En los métodos de análisis para estabilidad de taludes, en la practica la estabilidad se determina en términos de un factor de seguridad teniendo en cuenta todos los aspectos que afectan la estabilidad de un talud, como pueden ser los parámetros geomorfológicos, presencia de grietas de ten- sión, cargas dinámicas por sismos, la geometría del talud, propiedades del suelo, flujo de agua, y todos los factores externos que pueden influir en el equilibrio de la estructura.
No solo la determinación del factor de seguridad asegura el comporta- miento del talud, pues no todos los factores se pueden matematizar en un modelo, pero da una idea del comportamiento basándose en superfi- cies de falla, generalmente con figuras geométricas determinadas ya sean circulares planas, o semicirculares, ya que existen pocos modelos y aun presentan errores para superficies irregulares, pero aún falta in- vestigación del tema, teniendo en cuenta que el suelo se comporta como material isotrópico.
La falla en los taludes se pueden presentar en suelos en condiciones drenadas o no drenadas, dícese de no drenadas cuando la inestabilidad es causada por cambios de cargas, ya sea en la parte superior por au- mento de cargas, o por remoción de materiales en la parte inferior del talud, en suelos de baja permeabilidad, donde el tiempo es insuficiente
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para drenar el agua durante el cambio de carga; usualmente los suelos tienen una alta permeabilidad, por lo que los análisis se realizan en con- diciones drenadas.
Los análisis en problemas de estabilidad se hacen suponiendo un sis- tema de esfuerzos efectivos o totales, debido a que la estabilidad del suelo está regida por las presiones efectivas tanto en condición drenada como en no drenada, aunque en la realidad no se pueden determinar con exactitud los excesos en la presión de poros que se presentara por el cambio de carga (excavaciones, cambios del nivel del agua, colocación de rellenos, etc.), pero igual los análisis se realizan con el sistema de esfuerzos totales o efectivos.
Existen diferentes tipos de métodos de cálculo estabilidad de taludes, donde se clasifican en métodos numéricos y métodos de equilibrio li- mite. Los métodos de equilibrio limite plantean que las fuerzas actuan- tes y resistentes son iguales a lo largo de una superficie de falla, equi- valentes a un factor de seguridad de 1.0, este análisis requiere informa- ción sobre la resistencia del suelo; el análisis se puede realizar estu- diando la longitud total de la superficie de falla o dividiendo la masa de suelo en tajadas o dovelas, a partir del siglo XX se han desarrollado diversos métodos mejorando el sistema de dovelas y se manejan por iteraciones y cada uno tiene un grado de exactitud.
Han existido diversos autores que han estudiado el tema y han hecho sus planteamientos acerca del análisis por equilibrio limite como lo han sido Fellenius (1.927), que plantea el método más común de dovelas, con superficies de fallas circulares y equilibrio de fuerzas, usado gene- ralmente en taludes planos con alta presión de poros pues es muy im- preciso, presenta bajos factores de seguridad, aunque es muy usado por su simplicidad de hacerlo. También hay otros métodos como lo son el de Bishop (1.955) que plantea equilibrio de momentos en superficies
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circulares también, están en el Janbú (1.968), Spencer (1.967), Mor- genstern & Price (1.965), que se explicaran adelante más detallada- mente, que son aplicados a cualquier superficie de falla y plantea un equilibrio de momentos y fuerzas; existen otros métodos como lo son el de Sarma (1.973) donde desarrolla una relación entre el coeficiente sísmico para producir la falla, obtenido por el método de las dovelas y el factor de seguridad, donde el factor de seguridad estático corresponde al caso cero de coeficiente sísmico; están el de Lowe & Karafiath (1.960), por elementos finitos y por espiral logarítmica, esta última solo aplica a superficies de falla de forma espiral logarítmica.
El factor de seguridad es usado para saber cuál es el factor de amenaza de falla del talud en el peor de los comportamientos de este; Fellenius (1.927) presento el factor de seguridad como la relación entre la resis- tencia al corte real, calculada del material del talud, y los esfuerzos de corte critico que tratan de producir la falla.
Los métodos numéricos se han venido implementando con el auge de la computación, permitiendo realizar análisis de situaciones que por métodos manuales eran demasiado complejas de realizar, por lo que se crearon software que modelan por diversos métodos y con una cantidad mayor de incógnitas, usando en unos casos análisis de elementos fini- tos, o análisis de equilibrio por interacción.
Otros métodos de análisis, para casos más simples han sido por medio de tablas o números de estabilidad, usado en taludes simples homogé- neos. La primera tabla fue desarrollada por Taylor (1.937 y 1.948), donde son aplicadas a análisis con esfuerzos totales, pues no consideran la presión de poros; posteriormente otros autores han presentado diver- sas tablas como lo han sido Bishop & Morgenstern (1.960), Hunter & Schuster (1.968), Janbú (1.968), Morgenstern (1.963), Spencer (1.967), Terzaghi & Peck (1.967), y otros, las cuales se resumen en la tabla.
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Tabla 2: listado de tablas para cálculo de estabilidad de taludes disponibles en la literatura
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Los métodos para calcular la estabilidad de taludes, si pueden clasificar de la siguiente manera:
Figura 5: métodos de análisis de estabilidad de taludes
Fuente: análisis de estabilidad (Suarez, P.137)