Efecto de la permeabilidad en el factor de seguridad de presas de tierra bajo precipitaciones
DOI:
https://doi.org/10.14482/inde.43.01.748.528Palabras clave:
contenido volumétrico de agua, factor de seguridad, intensidad de lluvia, permeabilidad, presas de tierraResumen
En esta investigación, se relacionan la permeabilidad y el contenido volumétrico de agua para evaluar su influencia en el factor de seguridad de presas de tierra homogéneas de 30 metros de altura. Para ello, se consideran cinco casos de análisis, incluyendo suelos arcillosos en el terraplén, uno para cada caso; un prisma de drenaje y una base impermeable. Estableciendo tres relaciones entre la permeabilidad y el contenido volumétrico de agua, a partir de los parámetros propios de los estudios de suelos y con el empleo de las ecuaciones de Terzaghi y Schlichter, se constituyen las condiciones fundamentales de la investigación. Se consideran cinco días de lluvia continua para tres intensidades, relacionadas con la permeabilidad saturada de cada suelo. Para ello, se emplea un modelo híbrido de elementos finitos y de equilibrio límite, mediante el programa GeoStudio (2018). El resultado permite establecer una relación entre el tiempo de falla, el método de estimación de la permeabilidad y el factor de seguridad para las intensidades de lluvia, observando que, con la aplicación del método de Schlichter, el factor de seguridad decrece abruptamente en las primeras 48 horas, mientras que para el método de Terzaghi los resultados muestran una mayor similitud con los obtenidos a partir de los parámetros propios de los estudios de suelos.
Citas
S. K. Vanapalli and F. M. O. Mohamed, “Bearing capacity and settlement behaviour of footings in an unsaturated sand,” Int. J. GEOMATE, vol. 5, no. 1, pp. 595–604, 2013, doi: 10.21660/2013.9.3k.
J. A. Mendoza, “Influencia de las propiedades no saturadas del suelo en los análisis numéricos de flujo de agua y estabilidad de taludes,” Universidad Nacional Autónoma de México, 2018. [Online]. Available: http://journal.stainkudus.ac.id/index.php/equilibrium/article/view/1268/1127%0Ahttp://publicacoes.cardiol.br/portal/ijcs/portugues/2018/v3103/pdf/3103009.pdf%0Ahttp://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0121-75772018000200067&lng=en&tlng=
I. Flores, J. G. Tristá, and Y. G. Haramboure, “Estabilidad de taludes durante un desembalse rápido en presas de tierra con suelos parcialmente saturados,” Ingenieria y Desarrollo, vol. 38, no. 1, pp. 13–31, 2020, [Online]. Available: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0122-34612020000100013&lng=en&nrm=iso&tlng=es%0Ahttp://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0122-34612020000100013&lng=en&nrm=iso&tlng=es
D. G. Fredlund and H. Rahardjo, Soil Mechanics for Unsaturated Soils, John Wiley. London: John Wiley & Sons, Inc., 1993.
M. Ahmadi-adli, N. Huvaj, and N. K. Toker, “Rainfall-triggered landslides in an unsaturated soil: A laboratory flume study,” Env. Earth Sci., vol. 76, p. 735, 2017, doi: 10.1007/s12665-017-7049-z.
J. Kim, Y. Kim, S. Jeong, and M. Hong, “Rainfall-induced landslides by deficit field matric suction in unsaturated soil slopes,” Environ. Earth Sci., vol. 76, p. 808, 2017, doi: https://doi.org/10.1007/s12665-017-7127-2.
H.-F. Yeh, J. Wang, K.-L. Shen, and C.-H. Lee, “Rainfall characteristics for anisotropic conductivity of unsaturated soil slopes,” Environ. Earth Sci., vol. 73, pp. 8669–8681, 2015, doi: 10.1007/s12665-015-4032-4.
J. G. Tristá, “Estudio del comportamiento tenso-deformacional de suelos parcialmente saturados en Cuba,” Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas; Instituto Superior Politécnico ¨José Antonio Echeverría¨, 2015.
L. M. Arya and J. F. Paris, “A Physicoempirical Model to Predict the Soil Moisture Characteristic from Particle-Size Distribution and Bulk Density Data,” Soil Sci. Soc. Am. J., vol. 45, pp. 1023–1030, 1981, doi: https://doi.org/10.2136/sssaj1981.03615995004500060004x.
M. Aubertin, M. Mbonimpa, B. Bussière, and R. P. Chapuis, “A model to predict the water retention curve from basic geotechnical properties,” Can. Geotech. J., vol. 1122, pp. 1104–1122, 2003, doi: 10.1139/T03-054.
G. Torres, “Estimating the Soil–Water Characteristic Curve Using Grain Size Analysis and Plasticity Index,” Universidad Estatal de Arizona, 2011. [Online]. Available: http://medcontent.metapress.com/index/A65RM03P4874243N.pdf%5Cnhttp://repository.asu.edu/attachments/56747/content/TorresHernandez_asu_0010N_10702.pdf
D. G. Fredlund and A. Xing, “Equations for the soil-water characteristic curve,” Can. Geotech. J., vol. 31, no. 4, pp. 533–546, 1994, doi: https://doi.org/10.1139/t94-061.
D. G. Fredlund, A. Xing, and S. Huang, “Predicting the permeability function for unsaturated soils using the soil-water characteristic curve,” Can. Geotech. J., vol. 31, no. 3, pp. 521–532, 1994, doi: 10.1139/t94-062.
R. L. López, “Evaluación del coeficiente de permeabilidad efectivo en depósitos cuaternarios e implicancias en los diseños de presas alto andinas, casos Cusco y Apurimac.,” Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2018. [Online]. Available: https://repositorio.unsa.edu.pe/items/a7b1cea4-6eaf-4bbb-9593-8e1a973641bc
N. R. Morgenstern and V. E. Price, “The analysis of the stability of general slip surfaces,” Geotechnique, vol. 15, no. 1, pp. 79–93, 1965, doi: https://doi.org/10.1680/geot.1965.15.1.79.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2024 Ingeniería y Desarrollo
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.