Diseño de estabilidad del talud mediante los softwares Slide y Plaxis en la carretera PE-10A sector Plazapampa en el año 2021

Abstract

La presente investigación fue realizada en el talud de la carretera PE- 10 A Km 54+350 del sector Plazapampa, Distrito de Salpo, Provincia de Otuzco, Departamento de La Libertad; con el objetivo de aportar soluciones para la estabilización de los taludes en riesgo alto en la carretera PE-10A sector Plazapampa, por medio del análisis de estabilidad en los softwares Slide 6.0 y Plaxis 2D. La primera fase metodológica fue el trabajo en campo, el cual consistió en la realización de ensayos in situ (ensayo DPL), levantamiento topográfico y toma de muestras del suelo del talud, para su respectiva caracterización en el laboratorio de mecánica de suelos. En fase de gabinete se recopiló información geológica, así como se acotó las consideraciones sísmicas y el modelamiento hidrológico para la zona del talud, por último, se procedió al análisis de estabilidad en los softwares mencionados. El análisis comprendió el modelado sin considerar la precipitación para condiciones estáticas y pseudoestáticas; y también el modelado con presencia de lluvia bajo condiciones estáticas. El software Slide 6.0, calculó el valor del factor de seguridad por medio del método de equilibrio limite utilizando los métodos de Spencer, Janbu simplificado y Bishop simplificado y el software Plaxis 2D determinó el valor del factor de seguridad en base al método de elementos finitos. Se determinó que los valores del Factor de Seguridad promedio del talud en condiciones estáticas y pseudoestáticas sin presencia de lluvia son 1.55 y 1.14 respectivamente y el valor del factor de seguridad promedio en condiciones estáticas considerándose la precipitación es 1.46. Estos valores determinaron que el talud de estudio es inestable, siendo necesario establecer diseños de estabilidad mediante la aplicación de reconformación geométrica, sistemas de sub drenes y la colocación de muros de contención. Para dichos diseños, los valores de seguridad en condiciones más extremas de lluvia y sismo, fueron 1.46, 0.93,1.68 para subdren, reconformación geométrica y muro de contención respectivamente; la implementación del sistema de sub drenes resulto ser óptima por su bajo costo y fácil implementación.

The present investigation was carried out on the slope of highway PE-10 A Km 54+350 in the Plazapampa sector, District of Salpo, Province of Otuzco, Department of La Libertad; with the aim of providing solutions for the stabilization of slopes at high risk on the PE-10A Plazapampa sector highway, through stability analysis in Slide 6.0 and Plaxis 2D software. The first methodological phase was the field work, which consisted of conducting in situ tests (DPL test), topographic survey and taking soil samples from the slope, for their respective characterization in the soil mechanics laboratory. In the cabinet phase, geological information was collected, as well as the seismic considerations and the hydrological modeling for the slope area, finally, the stability analysis was carried out in the aforementioned software. The analysis included modeling without considering precipitation for static and pseudo-static conditions; and also modeling with the presence of rain under static conditions. The Slide 6.0 software calculated the value of the safety factor by means of the limit equilibrium method using the Spencer, simplified Janbu and simplified Bishop methods, and the Plaxis 2D software determined the value of the safety factor based on the finite element method. It was determined that the values of the average Safety Factor of the slope in static and pseudo-static conditions without the presence of rain are 1.55 and 1.14, respectively, and the value of the average safety factor in static conditions considering precipitation is 1.46. These values determined that the study slope is unstable, being necessary to establish stability designs through the application of geometric reconformation, sub-drain systems and the placement of retaining walls. For these designs, the safety values in the most extreme conditions of rain and earthquake were 1.46, 0.93, 1.68 for subdrain, geometric reconformation and retaining wall, respectively; The implementation of the sub drain system turned out to be optimal due to its low cost and easy implementation.