Estudio del efecto del confinamiento lateral en la estabilidad de taludes
Cargando...
Autores
Director
Tipo de contenido
Editor
Document language:
Español
Fecha
Título de la revista
ISSN de la revista
Título del volumen
Documentos PDF
Resumen
El análisis de estabilidad de taludes ha evolucionado desde métodos de equilibrio límite (LEM) hacia técnicas numéricas avanzadas, como el método de los elementos finitos (FEM). No obstante, por simplicidad, estos análisis se realizan comúnmente en dos dimensiones, lo que implica omitir el efecto del confinamiento lateral. Este trabajo evalúa la sensibilidad del factor de seguridad (FS) ante variaciones en el confinamiento lateral mediante modelación tridimensional con FEM, empleando el método de reducción de la resistencia (SRM). La metodología comprende tres fases: (i) análisis paramétrico sobre un modelo conceptual para evaluar el FS bajo distintas condiciones de confinamiento lateral representadas por coeficientes de empuje de tierras; (ii) retroanálisis de un deslizamiento real por variación de parámetros geotécnicos en modelos 2D y 3D; (iii) retroanálisis del mismo caso por variación del confinamiento lateral en el modelo 3D.
Los resultados muestran que el FS es sensible al confinamiento lateral, pues varía de manera no lineal cuando cambian los coeficientes de presión de tierra desde Ka hasta Kp.
Se encontró que el confinamiento puede variar la forma de la superficie de falla, pues bajo confinamiento insuficiente o excesivo, el mecanismo dominante deja de ser rotacional frontal y pasa a estar controlado por desequilibrios laterales. En el caso real analizado, los modelos 3D produjeron FS un 44% superior al 2D con los mismos parámetros, requiriéndose reducciones de c' y ∅’ para reproducir la falla. Adicionalmente, al aplicar la condición de empuje activo (Ka) como confinamiento lateral en el modelo 3D, se obtuvo un FS próximo a la unidad. En esta condición, el mecanismo de falla se desarrolló en los flancos del talud, siendo consistente con las observaciones de campo, donde el deslizamiento se originó en las zonas laterales del talud de estudio. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
Slope stability analysis has evolved from limit equilibrium methods (LEM) toward advanced numerical techniques such as the finite element method (FEM). However, for simplicity, these analyses are commonly performed in two dimensions, which implies neglecting the effect of lateral confinement. This study evaluates the sensitivity of the factor of safety (FS) to variations in lateral confinement through three-dimensional FEM modeling, using the strength reduction method (SRM). The methodology comprises three phases: (i) a parametric analysis on a conceptual model to assess the FS under different lateral confinement conditions represented by earth pressure coefficients; (ii) a back-analysis of a real landslide by variation of geotechnical parameters in 2D and 3D models; (iii) a back-analysis of the same case by variation of lateral confinement in the 3D model. Results show that the FS is sensitive to lateral confinement, varying nonlinearly as earth pressure coefficients change from Kₐ to Kₚ. It was found that confinement can modify the failure surface geometry, since under insufficient or excessive confinement, the dominant mechanism shifts from frontal rotational failure to laterally controlled instability. In the analyzed real case, 3D models produce FS values 44% higher than 2D models with the same parameters, requiring reductions of c' and ∅′ to reproduce failure. Additionally, by applying the active earth pressure condition (Kₐ) as lateral confinement in the 3D model, a near-unity FS was obtained. Under this condition, the failure mechanism developed along the slope flanks, which is consistent with field observations where the landslide originated in the lateral zones of the study slope.
Descripción
ilustraciones a color, diagramas, fotografías