Análisis de estabilidad del talud ubicado en el conjunto residencial Parques del Tunal 4, en la localidad de Ciudad Bolívar, Bogotá Colombia

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Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas

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Resumen

At the residential complex Parques del Tunal 4, located in the southwest of the city in the locality of Ciudad Bolívar (Bogotá, Colombia), a slope instability occurred on one of the embankments bordering the residential units. This slope has become a threat to the infrastructure and the safety of the residents due to a landslide that took place on October 23, 2024. This work proposes a slope stability analysis using the limit equilibrium method, carried out through modeling with the Hyrcan software, based on laboratory results and field samples obtained through Standard Penetration Tests (SPT). The SPT is a widely used in-situ geotechnical test to determine the strength and deformability properties of soils. These tests were conducted by a specialized laboratory contracted by the complex’s board of directors in order to determine the specific characteristics and properties of the soil, and thus perform the corresponding stability analysis and safety factor evaluation of the slope. The modeling in Hyrcan was carried out using the topographic survey taken in the field and the soil studies provided by the laboratory. The sections selected for the modeling were the most representative due to their geometry and proximity to the landslide, aiming to analyze the most unfavorable conditions for the slope. These were defined as sections 6, 7, and 8.The modeling was developed under different conditions in order to simulate the most critical possible scenario, including distributed loads from surrounding structures, the influence of the groundwater level, and the effect of seismic loads. The objective was to assess whether, under any of these conditions, the slope would lose its stability. For the numerical analysis, the most critical laboratory results were used, such as a friction angle of φ=0, which describes the resistance between soil particles under effective normal stress, based on the Mohr-Coulomb failure criterion. In other words, φ represents how much "grip"the soil has—the higher the angle, the more resistant it is to sliding. A cohesion value of 39.23 kPa was used, representing the bonding force between soil particles. The unit weight of the soil was 16 kN/m3, which refers to the weight per unit volume of the soil under saturated and normal conditions. The soil was classified based on laboratory results and according to the Unified Soil Classification System (USCS) as ÇL,"which corresponds to an inorganic clay of low plasticity. The analysis yielded an average factor of safety of 1.945, which was derived from the individual safety factors obtained for sections 6, 7, and 8 2.073, 1.901, and 1.861 respectively.

Descripción

En el Conjunto Residencial Parques del Tunal 4, ubicado al suroccidente de la ciudad en la localidad de Ciudad Bolívar Bogotá, Colombia, se presentó un proceso de inestabilidad de uno de los taludes que colinda con los residentes del conjunto residencial, el cual esta presentando una amenaza hacia la infraestructura y la seguridad de los residentes debido a un deslizamiento que se presento en el 23 de octubre de 2024. En el siguiente trabajo se propone un análisis de la estabilidad del talud mediante el método de equilibrio limite usando la modelación en el programa Hyrcan con base a los resultados de laboratorio obtenidos y las muestras tomadas en campo a través de ensayos de penetración estándar conocidas por sus siglas en ingles SPT la cual es una prueba geotecnia in situ ampliamente utilizada para determinar las propiedades de resistencia y deformabilidad de los suelos. Estos ensayos se llevaron a cabo por parte de un laboratorio especializado contratado por la junta directiva del conjunto para determinar las características y propiedades especificas del suelo y de esta manera hacer el análisis correspondiente de la estabilidad y factor de seguridad del talud. La modelación en Hyrcan se empleo con la topografía que se tomo en campo y los estudios de suelos obtenidos por el laboratorio. las secciones que se tomaron para la modelación fueron las mas representativas por su geometría y cercanía al deslizamiento, buscando las condiciones mas desfavorables para el talud, se definieron como sección 6, 7 y 8 . Esta modelación se desarrollo en diferentes condiciones con la finalidad de simular el escenario mas crítico posible, como cargas distribuidas por las estructuras circundantes, la influencia del nivel freático, la acción de la carga sísmica. Para estimar si en alguna de las condiciones mencionadas, el talud perdía su condición de estabilidad. Para el análisis numérico se tomaron los resultados de laboratorio mas críticos como angulo de fricción de φ=0 que describe la fricción entre partículas bajo esfuerzos normales efectivamente aplicados (criterio de Mohr-Coulomb) en otras palabras, representa cuánto agarre tiene el suelo, cuanto más alto sea el angulo, más resistente sera frente a deslizamientos. Cohesión de 39.23 kPa que representa la fuerza de unión entre partículas del suelo. Peso especifico del suelo de 16 kN/m3 1que es peso por unidad de volumen del suelo en condiciones saturadas y normales y teniendo en cuenta que estamos ante un suelo clasificado por los resultado de laboratorio y según el sistema Unificado de Clasificación de Suelos (USCS) como ÇL"que corresponde a una arcilla inorgánica de baja plasticidad, arrojo un factor de seguridad promedio de 1.945, él cual es resultado de los factores de seguridad que se obtuvieron 2.073, 1.901 y 1.861 correspondientes a las secciones 6, 7 y 8 respectivamente, en cada una de las modelaciones se consideraron las combinaciones de cargar, el resultado de estas modelaciones indican que las fuerzas resistentes son 1.945 veces mayores a las fuerzas actuantes.

Palabras clave

Análisis de estabilidad del talud, Toma de las muestras, Proceso de remoción en masas, Suelo

Materias

Ingeniería Civil -- Tesis y disertaciones académicas

Citación