GAN Ingeniero / Consultor

Pregunta Valentina: Valentina pregunta sobre el cálculo de estabilidad de taludes por el método “de Dovelas”, y hace hincapié sobre el ángulo formado por dichas dovelas.

Valentina: Hace usted referencia a un tema muy interesante sobre lo que viene siendo el tema general de estabilidad de taludes, dentro de la Mecánica de Suelos. El tema mencionado es muy amplio, y desde sus orígenes han sido escritas una cantidad enorme de cuartillas en relación con diferentes criterios y “simplificaciones”. Como este espacio es muy corto para tema tan amplio, en una forma breve explicaré un camino muy general por el cual pueda resumirse y abreviarse en que consiste dicho procedimiento de cálculo, con el fin de que me permita, Valentina, despejar algunas de las posibles dudas al respecto (al menos es lo que intentaré), pero para lo cual es necesario que previamente haya estudiado con detenimiento del método.

Para calcular la estabilidad de un talud, por el método de dovelas, se requiere, primero proponer un ángulo de inclinación y una altura del talud, la altura generalmente es fácil determinarla en el campo, de acuerdo con las necesidades de la obra, y la inclinación propuesta será revisada para comprobar si dicho talud sería estable o no.

Se requiere también información respecto a resultados de pruebas de laboratorio, por lo que se refiere al material que conforma el talud (suponiendo que fuese relativamente homogéneo), tales como ángulo de fricción interna (f), el peso volumétrico y el valor de la cohesión, con el fin de calcular la resistencia al esfuerzo cortante para la aplicación del criterio de Coulomb. Asi que los datos con los que deberá contar para el inicio del cálculo serán, como mínimo: El ángulo propuesto para el talud (i); La altura que tendrá el talud (H); El ángulo de fricción interna del material que forma el talud (f); La longitud horizontal que forma el talud (L).

Cómo en todo método para determinar la estabilidad de un talud, en éste es fundamental localizar el Círculo Crítico de Falla, asumiendo la hipótesis de que la falla es circular y que girará conforme al centro de dicho círculo. Si de las diferentes hipótesis al respecto, se sigue la de Taylor, por ejemplo, conforme a su tabulación (requerirá usted Valentina, consultar las tablas de D. W. Taylor, publicadas por él en algunos de sus libros), fácilmente podrá obtener, para cada ángulo propuesto, los valores para n (factor de pié), alfa (inclinación de la cuerda), beta (ángulo de sector), nH (importante cuando el círculo de falla sale bajo el pié del talud), D (factor de profundidad, N (núm. de estabilidad) y DH (dist. entre la parte superior del talud y la parte más inferior por donde cruzaría el círculo de falla). Con lo anterior podrá calcular y de preferencia dibujar el pretendido círculo más probable de falla así como localizar su centro de giro.

Una vez trazado su talud, así como el círculo de falla probable y localizado su centro, podrá proceder a dividir en dovelas la masa de suelo que estaría sujeta a giro en la falla. Es común pensar que entre mayor sea el número de dovelas trazadas, mayor precisión se tendrá en los cálculos, pero una vez que domine el método, se irá dando cuenta de la inexactitud de dicha suposición. Para un caso normal de estabilidad de taludes, es recomendable primero sólo considerar del orden de 3 a 4 dovelas, calcular y llevar a cabo los ajustes que se requieran, y una vez definidos los valores, podrán trazarse el número de dovelas que se deseen y podrá notarse que no existe una diferencia apreciable en cuanto a resultados. El ángulo alfa formado por la línea que se origina en el centro del círculo de falla y cruzará en la parte media inferior de cada dovela, es el mismo ángulo que partiendo de la parte media de la línea que une al cruce del círculo de falla con el pié del talud y el punto de cruce del círculo de falla con la parte alta del talud se forma respecto a una línea vertical trazada del mismo centro del círculo de falla, como podrá apreciarlo si elabora un croquis conforme a lo que aquí le menciono. He tratado de simplificarle el tema, sin embargo creo Valentina, que podrá comprenderlo mejor si previamente estudia muy detenidamente la teoría de Taylor.