| Journal: | Tecnología y ciencias del agua |
| Database: | PERIÓDICA |
| System number: | 000385092 |
| ISSN: | 0187-8336 |
| Authors: | Li, Xiangyue1 Rendón, Luis Emilio1 Espinoza, María Joselina1 |
| Institutions: | 1Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, Jiutepec, Morelos. México |
| Year: | 2010 |
| Season: | Jul-Sep |
| Volumen: | 1 |
| Number: | 3 |
| Pages: | 89-108 |
| Country: | México |
| Language: | Español |
| Document type: | Artículo |
| Approach: | Aplicado, descriptivo |
| Spanish abstract | Para estudiar materiales porosos se presenta un modelo elastoplástico. Mediante dicho modelo es factible determinar las condiciones bajo las que sucede el colapso de taludes formados por materiales granulares saturados sujetos a un campo de fuerzas de filtración en régimen estacionario. Los análisis de estabilidad de talud desarrollados en este trabajo permiten calcular, con un adecuado nivel de precisión, el campo de flujo de agua y la condición de colapso de las masas de suelo bajo el flujo de agua y la carga interna, ambos generados por la gravedad. Las fuerzas de filtración varían espacialmente, en contraste con una distribución uniforme de dichas fuerzas, hipótesis en la que se fundamentan las soluciones analíticas de taludes infinitos. Solamente para ciertas combinaciones de parámetros de materiales y geometrías de taludes, los factores de seguridad calculados a partir de modelos de flujo uniforme y talud infinito se aproximan a aquellos determinados que toman en cuenta campos de flujo espacialmente variados y taludes bidimensionales. Bajo otras condiciones, la solución del talud infinito puede sobrestimar los factores de seguridad. Por último, se analizan los taludes no homogéneos en capas de diferentes materiales, considerando pequeñas variaciones de la permeabilidad. En la mayoría de los estudios de estabilidad, ya sea usando los métodos de equilibrio límite, análisis límite o, incluso, elemento finito, por lo común se calcula la distribución de presiones de poro con base, exclusivamente, en el perfil del nivel freático, sin resolver la ecuación del flujo estacionario. El presente estudio muestra que, si bien tal hipótesis se considera aceptable en los taludes homogéneos, se encuentra lejos de ser la adecuada para los taludes no homogéneos |
| English abstract | A poroelastoplastic model is used to determine collapse conditions of saturated cohesionless slopes which are subjected to a steady-state seepage field. The original coupled formulation for pore-pressure and displacement of solid skeleton is decoupled into two separate problems. The water flow of the slope is described by Laplace's equation and the stress-displacement condition is treated by the static effective-stress equilibrium equation along with an elastic-perfectly plastic constitutive relation. The seepage force field is firstly determined and the viscoplastic algorithm is then applied to calculate slope safety factors. Seepage forces in slopes are spatially variable, in contrast to the uniform seepage force distribution, assumed in the analytical solution of infinite slopes. The safety factors computed for uniform flows and infinite slopes may be close to those determined for spatially variable flow fields and two-dimensional slopes only for certain combinations of material parameters and slope geometries; under other conditions, the infinite slope solution provides significant overestimation regarding factors of safety. Non-homogeneous slopes are finally analyzed in which small variations in permeability are considered in different layers. It is demonstrated that commonly used stability analyses are far from adequate if the seepage field is taken into account only through groundwater table elevation |
| Disciplines: | Geociencias, Ingeniería |
| Keyword: | Geofísica, Ingeniería hidráulica, Suelos arenosos, Taludes, Escurrimiento, Flujo subterráneo, Elastoplasticidad |
| Keyword: | Earth sciences, Engineering, Geophysics, Hydraulic engineering, Sandy soils, Slopes, Seepage, Underground flow, Elastoplasticity |
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