Clasificación y caracterización de suelos tropicales en un talud de la autopista Medellín –Bogotá en el tramo de vía entre Marinilla y Santuario.

Abstract

Este estudio se orientó a realizar una caracterización y clasificación de los suelos tropicales del km 41+500 y km 49+200 de la autopista Medellín – Bogotá del tramo de vía entre Marinilla y Santuario y evaluar el factor de seguridad y la probabilidad de falla para diferentes inclinaciones, con el fin de determinar el talud de corte más económico y seguro en la ejecución de este tramo de vía. La metodología desarrollada comprendió la toma de una muestra representativa de cada uno de los suelos residuales del km 41+500 y del km 49+200 de la autopista Medellín – Bogotá del tramo de vía entre Marinilla y Santuario las cuales fueron clasificadas bajo las teorías tradicionales y bajo las teorías para suelos tropicales, y se determinó la medida de sus propiedades índice, su resistencia mecánica, la succión, el colapso y la caracterización química y mineralógica de ambos materiales. Posteriormente, con los resultados de estos ensayos y para diferentes inclinaciones del talud de corte se evalúa el factor de seguridad a través del programa “Slide” y se estima la probabilidad de falla a través del método probabilístico “FOSM”. Los resultados de los análisis de esta tesis muestra indican que la clasificación MCT expedita da un valor agregado relacionado con la mineralogía que no tiene la clasificación USCS y la clasificación AASHTO, que las muestras analizadas son suelos residuales con potencial de colapso moderado, con una CICE baja, con valores altos del ángulo de fricción y de la cohesión, con presencia de macroporos y una disminución gradual de estos hasta llegar a microporos para la muestra del km 41+500 y un suelo con variación gradual de poros para la muestra del km 49+200 y se pudo determinar que el talud de corte más económico y seguro para ambos casos es el realizado con una inclinación de corte de 1.2:1 (H:V) con terrazas de 5 metros de ancho cada 10 metros de altura, para una humedad del 27% para el talud de corte del km 41+500 y del 27,5% para el talud de corte del km 49+200. Adicionalmente, se pudo observar que el tener Factores de Seguridad mayores de 1, no garantiza que la probabilidad de ruptura o de falla del talud sea menor del 2%, parámetro máximo aceptado para vías./Abstrac. This works deals to perform a characterization and classification of tropical soils from km 41+500 and km 49+200 of the highway Medellin - Bogota stretch of road between Marinilla and El Santuario and evaluate the safety factor and probability of failure for different inclinations, in order to determine the slope of a more economical and safe in the execution of this stretch of road. The methodology involved the collection of a representative sample of each of the residual soils of km 41+500 and km 49+200 of the highway Medellin - Bogota stretch of road between Marinilla and El Santuario which were classified under the traditional theories and under the theories for tropical soils, and determined the extent of index properties, mechanical strength, suction, collapse and chemical and mineralogical characterization of both materials. Subsequently, the results of these tests and for different inclinations of the cut slope assesses the safety factor through the "Slide" and the probability of failure estimated through a probabilistic approach “FOSM”. The test results indicate this thesis shows that the classification expedited MCT adds value related to the mineralogical classification is not USCS and AASHTO classification, samples are analyzed residual soils with moderate collapse potential, with an CICE low, with high values of friction angle and cohesion, with the presence of macropores and a gradual decline to reach these micropores for the sample from km 41+500 and a gradual change in soil pores to the sample of km 49+200 and it was determined that the slope of a more economical and safe for both cases is performed with a 1.2:1 cut slope (H: V) with terraces of 5 meters wide, each 10 meters high, for a humidity of 27% for the cut slope from km 41 +500 and 27.5% for the cut slope from km 49 +200. Additionally, it was observed that having a larger safety factor of 1 does not guarantee that the probability of rupture or failure of the slope is less than 2%, maximum accepted parameter for highway