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Herramientas computacionales para la determinación del factor de seguridad y posición de la superficie de falla crítica circular para taludes en terreno seco Mohr-Coulomb

Autores: 
Carlos Carranza-Torres y Esteban Hormazabal
Fecha: 
Miércoles, Noviembre 20, 2019
Contenido presentado en: 
XVI Congreso Panamericano de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica
Tipo: 
Published paper
Categoría: 
Mecánica de Rocas

Descargue la hoja de cálculo EXCEL

Este artículo presenta una serie de herramientas computacionales para la estimación rápida del factor de seguridad y posición de la superficie de falla crítica circular para problemas de taludes simples. El análisis se aplica a taludes de altura y ángulo de inclinación arbitrarios en terreno homogéneo e isotrópico, que se asume obedece el criterio de resistencia al corte Mohr-Coulomb, y que esta caracterizado por valores arbitrarios de peso unitario, cohesión y ángulo de fricción interna. El procedimiento propuesto se basa en ideas originalmente expuestas en el libro ‘Rock Slope Engineering’ de Hoek y Bray (1981) y más recientemente en los libros de Read y Stacey (‘Guidelines for Open Pit Slope Design’) y de Wyllie (‘Rock Slope Engineering, Civil Applications’) de 2009 y 2018, respectivamente.
El desarrollo del procedimiento propuesto involucró el cálculo computacional de aproximadamente 3.400 casos seleccionados de taludes con el método de Bishop en el software de equilibrio límite SLIDE de Rocscience. Los resultados obtenidos a partir del análisis se resumen en representaciones gráficas adimensionales que permiten obtener factores de seguridad y posición de la superficie de falla crítica circular. Estas representaciones permiten además introducir el concepto de similitud mecánica de taludes excavados en terreno Mohr-Coulomb, con respecto a los factores de seguridad y posición de la superficie de falla crítica circular. En adición a la representación gráfica del factor de seguridad, se presenta una ecuación para calcular el factor de seguridad de taludes. Considerando que en la práctica actual del diseño de ingeniería geotécnica se prefiere el uso de hojas de cálculo por sobre los gráficos adimensionales, el procedimiento propuesto se implementa en una hoja de cálculo EXCEL de fácil utilización, que se puede descargar libremente de internet, y que permite determinar el factor de seguridad y posición de la superficie de falla crítica, tal como se obtendría con el método de Bishop en el software de equilibrio límite SLIDE. Finalmente, para ilustrar la aplicación de las herramientas propuestas, se presenta un ejemplo práctico que involucra el análisis de estabilidad de un talud en una mina a cielo abierto.

Feature Author

Esteban Hormazabal

Esteban cuenta con 24 años en ingeniería geotécnica, mecánica de rocas e instrumentación geotécnica, ha trabajado en varios proyectos mineros y de ingeniería civil. Adicionalmente, es experto en análisis y diseño geomecánico de minería subterránea y excavaciones superficiales utilizando modelación numérica en 2D y 3D, análisis de estabilidad y diseño de taludes en mina de rajo abierto y botaderos de estériles.

Ha liderado varios e importantes proyectos a cielo abierto y de minería subterránea en Argentina, Brasil, Chile, Colombia, EE.UU, Kazajistán, México, Perú, Rusia y Uruguay.

Esteban  ha escrito varias publicaciones y ha sido expositor en conferencias a nivel nacional e internacional. Es CP y miembro activo de AusIMM.

Ingeniero Civil de Minas, Corporate Consultant
Min Eng, MSc (Geofísica), FAusIMM, SAIMM,CRIRSCO
SRK Santiago
SRK Norteamérica