PROGRAMAS DE ESTABILIDAD DE TALUDES GEO5
El software GEO 5 es un conjunto de programas cuyo objetivo principal es brindar rápidas soluciones a problemáticas geotécnicas tales como:
- Análisis de estabilidad.
- Diseño de excavaciones.
- Muros y gaviones.
- Cimentaciones superficiales y profundas.
- Análisis de asentamientos.
- Túneles y pozos.
- Estudios de subsuelo geotécnico-geológico.
- Análisis de estructuras basados en estudios de campo.
- Análisis geotécnico avanzado mediante el método de elementos finitos.
Este conjunto de programas trabaja en la misma interfaz, comunicándose entre sí. En cada uno se verifican diferentes estructuras geotécnicas.
A continuación, se presentan las características de los programas de estabilidad de taludes, tanto en suelos como en rocas.
Estabilidad de taludes en suelos
Este programa es utilizado para analizar la estabilidad de taludes en terraplenes, cortes de tierras, estructuras de contención ancladas, muros de suelo reforzado, entre otros. Para el caso de suelos, la superficie de deslizamiento puede ser circular (figura 1B) o poligonal (figura 1A). Estas situaciones se analizan mediante metodologías generales.
Cuenta con una extensión de flujo de agua que permite determinar las presiones de poros en taludes. Para esto se lleva a cabo el análisis de filtración de aguas subterráneas en estado estacionario o transitorio.
Además, permite importación y exportación de archivos con formatos DWG y DXF. También es posible la importación BIM a través de la interfaz IFC.
Metodologías según el tipo de deslizamiento
De acuerdo al tipo de deslizamiento, circular o poligonal, se analizan a través de diferentes metodologías. El objetivo es satisfacer las ecuaciones de las fuerzas de equilibrio y de momento de equilibrio con respecto al punto O.
- Deslizamiento circular: las metodologías empleadas pueden ser Fellenuis/Petterson, Bishop, Spencer, Janbu, Morgenstern-Price, Shahunyants, ITF.
- Deslizamiento poligonal: las metodologías empleadas por el programa pueden ser: Sarma, Spencer, Janbu, Morgenstern-Price, Shahunyants, ITF.
A diferencia de los taludes rocosos, los modelos que permiten calcular la resistencia pico, son Mohr-Coulomb y Hoek-Brown.
Cuenta con procesos de optimización en la superficie de deslizamiento circular y poligonal. Consiste en ubicar dicha superficie con el menor factor de seguridad posible, el cual se conoce como superficie de deslizamiento crítica.
Además, se pueden establecer restricciones en el proceso de optimización. Esto se realiza introduciendo en el cuerpo del suelo aquellos sitios que no deben ser traspasados por la nueva superficie de deslizamiento.
Verificación
La verificación se puede realizar utilizando los métodos:
- Norma EN 1997-1: introduciendo al análisis factores parciales relacionados con acciones de carga o sus efectos, los parámetros del material y/o resistencia. El valor que se le da a dichos factores es, en general, especificado por el Eurocódigo en Anexos nacionales (AN). También se especifica la elección de enfoque de diseño para tareas geotécnicas generales. De acuerdo con ello, se pueden dar 3 tipos de enfoques de diseño.
- Teoría de estados límites: mediante análisis matemático se verifica la estructura de acuerdo a el factor de seguridad y la teoría de los estados límites. A esto se lo compara con el 100%.
Características de estabilidad de taludes en suelos
1. Incluye bases de datos que sirven para seleccionar el suelo deseado y para especificar consistencia o densidad.
2. El ingreso de la geometría del terreno y el subsuelo puede ser manualmente, ingresando las coordenadas geográficas obtenidas previamente, o gráficamente haciendo uso del mouse.
3. Se admiten sobrecargas y pueden ser de tipo trapezoidal, concentrada o en franja. Estas pueden actuar como interfases existentes y se pueden aplicar en cualquier lugar del cuerpo de suelo. Para evitar un exceso de deformaciones plásticas, se recomienda ubicar un elemento viga debajo de la sobrecarga aplicada, o elegir un modelo elástico.
4. Admite anclajes y geo-refuerzos. En el primer caso, su posición está dada por el punto de cabecera, la longitud libre y de la raíz y la pendiente. En el segundo caso, las variables más importantes están definidas por la fuerza contra extracción, la longitud y la resistencia a la extracción de la malla.
5. Los suelos pueden ser introducidos con foliación. El ángulo de dicha foliación es introducido como un parámetro de suelo, modificando la cohesión y el ángulo de fricción interna.
6. Permite el análisis de presión efectivos y totales en el suelo. Sin embargo, decidir si utilizar una u otra no es tan sencillo. Para condiciones de corto plazo y ante capas de drenaje se recomienda utilizar presión efectiva, y total cuando las capas no son drenadas. En el caso de condiciones de largo plazo, tanto para capas drenadas como no, se recomienda presión efectiva.
7. En las etapas de construcción se pueden realizar la cantidad de análisis necesarios dentro de las capas, mientras que durante las fases de análisis se puede dar el manejo sucesivo de taludes.
Cálculos adicionales
- GEO5 examina la influencia del agua subterránea sobre la presión de poros, diferenciando el agua restringida del agua libre. El agua restringida se utiliza en suelos poco permeables (K = 1.10-3 cm/s). En este caso el agua es influenciada por la forma y rugosidad del suelo o por la resistencia a la fricción de adhesión del agua. Por su parte, el agua libre actúa en aquellos suelos con permeabilidades menores a 1.10-1 cm/s, donde el líquido fluye independientemente en los granos del suelo. En ambas situaciones se utilizan las fórmulas de Mononobe-Okabe o Arranga.
- El programa permite también calcular la influencia de sismos según normas de Mononobe-Okabe, Arranga y estándares chinos. La ventaja de los estándares chinos es que pueden establecer la intensidad del sismo.
Damos soporte de este y cualquier programa de GEO5 al ser Distribuidores Oficiales. Igualmente regalamos cursos de formación con la adquisición de estos programas si indicas que vienes de nuestra parte. Para ello, tan solo tienes que indicar durante la compra y en el campo notas la palabra «geotecnia fácil».
Igualmente, si necesitas probar el programa de estabilidad de taludes en suelos puedes hacerlo descargando una demo aquí.
Estabilidad de taludes en rocas
Este programa que forma parte del software GEO5 sirve para el estudio de estabilidad de taludes rocosos y muros en el caso de roturas que se produzcan en superficies de deslizamiento plana, poligonal o cuña de roca.
La estabilidad en taludes de rocas presenta características propias de las cuales las más importantes son:
1. La superficie de deslizamiento puede ser plana, poligonal o en cuña (figura 1). A su vez, la superficie de deslizamiento plana puede ser ondulada o escalonada. La solución a determinar en todos los tipos de rotura es conocer las fuerzas normal (N), de corte activa (Tact) y de resistencia de corte pasiva (Tres).
2. Utiliza los modelos Mohr-Coulomb, Hoek-Brown o Barton-Bandis que permiten calcular la resistencia pico de los materiales.
3. La entrada de la geometría de los bloques es simple, pudiendo ser manualmente ingresando las coordenadas, o gráficamente.
4. Admite la aplicación de voladizo de la cara rocosa para cuña en 3D.
5. Permite realizar sobrecargas de tipo lineal, trapezoidal o en franja, con un tipo de acción permanente, variable o accidental. De acuerdo al tipo de sobrecarga seleccionado, se le asigna el coeficiente de diseño correspondiente. Este va a multiplicar la acción de la carga resultante. No se consideran sobrecargas accidentales con efectos favorables.
Otras características de interés
- Permite que se apliquen cualquier número de anclajes. Se deben determinar las variables ubicación, profundidad, longitud libre, espacio entre anclajes y la fuerza de anclaje. Los anclajes pueden ser activos (en planos de deslizamiento poligonal) o pasivos.
- Modelado del agua en juntas y grietas de tensión, fuerzas internas debidas a la presencia de agua en la superficie de deslizamiento.
- Permite analizar la influencia de sismos en la presión de tierras. Los sismos generan aumento de la presión activa y disminución de la presión pasiva de las tierras. Esto puede ser calculado mediante diferentes modelos como Mononobe-Okabe, Arrango, JTJ 004-89, entre otros. Para ello se asume que los suelos son granulares y no están influenciados por la presencia de agua.
- Permite la proyección estereográfica utilizando la parcela de ensayo Markland para el caso de cuña de roca.
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