Análisis tridimensional de estabilidad de taludes y comparación con el análisis bidimensional

Abstract

By carrying out this thesis work a method is developed for the three-dimensional analysis of slope stability based on pre-existing methods of two-dimensional analysis. The method is extended in such a way that it also allows evaluating the thrusts on retaining walls as a practical application and assessing the probability of slope failure. A simple and clear methodology is developed to evaluate the probability of a slope failure, depending on the geomechanical parameters of the soil and the design earthquake coefficient.

The method is used for different slopes, different stratigraphies and different directions of movement and the results are compared with two-dimensional analysis. The results indicate that the three-dimensional method developed is not strictly less conservative than the two-dimensional comparison method but responds to greater accuracy according to the different geometric and geological configurations of the slopes evaluated.

The most relevant conclusion is that the SF3D / SF2D ratio must not necessarily be greater than unity. This aspect is of vital importance, since engineering is constantly evolving and requires more and more precise methods for solving problems. The contribution to the discussion regarding the SF3D / SF2D relationship is considered to be clear and objective. Through a case of analysis, it was possible to demonstrate that this relationship can even be equal to 0.92 and that it depends largely on the slope geometry and especially on the geological conformation.

Mediante la realización de esta tesis se desarrolla un método para el análisis tridimensional de estabilidad de taludes con base en métodos preexistentes de análisis en dos dimensiones. El método se amplía de tal forma que también permite evaluar los empujes sobre muros de contención y evaluar la probabilidad de falla de los taludes. Se desarrolla una metodología simple y clara para evaluar la probabilidad de falla de un talud, en función de los parámetros geomecánicos del suelo y del coeficiente de sismo.

El método se emplea para distintos taludes, diferentes estratigrafías y diferentes direcciones de movimiento y se comparan los resultados con análisis bidimensional. Los resultados indican que el método tridimensional desarrollado no es estrictamente menos conservador que el método de comparación bidimensional, sino que responde a una mayor precisión conforme a las distintas configuraciones geométricas y geológicas de los taludes evaluados.

La conclusión de mayor relevancia es que la relación FS3D / FS2D no es invariablmente mayor a la unidad. Este aspecto es de vital importancia, pues la ingeniería evoluciona constantemente y requiere de métodos cada vez más precisos para la solución de los problemas. Se considera que el aporte a la discusión respecto a la relación FS3D / FS2D se da de manera clara y objetiva. Mediante un caso de análisis se pudo demostrar que esta relación puede llegar a ser incluso igual a 0.92 y que depende en gran medida de la geometría del talud y sobre todo de la conformación geológica.