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Análisis de sensibilidad de estabilidad de taludes sujetos a erosión fluvial
(2012) González Bolaños, Alejandro; Baltodano Goulding, Rafael Stace
El objetivo de este trabajo consiste en analizar qué tan significativa es la variación de diferentes parámetros relativos a la erosión fluvial y/o a la estabilidad de taludes, sobre la tasa de erosión y, consecuentemente, la estabilidad del talud. Entre los parámetros a analizar, se encuentran el diámetro medio de partícula, peso específico y contenido de finos del suelo, pendiente inicial y altura del talud, pendiente longitudinal y reducciones rápidas en el nivel de la línea superficial de flujo del río y discretización horizontal de la malla computacional. Por medio de modelos computacionales, se simula el proceso erosivo sobre un talud y, posteriormente, se analiza su estabilidad. Esto se hace para múltiples casos, variando uno de los parámetros indicados anteriormente a la vez (dejando los demás constantes), para luego, realizar el análisis de sensibilidad de estas variables sobre el factor de seguridad del talud. Como resultado, se obtendrán valores numéricos que permitirán cuantificar la importancia de las distintas variables sobre la tasa de erosión y la estabilidad del talud.
Análisis del efecto de la cohesión aparente en el cálculo de estabilidad de taludes
(2010) Castillo Acuña, Ana María; Baltodano Goulding, Rafael Stace
Los suelos no saturados presentan cambios volumétricos y en la resistencia al corte cuando aumenta o disminuye su contenido de humedad. Dependiendo del grado de saturación y del tipo de suelo, el esfuerzo de succión afecta la resistencia y, por ende, la estabilidad de un talud. Es preciso entonces examinar el efecto de la cohesión aparente mediante la variación de los grados de saturación y realizar el análisis de estabilidad de taludes para determinar la variabilidad del factor de seguridad (FS) obtenido para cada tipo de suelo. Se caracterizaron 2 suelos, uno plástico y uno no plástico, y se determinó el esfuerzo máximo al corte para diferentes grados de saturación. Seguidamente, se obtuvo la curva característica agua-suelo para estimar los valores de cohesión aparente y comparar la predicción con los valores obtenidos en la prueba de compresión inconfinada. Se utilizaron los datos de estos suelos y 5 más, provenientes de trabajos finales de graduación anteriores para realizar el análisis de estabilidad de taludes y determinar la variación del FS según el grado de saturación, la pendiente del talud y su altura. Finalmente, se realizó un análisis probabilístico utilizando el método de Rosenblueth para poder caracterizar el comportamiento del talud ante la variación de los distintos factores que afectan su estabilidad. Se determinó que la resistencia del suelo varía con respecto al grado de saturación del suelo, mas no es inversamente proporcional a éste, debido a que el efecto de succión influye en el estado de esfuerzos según el tipo de suelo y la distribución de las partículas. La variabilidad del FS para los taludes analizados no es significativa al cambiar la pendiente, sin embargo sí lo es cuando lo que se varía es la altura. Ante un aumento en la altura, el FS disminuye proporcionalmente y la variabilidad entre los factores correspondientes a cada grado ...
Propuesta de modificación del ensayo existente de expansión libre para suelos no saturados
(2017) Esquivel Monge, Mario; Baltodano Goulding, Rafael Stace
Se propuso y ejecutó una modificación a la prueba ASTM D4546-Método C, con el fin de obtener la verdadera relación entre esfuerzo efectivo e hinchamiento que desarrollan los suelos de arcillas expansivas ante varios estados de humedad y carga axial. También se obtuvieron ciertas propiedades físicas y geotécnicas de las muestras. Bajo condiciones controladas de laboratorio, simultáneamente con la prueba de consolidación, se midió la succión matricial y la humedad en tres muestras de arcilla del oeste de San José. Además, de cada muestra se obtuvo su humedad natural, el grado de saturación, la granulometría, la densidad natural, la gravedad específica, los límites de consistencia y un análisis termogravimétrico. Se obtuvo satisfactoriamente la curva de expansión libre corregida por el esfuerzo de succión matricial, y se aplicó dicho resultado al diseño de un relleno de sustitución y de una cimentación profunda. El esfuerzo efectivo de la etapa de expansión libre es totalmente diferente al supuesto por la norma ASTM D4546. El incluir el esfuerzo de succión en el diseño de las estructuras geotécnicas modeladas, produjo resultados significativamente distintos que cuando dichos esfuerzos no fueron adecuadamente considerados.