FIABILIDAD

1. MÉTODOS DE CÁLCULO DE LA FIABILIDAD:

• Nivel 1: Cálculos deterministas:
  • Coef. Seguridad global (método tradicional; GOGC…)
  • Coefs de seguridad parciales (EC; ROM; GOGC)
• Nivel II: Información probabilística o integración parcial
  • FOSM o análisis de sensibilidad ordenado
• Nivel III: Información probabilística e integración completa
  • Simulación

2. ¿QUÉ ES EL FS?

El FS (Factor de Seguridad) informa sobre la seguridad geotécnica. Las recomendaciones geotécnicas controlan las condiciones:

• Limitan las incertidumbres
  • Del terreno: Establece el nivel de reconocimiento
  • De las acciones: Mayores cuanto más inciertas
• Los métodos de cálculo

Para que el FS de información debe ir asociado a un modo de fallo, a una situación de proyecto, a un método de calculo específico y a una combinación de acciones.

3. DIFERENCIA DEL FS GLOBAL RESPECTO AL FS NORMAL

El FS global incorpora toda la incertidumbre: carga, resistencia y modelo de cálculo.

• Situación persistente: F1 (casi perm) y F2 (característica)
• Transitorio y corto plazo: F2 en ambos (casi perm y característica)
• Accidental: F3 en ambos (sin sismo y sísmico)

4. TIPOS DE ELU

• Caso A: pérdida de equilibrio estático
• Caso B: Fallo estructural
• Caso C: Fallo del terreno

Comprobación satisfactoria si tras aplicar todos los coefs de seg parciales no se superan los límites del estado.

5. CATEGORÍAS DE INCERTIDUMBRE:

• Aleatoria: Es intrínseca al problema o fenómeno y no puede reducirse. Puede estar asociada a las acciones, climas, estratigrafía… 100% prob de que falle el 10%
• Epistémica: Se debe a la falta de conocimiento y puede reducirse. Puede darse por falta de datos, errores de modelos, alteraciones… 10% prob de que falle el 100%

6. OBJETO DE LOS FS: TRATAR LAS INCERTIDUMBRES

• Método tradicional: FS global
  • Acciones: valores representativos
  • Parámetros geotécnicos: Estimación del valor medio de la zona
  • Reserva de seguridad
• Método de FS parciales: EC o GCOC
  • Geometría
  • Acciones: valores característicos
  • Geotécnicos: valor característico

La diferencia es que en el FS parciales se introduce un coef de seguridad ALFA para obtener el valor de calculo a partir del característico. Calculo=característico/alfa

TALUDES 1

1. HOEK Y BRAY

Se basan en el método del círculo de rozamiento suponiendo una concentración de las tensiones en un solo punto del círculo de deslizamiento. Incluyen la existencia de presiones intersticiales en el seno del talud y el desarrollo de una grieta de tracción en la coronación del mismo. Solo permiten calcular superficies de rotura de círculos de pie, siendo esta la más desfavorable en terrenos con phi>5º. Estos ábacos excluyen las roturas por condiciones sin drenaje para las que se sabe que los círculos más desfavorables no serían de pie. Como conclusión estos ábacos se emplean en el estudio de la estabilidad de taludes en terrenos homogéneos, tipo suelo o roca muy fracturada en los que no sea necesario considerar situaciones sin drenaje o a corto plazo.

2. MÉTODO APROXIMADO VS COMPLETO

• Aproximados (Bishop y Janbu): Debido al nº de hipótesis realizadas no se cumplen todas las ecuaciones de equilibrio.
• Completos (Morgenstern-Price): Se cumplen todas las ecuaciones de equilibrio, pudiéndose considerar cualquier forma en la superficie de rotura.

3. BISHOP VS JANBU (APROXIMADOS)

• Bishop: Rotura circular. Se busca satisfacer el equilibrio de momentos dejando de lado el equilibrio de fuerzas horizontales (razonable si la rotura es rotacional).
• Janbu: Rotura no circular. En deslizamientos traslacionales el equilibrio de fuerzas horizontales resulta más relevante. No cumple el equilibrio de momentos.

4. INEXACTITUD SUPONER FS CONSTANTE

Según la superficie de deslizamiento se tendrá un determinado de factor de seguridad asociado por lo que es necesario repetir el proceso con todas las superficies y ver cuál es más desfavorable.

Si suponemos cte el FS diríamos que hay el mismo grado de movilización de la cohesión y de rozamiento.

Aunque el suelo sea homogéneo la movilización de la resist al corte puede variar en función del nivel de deformaciones. Se suele acudir a una resistencia situada entre la de pico y residual pero resulta complicado establecer el valor, no siendo el método de eq límite el mejor (mejor elementos finitos).

5. RESISTENCIA RESIDUAL

Es la resistencia al corte de un suelo para deformaciones superiores a la correspondiente a la de resistencia pico. Hay que tener especial cuidado en arcillas de elevada plasticidad (sobretodo en las SC, en las que suele haber mucha diferencia entre la resistencia pico y la residual).

TALUDES 2

1. CLAVETEADO O SOIL NAILING Y FUNCIÓN DE CLAVOS

Introducción de bulones en el terreno para prevenir su desplazamiento. En función de la orientación de los mismos respecto a las defs del terreno, la carga se traduce en tracciones, momentos y cortantes. Los taludes clavados se construyen de arriba hacia abajo. Para movilizar la resistencia a flexión y cortante de los clavos se necesitan altas deformaciones, por lo que suele diseñarse únicamente a tracción. Transmiten tensiones. La resistencia al arrancamiento es un dato de entrada proporcional a la longitud de anclaje disponible pero la carga es un resultado.

2. ANCLAJES SEGÚN FORMA DE TRABAJAR

• Activos: se ponen en carga mediante un procedimiento de tesado (gato), tras lo cual se fijan a la cabeza
• Pasivos: no se pesan inicialmente. Requieren la producción de movimientos relativos entre las fijaciones de la cabeza y bulbo para traccionarse.

3. ANCLAJES SEGÚN VIDA ÚTIL

• Provisionales: vida de servicio limitada en el tiempo (depende de las normas que mires, 2 años…)
• Permanentes: más allá del tiempo de los provisionales. Exigen más protección contra el deterioro

4. EJECUCIÓN SUELO CLAVETEADO

Se construyen bancadas de unos 5m para que la maquinaria de los anclajes pueda operar. Se introducen bulones ligeramente inclinados para trabajar a tracción y coser las superficies de deslizamiento. Inclinación ya que los bulones van dentro de vainas de PVC por las que se rellena con lechadas de cemento. Separación de 1-2m entre bulones tanto vertical como horizontal. Acabado superficial con gunita armada y sistema de drenaje (geotextiles debajo de la gunita).

5. EJECUCIÓN TIERRA ARMADA

Longitud refuerzos del orden de 0,7H. El empotramiento de la zapata suele ser de unos 60cm y se refuerza a tracción con flejes de acero de unos 50mm de ancho, con geotextiles, geomallas…. En terraplenes los refuerzos van horizontales y en desmontes se hacen banqueos estables y se van clavando bulones (geosintéticos NO) con un cierto grado de inclinación debido a la posterior lechada.

6. FORMA DE TRABAJAR FLEJES TIERRA ARMADA

Tracción, pero en los flejes metálicos puede haber cortantes o momentos, pero no se tienen en cuenta para el cálculo resistente. Las tracciones máximas se dan en el interior del macizo reforzado. La línea de tracs máximas es una curva que separa la zona activa de la resistente o pasiva.

7. FORMA DE TRABAJAR TALUD CLAVETEADO

La excavación de las bancadas produce pérdida de confinamiento lateral del terreno y los clavos suponen una restricción. Si el suelo tiende a desplazarse y está bien anclado, estos entran en carga. Se instalan de tal forma que las deformaciones de relajación del terreno produzcan deformaciones de extensión del clavo (TRACCIÓN) y su efectividad sea optima.

8. SUELOS DESFAVORABLES CLAVETEADO

• Rellenos sin compactar.
• Suelos granulares secos, sin cohesión.
• Suelos granulares, con el nivel freático muy alto.
• Suelos cohesivos blandos.
• Suelos expansivos, colapsables, orgánicos o altamente corrosivos.

9. SUELOS FAVORABLES CLAVETEADO

• Suelos residuales y rocas alteradas, con estructura favorable.
• Suelos cohesivos rígidos (Limos, arcillas de baja plasticidad).
• Suelos granulares, con algunos finos, algo cementados.
• Rellenos compactados, (terraplenes), ejecutados con suelos favorables.

Etiquetas: análisis de estabilidad, diseño geotécnico, estabilidad de taludes, factor de seguridad, geotecnia, soil nailing, tierra armada