Análisis del comportamiento de un modelo experimental y numérico de un talud predefinido

Abstract

El presente estudio parte de la caracterización de una mezcla de suelo areno arcilloso, desde determinar propiedades básicas como la distribución granulométrica hasta la determinación de los parámetros de resistencia a través de un ensayo sencillo como lo es el ensayo de corte directo. En primer lugar, en favor de dar desarrollo a los objetivos propuestos, se construyeron tres modelos experimentales en el laboratorio de resistencia de materiales, representativos de una estructura tipo talud cuya principal diferencia fue la inclinación de sus pendientes, finalmente se ensayaron los modelos a través de la aplicación de una carga normal a la superficie de la corona de los taludes. En segundo lugar, se elaboraron 3 modelos numéricos en el software Geostudio – Slope (W) de los cuales se desprendió un amplio estudio contemplando tres métodos de análisis y simultáneamente considerando el efecto de la variabilidad de los parámetros de resistencia. Las primeras impresiones en relación con los resultados de carga en los modelos experimentales fueron que la pendiente estaba asociada con la capacidad para resistir esfuerzos de corte y de acuerdo con los resultados del análisis efectuado con el software se evidenció esta relación. El estudio concluye analizando el comportamiento del factor de seguridad en función de la pendiente en tres situaciones: 1) Teniendo en cuenta la variabilidad de los parámetros de resistencia, 2) Considerando el comportamiento de un modelo numérico representativo (fijando un ángulo de fricción y la cohesión) frente a un porcentaje de la carga total y 3) Considerando el comportamiento de los modelos experimentales y numéricos, frente a la carga última de ensayo, y analizando las superficies de falla obtenidas en el laboratorio y las arrojadas por el software.

The present study is based on the characterization of a clay sand soil mixture, from determining basic properties such as granulometric distribution to the determination of resistance parameters through a simple test such as the direct cut test. In the first place, in order to develop the proposed objectives, three experimental models were constructed in the materials resistance laboratory, representative of a slope structure whose main difference was the magnitude of its slopes, finally the models were tested through the application of a normal load on the crown surface of the slopes. Secondly, three numerical models were developed in the Geostudio - Slope (W) software, from which a large study was carried out considering three methods of analysis and simultaneously considering the effect of the variability of the resistance parameters. The first impressions in relation to the loading results in the experimental models were that the slope was associated with the capacity to resist cutting efforts and according to the results of the analysis performed with the software, this relationship was evidenced. The study concludes by analyzing the behavior of the safety factor as a function of the slope in three situations: 1) Considering account the variability of the resistance parameters, 2) Considering the behavior of a representative numerical model (setting a friction angle and cohesion) against a percentage of the total load and 3) Considering the behavior of the experimental and numerical models, compared to the maximum test load, and analyzing the fault surfaces obtained in the laboratory and thrown by the software.