Estudiante: Montesinos Asqui Heylim Docente: Ing Julio Cuadros Escobedo Semana 12: “ANALISIS DE FALLA CIRCULAR Y APLICACIONES MECANICAS “ Ingeniería de Minas CURSO: MECANICA DE ROCAS II 2018-2B VIII Semana 12 FALLA CIRCULAR La falla circular, también conocida como deslizamiento o rotura rotacional, es producida por muchos sets de fallas, las cuales tienen distintos rumbos y buzamientos, y dejan la roca muy fracturada sin direcciones preferenciales de deslizamiento, perdiendo la cohesión. Este tipo de rotura además de producirse en terrenos homogéneos, cumple con la condición de que el tamaño de las partículas de suelo o roca sea muy pequeña en comparación con el tamaño del talud. La superficie de deslizamiento es asemejable a una superficie cilíndrica cuya transversal se asemeja a un arco de circulo . TIPO DE MATERIAL Y MORFOLOGIA EN FALLA CIRCULAR La naturaleza del material mantiene una estrecha relación con el tipo de inestabilidad que pueden producirse, condicionando y pudiendo estimarse de antemano la susceptibilidad de cada material, a que se desarrolle un movimiento determinado. Hablaremos de rotura circular en macizos rocosos altamente fracturado, en los que se desarrollan superficies de corte, similares a las producidas en suelos. No debemos confundir ambos términos: macizos rocosos y suelos, siendo el primero un conjunto de bloques separados por discontinuidades y el segundo un conjunto de partículas sólidas, sueltas o poco cementadas. Los deslizamientos rotacionales (rotura circular) suelen tener una morfología típica de cuchara, no obstante si el deslizamiento es de gran extensión según el sentido longitudinal del talud, pueden asemejarse a una superficie cilíndrica de eje paralelo al talud SUPERFICIES CIRCULARES DE DESLIZAMIENTO Los círculos de rotura suelen pasar por el pie del talud, aunque también se originan en otras partes diferentes del talud, según las características resistentes del material, altura e inclinación del talud, etc. a) Circulo superficial de pie.- Pasa por el pie del talud y su punto más bajo se encuentra en dicho pie. b) Circulo profundo.- Pasa por debajo del pie del talud. c) Circulo profundo de pie.- Pasa por el pie del talud pero profundiza por debajo de este en algún punto d) Circulo de talud.- La línea de deslizamiento aflora en la cara del talud. VELOCIDAD DE UNA FALLA CIRCULAR PARTES DE UNA FALLA CIRCULAR Escarpe principal.- Superficie que se forma sobre el terreno no deslizado en la periferia del deslizamiento. Se desarrolla a causa del movimiento del material deslizado hacia abajo y adentro respecto del material intacto. Escarpe secundario.- Superficie escarpada que se forma dentro del material desplazado debido a movimientos diferenciales del mismo. Cabeza.- Parte superior del material deslizado. Coronación.- Lugar geométrico de los puntos más altos del contacto entre el material desplazado y el escarpe principal. Pie de la superficie de rotura.- Intersección de la parte inferior de la superficie de rotura y la superficie original del terreno. Borde del material desplazado.- Limite del material desplazado más alejado del escarpe principal. Punta.- Extremo del borde más distante de la coronación. Pie.- Porción de material desplazado, que se apoya sobre el terreno original a partir del pie de la superficie de rotura. Cuerpo principal.- Porción del material desplazado apoyado sobre la superficie de rotura entre su pie y el escarpe principal. Flancos.- Laterales del deslizamiento (derecho o izquierdo). Cabecera.- Material prácticamente “in situ”, adyacente a la parte superior del escarpe principal. Superficie original del terreno.- Talud existente antes de ocurrir el movimiento. Puede considerarse como tal la superficie de un antiguo deslizamiento estabilizado. Superficie de rotura.- Superficie a través de la cual tiene lugar el movimiento. Superficie de separación.- Superficie que limita el material desplazado del terreno original. Material desplazado.- Masa de material movida hacia afuera del talud, desde su posición original en el mismo. Puede encontrarse en un estado deformado. Zona de deflación.- Área dentro de la cual, el material desplazado se encuentra por debajo de la superficie original del terreno. Zona de acumulación.- Área en la que el material desplazado se dispone por encima de la superficie original del terreno. Se aprecia las partes de una falla circular en donde: P : máxima profundidad deslizamiento del medida perpendicularmente al plano del talud. L : máxima longitud del deslizamiento medida en el plano del talud. HD : altura del deslizamiento medida entre la cabecera y el pie, en una misma sección. LD : distancia horizontal desde el pie a la cabecera, medida en una longitudinal del deslizamiento. sección CLASIFICACION DE LOS METODOS DE CÁLCULO FACTOR DE SEGURIDAD En las superficies circulares donde existe un centro de giro y momentos resistentes y actuantes: Otro criterio es dividir la masa que se va a estudiar en una serie de tajadas, dovelas o bloques y considerar el equilibrio de cada tajada por separado. Una vez realizado el análisis de cada tajada se analizan las condiciones de equilibrio de la sumatoria de fuerzas o de momentos: Mact = Wr.Senθ Mresist = F.r Es empleado para conocer cuál es el factor de amenaza para que el talud falle en las peores condiciones de comportamiento para el cual se diseña. PRINCIPALES METODOS DE ANALISIS • Metodo de Fellenius Se basan en el denominado método de las rebanadas o dovelas, el cual consiste en dividir la masa de suelo potencialmente deslizante, en rebanadas verticales. • Metodo de Bishop presentó un método utilizando dovelas y teniendo en cuenta el efecto de las fuerzas entre las dovelas. Bishop asume que las fuerzas entre dovelas son horizontales; es decir, que no tiene en cuenta las fuerzas de cortante. • Metodo de Jambu Este método busca el equilibrio de fuerzas y no de momentos. • Metodo de Spencer Supone que la interacción entre rebanadas actúa como una componente de empuje con un ángulo (θ) de inclinación constante. FORMULA DE BISHOP METODO DE LAS DOVELAS En la mayoría de los métodos con fallas curvas o circulares, la masa de la parte superior dela superficie de falla se divide en una serie de tajadas verticales. El número de tajadas depende de la geometría del talud y de la precisión requerida para el análisis. Entre mayor sea el número de tajadas, se supone que los resultados serán más precisos. En los procedimientos de análisis con tajadas, generalmente se considera el equilibrio de momentos con relación al centro del círculo para todas y cada una de las tajadas. Entre los diversos métodos que utilizan dovelas, hay diferencias, especialmente en lo referente a las fuerzas que actúan sobre las paredes laterales de las tajadas. El método simplificado de Bishop supone que las fuerzas laterales entre tajadas, son horizontales y desprecia las fuerzas de cortante SOFTWARE PARA EL DISEÑO DE TALUDES En el primer caso (SLOPE) se arroja en pantalla el menor F.S. obtenido y el centro y radio del círculo que forma la superficie de falla. En el caso de STED se muestran los 10 menores F.S. calculados. En ambos software se genera un gráfico que contiene la superficie de falla y el terreno en toda su extensión. CONCLUSIONES • Las fallas circulares se producen en terrenos homogéneos altamente fracturados, en donde la superficie de deslizamiento sigue la línea de menor resistencia, similares a las producidas en los suelos. • Si se trata de un macizo rocoso altamente fracturado, la resistencia al corte se puede aproximar usando la teoría de mecánica de suelos, o en base a los criterios en macizos rocosos. • Los métodos de dovelas son mucho más flexibles, en las que se realizan hipótesis respecto a las fuerzas laterales entre las dovelas. RECOMENDACIONES Se debe tener en cuenta que los suelos residuales presentan en lo que se refiere a la estabilidad de sus taludes, algunas particularidades. Se recomienda la aplicación de software de modelamiento en el curso de Taludes para tener un mayor conocimiento acerca de su manipulación en la práctica así como para tener conocimiento de cómo se debe interpretar los datos obtenidos y llegar a una interpretación real en el futuro cercano. GRACIAS…