Software Slide, geotecnia PDF

Preview

Summary

uso del software Slide para análisis de taludes...

Description

CAP IV, METODOLOGIA 4.1

SOFTWARE SLIDE Actualmente, existe una infinidad de herramientas computacionales para el análisis de estabilidad de taludes, presas, terraplenes, etc. En esta oportunidad se eligió el software SLIDE versión 5.0 (Imagen 01), distribuido por la empresa Rocscience. Slide es un software de análisis de estabilidad de taludes en 2D que utiliza métodos de equilibro límite para el cálculo de la estabilidad, incluyendo el análisis de agua subterránea por elementos finitos en estado estacionario; e integra capacidades de análisis de sensibilidad probabilística y análisis retrospectivo. El programa calcula los factores de seguridad para distintas geometrías, dibujadas por el propio usuario o importadas desde algún programa de dibujo. Se pueden analizar tanto suelos como rocas, por ello, el software incluye los criterios de rotura: Mohr-Coulomb; Hoek y Brown (1980); Hoek y Brown generalizado (1995); Barton y Brandis. Por otro lado, incorpora las funciones de anisotropía y otras variaciones como condiciones de sobrecarga, estructuras de contención, suelo grampeado y geotextiles. Este programa ha ido creciendo de manera continua al mismo ritmo que se expandía la capacidad de análisis geotécnico por ordenador en los últimos años. Este continuo esfuerzo en investigación y actualización, y la solvencia que proporciona su trayectoria, lo convierten en un software de referencia. Prueba de ello es el hecho de ser uno de los programas más reconocidos y utilizados que existen en el mercado.

Imagen 01: Logo del Software Slide-Rocscience.

4.1.1 CARACTERISTICAS  Fácil de crear y editar geometría de modelo complejo 

El modelador de múltiples escenarios permite al usuario ejecutar múltiples modelos en un solo archivo de slide.



Análisis de filtración de aguas subterráneas a través elementos finitos incorporados.



El análisis probabilístico permite la asignación de distribuciones estadísticas a cualquier parámetro de entrada, así como la correlación de parámetros.



Posibilidad de definir el perfil del suelo a partir de datos de pozo.



Más de una docena de modelos de resistencia mecánica, para suelo y roca (por ejemplo, anisotrópico, generalizado Hoek-Brown, SHANSEP).



Opciones de análisis sísmico incluyendo el método de Newmark.



Algoritmos de búsqueda avanzada



Numerosas opciones de tipo de soporte (por ejemplo, perno anclado en el extremo, Tieback, geotextiles) incluyendo la integración con el nuevo módulo RSPile.



Amplia visualización de resultados y generación de informes (por ejemplo, datos de la superficie de deslizamiento del trazado, contornos)



Capacidad para importar DXF, RS2, SLOPE / W, archivos XSTABL

4.1.2 APLICACIONES Su ámbito de aplicación es muy amplia, especialmente dirigido a obras civiles, geotecnia, minería y sísmica; permitiendo evaluar un gran número de problemáticas geotécnicas (Imagen 02), tales como:      

Estabilidad de terraplenes. Estabilidad de presas. Estabilidad de taludes en excavaciones mineras o en edificaciones. Los efectos de cargas externas, sísmicas, eficiencia de elementos de refuerzo, etc. Análisis de filtración de aguas subterráneas. Análisis de muros de contención, etc.

Imagen 02: Aplicaciones del Software Slide. En este caso usaremos el software SLIDE versión 5.0, para el diseño y el análisis de una presa, ubicada en el distrito de San Antonio de Chuca, provincia de Caylloma, departamento Arequipa. 4.1.3 METODOS DE ANALISIS En el software Slide se puede seleccionar entre diversos métodos de análisis (Imagen 03), dependiendo del tipo de análisis que se va a realizar tales como:       

Método de Fellenius Método de Bishop simplificado Método de Janbu generalizado Método de Janbu corregido Método de Spencer Método de Lowe-Karafiath Método de Morgenstern-Price, entre otros.

Imagen 03: Ventana de Métodos de Análisis en el software Slide. En este caso para el diseño y el análisis de una presa, usaremos dos métodos de análisis, el método de Fellenius y el método de Bishop. A) METODOS DE FELLENIUS El método ordinario de Fellenius (Imagen 04), asume una falla circular, divide el bloque de falla en rebanadas y obtiene el equilibrio de momentos producido por las fuerzas actuantes, sobre cada rebanada, respecto al círculo de falla. Las fuerzas que actúan sobre cada división son el peso y las fuerzas resistentes de cohesión y fricción que actúan en la superficie de falla. Este método desprecia las fuerzas de presión y cortante en las paredes de las rebanadas

Imagen 04: Fuerzas que actúa en una rebanada con el método de Fellenius. Por lo tanto, al realizar el equilibrio se obtiene:

F=

∑ (c ' ∆l+ ( W cos a−u ∆ lcos 2 ∝ ) tanφ ' ) ∑ Wsenα

Donde ∝ es el ángulo entre la vertical y radio del círculo bajo el W el peso total de la rebanada, u la centro de cada rebanada, presión de poros, ∆ l longitud de arco del círculo de la base de cada rebanada, c ' y φ ' parámetros de resistencia del suelo. B) METODOS DE BISHOP Bishop en 1955 desarrolló este método (Imagen 05), con las siguientes hipótesis: 1. Superficie de rotura circular. 2. Masa deslizante se divide en rebanadas. 3. Se establece equilibrio de momentos de las fuerzas actuantes en cada rebanada respecto del centro del círculo de rotura. 4. Del equilibrio de fuerzas verticales se obtiene las fuerzas normales a la superficie de rotura, N. Está se reemplaza en la de equilibrio de momentos. 5. Este método desprecia las fuerzas tangenciales entre rebanadas.

Imagen 05: Fuerzas actuantes en cada rebanada, Método de Bishop. Equilibrio de momentos:

∑ S∗r=∑ W ∗x=∑ W ∗r∗senφ ' Pero el esfuerzo total de corte, S, está relacionado con el factor de seguridad, F, mediante la siguiente ecuación:

S=

c '∗l+ N '∗tanφ' F

Sustituyendo:

∑ c ∗l+N '∗tanφ' S= ∑ Wsenα '

Se calcula rebanada:

N'

a partir del equilibrio de fuerzas verticales en cada

W +∆ X=Ssen∝+ N ' cos ∝+Ucos ∝

Reemplazando:

+Usenα ) ( c '∗l∗senα F

W +∆ X − N '=

cosα +

tanφ '∗senα F

Por lo tanto el factor de seguridad quedaría expresado de la siguiente manera:

∑ F=

c x +tanφ' (W −Ucosα +∆ X ) tanα∗tanφ' cosα 1+ F '

(

)

∑ Wsenα

De la hipótesis de que las fuerzas tangenciales en los bordes de las rebanadas son nulas:

F=

∑ ( c ' x + ( W −Ucos ∝ ) tanφ ' ) M ( α ) ∑ Wsenα

Con

M (∝)=

1 tan ∝∗tanφ' cos ∝ 1+ F

(

)

Se inicia el cálculo con un F hipotético e iterando hasta la convergencia, la cual se alcanza rápidamente. OBJETIVOS: Se realizara una breve descripción del Software Slide, sus características, aplicaciones y los métodos que encontramos en este Software, para el análisis de estabilidad. CONCLUSIONES: Se hizo uso del Software SLIDE versión 5.0, para el diseño y el análisis de estabilidad de una presa, tomando en cuenta los métodos de Fellenius y Bishop; en el análisis de esta. BIBLIOGRAFIA:  

Manual de Slide – Rocscience https://rocscience.com/documents/pdfs/uploads/7772.pdf...