Estabilidad de taludes

Bajo el nombre genérico de talud denominamos a la superficie inclinada con respecto a la horizontal que adopta un terreno. Pueden ser artificiales, cuando están construidos por el hombre (terraplén o desmonte), o naturales (laderas).

La gravedad actuará siempre como factor desequilibrante, y siempre que esté compensada con la resistencia del terreno, el talud estará en equilibrio. Por el contrario, cuando el equilibrio se rompa se producirá una inestabilidad de la masa en forma de deslizamientos, avalanchas, desprendimientos, etc.

El moderno desarrollo de las actuales vías de comunicación, tales como canales, caminos o ferrocarriles, así como el impulso que la construcción de presas de tierra ha recibido en todo el mundo en los últimos años  y el desenvolvimiento de obras de protección contra la acción de ríos, por medio de bordos, han puesto al diseño y construcción de taludes en un plano de importancia ingenieril de primer orden.

Tipos y causas de falla más comunes

Los tipos de falla  más comunes en taludes son los que se mencionaran a continuación:

a)      Falla por deslizamiento superficial

Cualquier talud está sujeto a fuerzas naturales que tienden a hacer que las partículas y porciones del suelo próximas a su frontera deslicen hacia abajo; el fenómeno es más intenso cerca de la superficie inclinada del talud a causa de la falta de presión normal confinante que allí existe. Como una consecuencia, la zona mencionada puede quedar sujeta a un flujo viscoso hacia abajo que, generalmente, se desarrolla con extraordinaria lentitud. El desequilibrio puede producirse por un aumento en las cargas actuantes en la corona del talud, por una disminución en la resistencia del suelo al esfuerzo cortante o, en el caso de laderas naturales, por razones de conformación geológica que escapan a un análisis local detallado.

Investigaciones sobre el comportamiento triaxial de suelos arcillosos en pruebas drenadas demuestran que su resistencia es una función del tiempo que dura la prueba; la curva esfuerzo-deformación también depende del tiempo que actúe sobre la muestra cada incremento de carga. Para cargas muy pequeñas respecto a la resistencia máxima, las diferencias de deformación en tiempos distintos son imperceptibles, pero cuando la carga una fracción importante de la resistencia, la deformación axial crece mucho, si la carga se deja actuar largos periodos de tiempo. El efecto empieza a ser importante cuando la carga aplicada es de orden del 50% de la resistencia máxima, pero se nota claramente para cargas bastante menores.

b)      Desplazamiento en laderas naturales sobre superficies de falla preexistentes

En muchas laderas naturales se encuentra en movimiento hacia abajo una costra importante del material; no se trata ya de un mecanismo más o menos superficial, como el que se describió anteriormente, sino de otro producido por un proceso de deformación bajo esfuerzo cortante en partes más profundas, que llega muchas veces a producir una verdadera superficie de falla. Estos movimientos, a veces son tan lentos que pasan inadvertidos, hasta que el ingeniero ha de actuar en la zona, en alguna zona, en la obra. Si los movimientos se aceleran se puede llegar a producir un deslizamiento en tierras. Un caso frecuente es el que aparece en laderas formadas por depósitos de talud sobre otros materiales firmes estratificados, que siguen más o menos la inclinación de la ladera. En estos casos se observan con frecuencia superficies de falla prácticamente planas, que siguen los contactos entre los depósitos de talud y los materiales más resistentes de apoyo.

Este tipo de fallas se presenta en materiales cohesivos, donde las fuerzas gravitacionales, actuando por largo tiempo, producen deformaciones grandes, que llegan a generar la superficie de falla. Una vez generada la superficie, la resistencia disponible a lo largo de ella será la resistencia residual correspondiente a los materiales en contacto.

c) Falla por movimiento del cuerpo del talud

En contraste con los movimientos superficiales lentos, descritos en el inciso anterior, pueden ocurrir en los taludes movimientos bruscos que afectan a masas considerables de suelo, con superficies de falla que penetran profundamente en su cuerpo. Estos fenómenos reciben comúnmente el nombre de deslizamiento de tierras. Dentro de estos existen dos tipos claramente diferenciados. En primer lugar, un caso en el cual se define una superficie de falla curva, a lo largo de la cual ocurre el movimiento del talud; esta superficie forma una  traza con el plano del papel que puede asimilarse, por facilidad y sin error mayor, a una circunferencia. Estas son las fallas llamadas por rotación. En segundo lugar, se tienen las fallas que ocurren a lo largo o en su terreno de cimentación.

d)     Flujos

Este tipo de fallas consiste en movimientos más o menos rápidos de zonas localizadas de una ladera natural, de manera que el movimiento en sí y la distribución aparente de las velocidades y los desplazamientos asemejan el fluir de un líquido viscoso. No existe, en sí, una superficie de falla, o esta se desarrolla en un lapso muy breve al inicio del fenómeno.

Estas fallas pueden ocurrir en cualquier formación no concentrada, desde fragmentos de roca, hasta arcillas francas; suceden tanto en materiales secos como húmedos. Muchos flujos rápidos en materiales secos ocurren asociados a fenómenos de presión de aire, en los que se juega un papel análogo al agua en los fenómenos de licuación de suelos.

e)      Fallas por erosión

Estas son también fallas de un tipo superficial provocadas por arrastres de viento, agua, etc., en los taludes. El fenómeno es tanto más notorio cuando más empinadas sean las laderas de los taludes. Una manifestación típica del fenómeno suele ser la aparición de irregularidades en el talud, originalmente uniforme. Desde el punto de vista teórico esta falla suele ser imposible de cuantificar detalladamente, pero la experiencia ha proporcionado normas que la atenúan grandemente su se las aplica cuidado.

f)       Fallas por licuación

Estas fallas ocurren cuando en la zona de deslizamiento el suelo pasa rápidamente de una condición más o menos firme a la correspondencia a una suspensión, con pérdida casi total de resistencia al esfuerzo cortante. El fenómeno puede ocurrir tanto en arcillas extra sensitivas como en arenas poco compactas.

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Bibliografia : Mecanica de Suelos, Tomo 2, Juarez, Badillo

Deslizamientos