Estudio comparativo del comportamiento mecánico, entre los sistemas de apoyo individual y tipo pantalla, para el reforzamiento de un talud con anclajes

Abstract

La estabilización de taludes con el uso de anclajes activos, es una práctica que se ha implementado durante los últimos años en la ingeniería colombiana, y los criterios de diseño varían según los conceptos propios de cada ingeniero. La implementación y el buen diseño de los sistemas de reforzamiento, requieren un conocimiento previo sobre las condiciones del suelo. En un proyecto de estabilidad de taludes, cuando se evalúa el tipo de superficie de apoyo a emplear, normalmente se piensa en dos opciones: tipo continua y tipo individual. La superficie tipo continua permite la unión estructural entre todas las cabezas de los anclajes, y se asume que el sistema trabaja de forma monolítica; en tanto al tipo individual emplea bloques de concreto aislados, y no se garantiza la unión estructural entre las cabezas de anclajes. Los criterios de diseño para determinar el tipo de superficie adecuada aún no están bien definidos, y en muchos casos los diseñadores toman decisiones basadas en aspectos económicos. Este documento presenta una revisión del desempeño en campo y el comportamiento numérico de las diferentes superficies de apoyo. Para evaluar el desempeño se realizaron visitas a varios proyectos de estabilidad de taludes, donde se implementaron anclajes activos como sistema de refuerzo, y se observó cómo ha sido el comportamiento a lo largo del tiempo de los diferentes tipos de superficie de apoyo; En el análisis numérico se planteó un perfil de suelo posible en la región, donde se calibro el modelo Hardening Soil para representar el estrato de suelo superficial. Esta calibración se llevó a cabo simulando el comportamiento del suelo durante un ensayo triaxial, empleando el programa de elementos finitos Plaxis. Finalmente, basado en este perfil caracterizado, se planteó una variación de la geometría del talud, y con ello se implementó el análisis paramétrico.

Abstract: The stabilization of slopes with the use of active anchors, is a practice that has been implemented in recent years in Colombian engineering, and the design criteria vary according to the concepts of each engineer. The implementation and good design of the reinforcement systems require prior knowledge about the soil conditions (Bulb, Free length and support surface) according tothe type of project. In a slope stability project, when evaluating the type of support surface to be used, two options are usually considered: continuous type or individual type. The continuous type surface allows the structural union between all the anchor heads, and it is assumed that the system works in a monolithic way; the individual type employs isolated concrete blocks, and the structural bond between the anchor heads is not guaranteed. The design criteria to determine the right type of surface are not yet well defined and in many cases the designers make decisions based on economic aspects. This document presents a review of the field performance and numerical behavior of the different support surfaces. To evaluate the performance, visits were made to several slope stability projects and the behavior of the different types of support surface was observed over time. In the numerical analysis, a possible soil profile was proposed in the region, where the Hardening Soil model was calibrated to represent the surface soil layer. This calibration was carried out with the replication in the behavior of the soil during a triaxial test, using the Finite Element Program Plaxis. Finally, based on this profile, a variation of the slope geometry was proposed, and with this the parametric analysis was implemented.