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Estudio de Erosión y Estabilidad en Laderas

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El caso estudia bajo que condiciones se genera erosión y como esta afecta en general la situación de estabilidad de capas de suelo en laderas.

>Modelo

ID:(470, 0)



Modelo del Talud

Definición

Estudie en lo posible imágenes de un deslizamiento eral. Estime de este el angulo del terraplén que existió antes del deslizamiento, el angulo del plano en que se deslizo, la altura y el ancho del terraplén. En lo posible trate de reconocer por el colorido de la tierra la probable profundidad de la napa que existió antes del deslizamiento. Si no es posible asuma un valor bajo lo que significaría que la napa estaba próxima a la superficie y con ello el talud en gran medida saturado.

Para los restantes valores asuma aquellos que son típicos para el suelo.

> Describa el terraplén que definió explicando de donde obtuvo o como estimo los valores claves (profundidad del quiebre, altura del talud, ángulos del talud y de deslizamiento). Muestre o diga los números claves.

ID:(1571, 0)



Fuerzas gravitacionales

Imagen

Calcule las secciones del sacado total y saturado. Con ellas determine la masa por largo y las fuerzas por largo tanto de tracción como normales.

> Explique como fue calculando mostrando las ecuaciones e indicando el orden. Compare luego las dos secciones y comente en que proporción aumenta la masa por largo por el hecho de estar saturada. En forma similar compare las fuerza de tracción y la normal comentando la proporción entre ambas teniendo en cuenta que para tener estabilidad la fuerza de tracción no debe sobrepasar del orden del 20% a 30% de la fuerza normal.

ID:(1572, 0)



Fuerzas hidrostaticas

Nota

Calcule las fuerzas hidrostaticas y sus componentes.

> Indique como se calculan las fuerzas hirostaticas, señalando en que dirección actúan. Compare las fuerzas hidrostaticas del zócalo con las del plano de deslizamiento y comente que tan relevante es drenar para lograr primero reducir la fuerza hidrostatica del zócalo. Después compare las dos componentes de la fuerza del zócalo y comente cual de las dos complica mas la situación; es mas grave la reducción de la fuerza normal o el aumento de la fuerza de tracción?

ID:(1573, 0)



Condición de Estabildiad

Cita

Calcule la fuera de tracción total y la fuerza normal total. Con ellas estime el coeficiente de roce que seria necesario tener para poder retener el sacado.

> Explique que fuerzas se suman para dar origen a la fuerza total de tracción y normal. Adicionalmente explique como se calcula el coeficiente de roce. Comente el valor. Tenga presente que un coeficiente de roce normal no supera valores entre 0.5 y 0.8. Ademas tenga presente que si este es negativo significaría que la masa esta levitando/flotando por lo que es totalmente inestable (prácticamente flota sobre un cojín de agua!).

ID:(1576, 0)



Situación del Drenaje

Ejercicio

Asuma que existe un tubo de drenaje que es horizontal y llega hasta la linea de quiebre. La columna de agua de la napa genera la presión que impulsa el agua hacia afuera drenando el talud. Calcule la altura de la columna, la presión de dicha columna, y el largo del canal.

> Explique la situación del drenaje mostrando por donde se encuentra el conducto y que el agua de la napa genera el flujo necesario para drenar. Indique como se calcula la profundidad de la columna, la diferencia de la presión y el largo del tubo.

ID:(1574, 0)



Cuando se forma erosión

Ecuación

Estudie si las placas de arcillas pueden ser arrastradas por el cana de drenaje debilitando así el suelo. Para ello estime el radio de los capilares que caracteriza el caso limite.

> Explique como se calcula el radio critico en que ocurre erosión. Explique porque la erosión puede comprometer adicionalmente la integridad del talud y evalué si para un suelo típico se esperaría erosión, o sea comente la relación entre el radio critico y el radio real que se puede esperar para el suelo.

ID:(1575, 0)



Estudio de Erosión y Estabilidad en Laderas

Descripción

El caso estudia bajo que condiciones se genera erosión y como esta afecta en general la situación de estabilidad de capas de suelo en laderas.

Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$h$
h
Altura de la columna
m
$\theta$
theta
Ángulo
rad
$a$
a
Cateto adyacente
m
$b$
b
Cateto Opuesto $b$
m
$a$
a
Constante $a$
$x_1$
x_1
Coordenada $x$ del punto 1
m
$x_2$
x_2
Coordenada $x$ del punto 2
m
$x_3$
x_3
Coordenada $x$ del punto 3
m
$\rho_w$
rho_w
Densidad del líquido
kg/m^3
$\Delta V$
DV
Elemento de volumen
m^3
$J_V$
J_V
Flujo de volumen
m^3/s
$c$
c
Hipotenusa
m
$p_1$
p_1
Ponderador 1
-
$p_2$
p_2
Ponderador 2
-
$p_0$
p_0
Presión atmosférica
Pa
$p_t$
p_t
Presión total
Pa
$v$
v
Promedio ponderado
-
$c$
c
Resultado
-
$x_{s2}$
x_s2
Suma de dos números
m
$x_{s3}$
x_s3
Suma de tres números
m
$\Delta t$
Dt
Tiempo transcurrido
s
$a$
a
Valor
-
$v_1$
v_1
Valor 1
-
$v_2$
v_2
Valor 2
-

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Ecuaciones


Ejemplos

Estudie en lo posible im genes de un deslizamiento eral. Estime de este el angulo del terrapl n que existi antes del deslizamiento, el angulo del plano en que se deslizo, la altura y el ancho del terrapl n. En lo posible trate de reconocer por el colorido de la tierra la probable profundidad de la napa que existi antes del deslizamiento. Si no es posible asuma un valor bajo lo que significar a que la napa estaba pr xima a la superficie y con ello el talud en gran medida saturado.

Para los restantes valores asuma aquellos que son t picos para el suelo.

> Describa el terrapl n que defini explicando de donde obtuvo o como estimo los valores claves (profundidad del quiebre, altura del talud, ngulos del talud y de deslizamiento). Muestre o diga los n meros claves.

(ID 1571)

Calcule las secciones del sacado total y saturado. Con ellas determine la masa por largo y las fuerzas por largo tanto de tracci n como normales.

> Explique como fue calculando mostrando las ecuaciones e indicando el orden. Compare luego las dos secciones y comente en que proporci n aumenta la masa por largo por el hecho de estar saturada. En forma similar compare las fuerza de tracci n y la normal comentando la proporci n entre ambas teniendo en cuenta que para tener estabilidad la fuerza de tracci n no debe sobrepasar del orden del 20% a 30% de la fuerza normal.

(ID 1572)

Calcule las fuerzas hidrostaticas y sus componentes.

> Indique como se calculan las fuerzas hirostaticas, se alando en que direcci n act an. Compare las fuerzas hidrostaticas del z calo con las del plano de deslizamiento y comente que tan relevante es drenar para lograr primero reducir la fuerza hidrostatica del z calo. Despu s compare las dos componentes de la fuerza del z calo y comente cual de las dos complica mas la situaci n; es mas grave la reducci n de la fuerza normal o el aumento de la fuerza de tracci n?

(ID 1573)

Calcule la fuera de tracci n total y la fuerza normal total. Con ellas estime el coeficiente de roce que seria necesario tener para poder retener el sacado.

> Explique que fuerzas se suman para dar origen a la fuerza total de tracci n y normal. Adicionalmente explique como se calcula el coeficiente de roce. Comente el valor. Tenga presente que un coeficiente de roce normal no supera valores entre 0.5 y 0.8. Ademas tenga presente que si este es negativo significar a que la masa esta levitando/flotando por lo que es totalmente inestable (pr cticamente flota sobre un coj n de agua!).

(ID 1576)

La presión de la columna de agua ($p$) es con la densidad del líquido ($\rho_w$), la altura de la columna ($h$), la aceleración gravitacional ($g$) y la presión atmosférica ($p_0$) igual a:

$ p_t = p_0 + \rho_w g h $

(ID 4250)

Asuma que existe un tubo de drenaje que es horizontal y llega hasta la linea de quiebre. La columna de agua de la napa genera la presi n que impulsa el agua hacia afuera drenando el talud. Calcule la altura de la columna, la presi n de dicha columna, y el largo del canal.

> Explique la situaci n del drenaje mostrando por donde se encuentra el conducto y que el agua de la napa genera el flujo necesario para drenar. Indique como se calcula la profundidad de la columna, la diferencia de la presi n y el largo del tubo.

(ID 1574)

Estudie si las placas de arcillas pueden ser arrastradas por el cana de drenaje debilitando as el suelo. Para ello estime el radio de los capilares que caracteriza el caso limite.

> Explique como se calcula el radio critico en que ocurre erosi n. Explique porque la erosi n puede comprometer adicionalmente la integridad del talud y evalu si para un suelo t pico se esperar a erosi n, o sea comente la relaci n entre el radio critico y el radio real que se puede esperar para el suelo.

(ID 1575)

El flujo de volumen ($J_V$) corresponde a el volumen que fluye ($\Delta V$) que fluye a trav s del canal en el tiempo transcurrido ($\Delta t$). Por lo tanto, tenemos:

$ J_V =\displaystyle\frac{ \Delta V }{ \Delta t }$

(ID 4347)

Suma de los n meros x_1, x_2 y x_3:

$x_{s3}=x_1+x_2+x_3$

(ID 4471)

Suma de un n mero x_1 con un x_2:

$x_{s2}=x_1+x_2$

(ID 4470)

Para anular una variable se le asigna el valor cero:

$a=0$

(ID 4467)

La mitad de a es:

$c=\displaystyle\frac{2a}{3}$

(ID 10633)

La mitad de a es:

$c=\displaystyle\frac{a}{2}$

(ID 10631)

La mitad de a es:

$c=\displaystyle\frac{a}{3}$

(ID 10632)

El promedio ponderado de los valores v_1 y v_2 con los pesos p_1 y p_2 es

$ v =\displaystyle\frac{ p_1 v_1 + p_2 v_2 }{ p_1 + p_2 }$

(ID 10634)

La relaci n entre el ngulo \theta, el cateto adyacente a y la hipotenusa c esta dada por la relaci n

$\cos \theta =\displaystyle\frac{ a }{ c }$



Para calcular se puede emplear la funci n correspondiente

(ID 3327)

La relaci n entre el ngulo \theta, el cateto opuesto b y la hipotenusa c esta dada por la relaci n

$\sin \theta =\displaystyle\frac{ b }{ c }$



Para calcular se puede emplear la funci n correspondiente

(ID 3328)

La relaci n entre el ngulo \theta, el cateto adyacente a y opuesto b esta dada por la relaci n

$\tan \theta =\displaystyle\frac{ b }{ a }$



Para calcular se puede emplear la funci n correspondiente

(ID 3329)


ID:(470, 0)