterizar los suelos según su susceptibilidad a ser erosionados como consecuencia del efecto de la lluvia y las corrientes de agua, y sufrir por tanto fenómenos de separación y transporte de sus partículas.

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Figura 1.5 Esquema de funcionamiento de las mallas (Torres, J.A., 1997)

- Sistemas de estabilización o refuerzo

Los sistemas descritos en los dos apartados anteriores cumplen con la misión de protección de la superficie del terreno frente a erosión, y en el caso de la vegetación introducen una cierta componente de refuerzo en el terreno.

Hace unos años se ha comenzado a emplear sistemas cuya misión es la estabilización y refuerzo superficial del talud, es decir, no se trata de elementos con misión principal de protección, sino que se trata de ejercer un efecto estabilizador en la zona superficial del talud.

Se trata de elementos flexibles (por ejemplo mallas) anclados al talud y que son capaces de soportar tensiones elevadas. La misión de estos elementos es la de contención del terreno de la superficie sometida a erosión, filtración, etc., produciendo una mejora con respecto a posibles inestabilidades superficiales en el talud. La forma de trabajo de estos sistemas se basa en el efecto que producen sobre el talud que consiste básicamente en la transmisión de una presión sobre su paramento (ver Figura 1.5). En algunos casos la forma de funcionamiento de estos sistemas es activa, es

decir, los anclajes empleados se pretensan de forma que desde un principio la zona superficial del talud se encuentra comprimida debido al efecto de la malla y anclajes.

Como elemento flexible de sostenimiento se pueden emplear mallas de alta resistencia, muy superior a la de las geomallas o geosintéticos descritos anteriormente como sistemas de protección de las semillas de vegetación, y por tanto capaces de cumplir su función de estabilización.

Este tipo de sistemas ha sido muy empleado en taludes en roca, pero no tanto en el caso de taludes en suelos. En este último caso se puede citar como experiencia reciente el empleo para la estabilización de una ladera que presentaba un espesor de coluvión de hasta 10 m. en la autovía del Noroeste, en el tramo Villafranca del Bierzo-Ambasmestas (Torres, J.A. y Prieto, J., 2001)

Como ocurre en la mayoría de los sistemas de refuerzo la práctica va por delante del desarrollo teórico, es por ello que parte de esta Tesis se dedica al análisis de estos sistemas desde un punto de vista teórico, en relación a su forma de comportamiento y efectos que produce en los taludes.

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Figura 1.8 Esquema de la malla de alambres.

2.5 DESCRIPCIÓN DE LA MALLA

El esquema de las mallas de refuerzo que se van a estudiar se presenta en la Figura 3.2. Se trata de mallas de alambre de acero de simple torsión, definidas geométricamente por las magnitudes de las dos diagonales de los rombos que forman (b y h), el radio de curvatura (r), y el diámetro (d) de los alambres que las constituyen. En la Figura se presenta una foto de una malla de ese tipo, colocada sobre un bastidor.

En función de la relación entre las magnitudes de las diagonales mayor y menor de los rombos (h/b), las mallas presentarán un comportamiento más o menos anisótropo, con distintas propiedades (rigidez en su plano) en cada una de las dos direcciones, constituyendo el caso concreto h=b un sistema de comportamiento isótropo.

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Figura 1.9 Caracterización de la malla de refuerzo

Un análisis más preciso consiste en el cálculo mediante el empleo de programas de elementos finitos del alambre con su verdadera geometría curva. De este análisis se puede obtener la relación entre la fuerza aplicada en cada momento y el desplazamiento alcanzado, para cada una de las direcciones OX y OY.

3.- COMPORTAMIENTO TENSIÓN – DEFORMACIÓN DE UNA MALLA DE ALAMBRES DE ACERO EN SU PLANO. ANISOTROPÍA

Los modos de deformación elementales más representativos de la malla son los de tracción confinada, es decir, aplicación de un esfuerzo de tracción en una dirección perpendicular a ella. En cambio, el comportamiento en tracción simple (con tensión nula en la dirección perpendicular) presenta menos interés y su reproducción no es tan necesaria.

Por ello, se estudia a continuación con detalle el mecanismo de deformación de la malla en tracción confinada, en cualquiera de las dos direcciones.

Para la caracterización mecánica de este tipo de mallas en su plano, se han considerado dos direcciones principales: el eje OY correspondiente a la de las diagonales mayores de los rombos que define la malla, y el eje OX correspondiente a las diagonales menores, y se han empleado los esquemas de ensayo que se presentan en la Figura 1.9.

La función del refuerzo es básicamente transmitir una presión al talud en su superficie con el objetivo de aumentar su coeficiente de seguridad frente a inestabilidades superficiales. En el caso de sistemas activos esta presión existe desde un primer momento ya que durante la ejecución del

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Figura 2.1Resultados de los ensayos de laboratorio de tracción directa sobre la malla TECCO G-65 según dirección OX y OY (Castro, 2000)

refuerzo los anclajes se pretensan, lo que hace que la malla transmita una presión a la superficie del talud incluso antes de comenzar a degradarse el terreno. En el caso de sistemas pasivos dicha presión aparece cuando comienzan a desarrollarse inestabilidades superficiales.

4.- ENSAYOS DE LABORATORIO DE TRACCIÓN CONFINADA SOBRE LA MALLA TECCO G65

La malla de alambres de acero simple torsión TECCO-G65 está constituida por alambres de 3 mm. de diámetro, siendo las dimensiones de las diagonales de los rombos que forma de 143 y 83 mm. El radio de curvatura aproximado de los alambres que constituyen la malla es de 10 mm., y el módulo de elasticidad del acero que constituye los alambres de 2⋅105 N/mm2.

Los ensayos de laboratorio que se describen a continuación han sido realizados por el Área de Ingeniería de la Construcción y el Laboratorio de Estructuras de la E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos de Santander, junto con la empresa Geobrugg Ibérica S.A.

- Entre los ensayos realizados, se encuentran ensayos de tracción confinada, los cuales permiten determinar la rigidez de la malla en cada una de sus direcciones principales.

En dichos ensayos, además de medirse las relaciones tensión-deformación en la dirección de ensayo, se midieron también las tensiones que aparecen como reacción en los lados confinados (en los que está impedido en movimiento). Por tanto, los resultados han permitido conocer los valores de los módulos de rigidez confinados, y las relaciones entre la tensión aplicada en la dirección ensayada y la tensión que se produce en la otra dirección. En la Figura 2.1 y Figura 2.2 se presentan los resultados de dichos ensayos de tracción directa sobre la malla TECCO G-65 (Castro, 2000)

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Tabla 1. Rigidez de la malla TECCO G-65

- En la Tabla 1 se observa como el hecho de considerar la geometría curva del alambre, acercándose más a lo que es la realidad de su comportamiento, da lugar a valores inferiores de la rigidez de la malla. Así todo, la rigidez real de la malla es aún menor, debido a la plastificación que se produce del el material. Se observa también que la relación E*

yc/E*xc, que en definitiva

marca la relación de anisotropía de la malla, permanece prácticamente constante para todos los casos, y pone de manifiesto que la malla en estudio presenta una rigidez un orden de magnitud superior en la dirección OY que en la OX. La extensión de los cálculos al dominio plástico es problemática, pues al tratarse de un único alambre, se produce inestabilidad al alcanzarse la tensión

de fluencia en una sección. Sólo una reproducción muy detallada del comportamiento del acero (con rigidización por deformación) permitiría afinar el análisis. Esto se sale de los objetivos perseguidos por el cálculo.

- Esta comprobación hace que los valores obtenidos en los ensayos de laboratorio cumplan las condiciones necesarias para que sea posible considerar la malla como un material continuo anisótropo, a pesar de tratarse de un sistema discontinuo; quedando definido el comportamiento como material continuo anisótropo mediante los valores de los parámetros obtenidos (E *, E*

y, μxy, G*xy).

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Tabla 2. Valores de los coeficientes de Poisson para la malla de refuerzo considerada como elemento continuo

Figura 2.2 Modulos tangentes Figura 2.2 Modulos secantes

En las Figura 2.2 y Figura 2.3 se presentan dichos gráficos para distintos valores del módulo de rigidez transversal (G*

xy), y para los casos de módulo tangente y secante respectivamente, ambos correspondientes a cargas en servicio. En estos gráficos se observa, que la dirección en la cual la rigidez es mayor corresponde a 65º con respecto a la dirección de las diagonales menores de los rombos, dirección que prácticamente coincide con la de los alambres en la malla.

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- Ensayo de carga distribuida

En estos ensayos (Castro, 2000) se dispone la malla en un marco rectangular formado por perfiles metálicos suficientemente rígidos. Las condiciones de contorno que se establecen consisten en fijar los dos lados perpendiculares a la dirección principal de la malla (la de mayor rigidez), y disponer los otros dos lados de forma que tengan movimiento únicamente en un plano vertical . De esta forma, si se consideran las direcciones OY y OX, de forma que ambas definen el plano horizontal en el que se encuentra la malla antes de comenzar el ensayo (Figura 2.3), siendo OY la dirección correspondiente a la de su mayor rigidez, al aplicar una carga vertical la malla adquiere cierta deformación según la dirección OY, siendo nula la deformación según la dirección OX. Con la disposición descrita se trata de que la malla tenga en el ensayo unas condiciones de contorno que se correspondan de forma aproximada con las que va a tener en el talud, en el caso de colocación con cables rígidos horizontales.

Figura 2.3

Condiciones de contorno y puntos de medida en el ensayo de carga distribuida sobre la malla TECCO G-65

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Tabla 3. Resultados de los ensayos de laboratorio de carga distribuida sobre la malla.

Formas de colocación del refuerzo

Existen tres formas de colocar el refuerzo:

- Colocación de la malla sobre la superficie del talud de forma que la dirección de las diagonales mayores de los rombos (dirección OY) se corresponda con las líneas de máxima pendiente del talud. Disposición de unos cables horizontales muy rígidos con una separación del orden de uno a cuatro metros. Finalmente colocación y tensado de los anclajes dispuestos a lo largo de los cables horizontales.

Colocación de la malla sobre la superficie del talud de forma que la dirección de las diagonales mayores de los rombos (dirección OY) se corresponda con las líneas de máxima pendiente del talud. Disposición de cables según la dirección horizontal y en la dirección de máxima pendiente del talud, ambos muy rígidos con una separación de uno a cuatro metros, formando una cuadrícula. A continuación colocación de los anclajes en los puntos de intersección de la cuadrícula que constituyen los cables horizontales junto con los perpendiculares a ellos.

Colocación de la malla sobre la superficie del talud de forma que las diagonales mayores de los rombos (dirección OY) se correspondan con las líneas de máxima pendiente del talud. A continuación disposición de los anclajes al tresbolillo y sin cables. Finalmente tensado de los anclajes. Como resultado de este sistema de colocación se obtiene una especie de cráteres dirigidos hacia cada uno de los anclajes.

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5. APLICACIÓN DE LA TECNOLOGIA EN EL TALUD UBICADO EN LA QUEBRADA DE SAPHI - CHACATAYOC

UBICACIÓN: Quebrada de Saphi - Chacatayoc

Departamento: Cusco

Provincia: Cusco

Distrito: Cusco

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CARACTERISTICAS DEL TALUD:

Longitud: Tiene una longitud de 3000ml. Altura: la mas alta 50ml.

DESCRIPCION:

Está ubicado en la Quebrada de Saphi- Chacatayoc de unos 2500 ml, según el plano de zonas de riesgo ya que a los pies de este talud se encuentra una canaleta que recolecta las aguas pluviales de toda la zona de la quebrada, así mismo parte de la zona de Tica Tica. Llevándolas a un afluente del rio Saphi. Como se observa en la imagen la canaleta es obra resiente de la Municipalidad del Cusco que consiste en la construcción de canaleta ya que antes de la existente obra las aguas pluviales recolectadas seguían el cauce de un pequeño riachuelo haciendo que la base del talud vaya erosionando y causando deslizamiento de talud.

ANALISIS DE LA CONDICION ACTUAL:

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El problema que ahora se presenta es sobre el deslizamiento de talud que se puede presentar por la acumulación de aguas pluviales en la zona y así el suelo suelto llene los canales y se produzca embalsamiento haciendo que se produzca una catástrofe ya que existen viviendas colindantes al talud.

Para solucionarte el problema ya antes mencionado se propone la aplicación de la tecnología.

Existen distintos sistemas para emplear con el fin de mejorar la estabilidad superficial de taludes en suelos. Se distinguió entre sistemas de protección, como puede ser la vegetación; y sistemas de estabilización, los cuales participan de forma activa en el refuerzo, por ejemplo, elementos flexibles anclados al talud como pueden ser los geotextiles, geomallas, geosintéticos, redes de cables de acero, etc.

Un sistema que se ha comenzado a emplear recientemente con este objetivo son las mallas de alambre de acero de simple torsión y de alto límite elástico, las cuales se disponen sobre el paramento del talud, ancladas al terreno. Este tipo de mallas son la que se consideran en la presente propuesta de solución.

DESARROLLO:

Analizando las alternativas de solución la aplicación del refuerzo de la malla es la más óptima ya que un muro de contención seria de un elevado costo por la magnitud del talud.

Se propone usar el segundo método de aplicación del refuerzo que consiste en la colocación de la malla sobre la superficie del talud de forma que la dirección de las diagonales mayores de los rombos (dirección OY) se corresponda con las líneas de máxima pendiente del talud. Disposición de unos cables horizontales muy rígidos con una separación del orden de uno a cuatro metros. Finalmente colocación y tensado de los anclajes dispuestos a lo largo de los cables horizontales.

Para un mejor comportamiento de la malla se propone usar vegetación ya que esto nos ayuda a discurrir las aguas pluviales rápidamente y disminuye la humedad que produce erosiones del talud.

CONCLUSIONES

Esta nueva tecnologia se podria aplicar en la Ciudad del Cusco por ser economico y tiene un proceso de construccion mas corta ya que las zonas alejadas de la cidad estan en constante peligro por los grandes taludes que existen la ciudad.

Con este análisis se ha tratado de conocer el efecto de la malla de refuerzo sobre el talud, sustituyéndola por la acción que principalmente le transmite, que se puede considerar como una presión sobre su paramento.

Del análisis realizado se concluye la mejora con respecto a la estabilidad, que supone la acción de una presión actuando sobre el paramento del talud, obteniéndose mayores coeficientes de seguridad al aumentar dicha presión.

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Del análisis realizado se concluye la mejora con respecto a la estabilidad, que supone la acción de una presión actuando sobre el paramento del talud, obteniéndose mayores coeficientes de seguridad al aumentar dicha presión.