Análisis de estabilidad de taludes reforzados con geomalla a base de fibra de cabuya en la provincia de Talara - Piura

Abstract

El deslizamiento de taludes es uno de los problemas más frecuentes y desafiantes en la ingeniería. Se utilizan diversos métodos para su estabilización, sin embargo, gran parte de estos son reforzamientos con materiales sintéticos. Actualmente, se realizan investigaciones para reemplazar estos materiales por fibras naturales. La presente tesis propone una innovadora solución sustentable para la protección de taludes utilizando las fibras de Cabuya como material para la elaboración de geomallas. Además, se detalla el proceso de obtención y diseño de esta geomalla. Para su verificación se realizaron ensayos experimentales donde se midieron la resistencia a la tracción y su porcentaje de elongación de las fibras. Para la evaluación y análisis de la propuesta de solución, se eligió la zona de estudio correspondiente a la Provincia de Talara - Piura. Debido a que esta provincia posee una alta tasa de deslizamientos de taludes por sismicidad, geomorfología, gravedad y erosión, perjudicando a todos los pobladores de la región. Se eligieron dos secciones del talud más crítico en dicho sector como objeto de estudio. La investigación se realizó de forma exploratoria y experimental, ya que se requirió ir a la zona de estudio para la toma de muestras de suelos con el objetivo de obtener los parámetros requeridos, así como, de las fibras de Cabuya con el fin de realizar la geomalla. Su posterior evaluación se dio mediante los ensayos de laboratorio para determinar la tracción y elongación de las fibras. Además, se realizó la evaluación y comparación del factor de seguridad del talud natural y reforzado mediante el programa computacional Slide 6.0 basado en el Método de Spencer y Morgenstern-Price en condiciones estáticas y pseudoestáticas. De acuerdo con los resultados obtenidos, se verifica que la geomalla a base de fibra de cabuya es una potencial opción para estabilizar taludes, pues el aumento del factor de seguridad en ambas condiciones es mayor al 50% en comparación a sus condiciones iniciales.

Sliding of slopes is one of the most common and challenging issues in engineering. Various methods are used for their stabilization; however, a large portion of these involve reinforcements with synthetic materials. Currently, research is being conducted to replace these materials with natural fibers. This thesis proposes an innovative sustainable solution for slope protection using Cabuya fibers as material for the production of geogrids. Additionally, the process of obtaining and designing this geogrid is detailed. Experimental tests were conducted to measure the tensile strength and percentage of elongation of the fibers for verification. For the evaluation and analysis of the proposed solution, the study area corresponding to the Province of Talara-Piura was chosen. This province experiences a high rate of slope sliding due to seismic activity, geomorphology, gravity, and erosion, which adversely affect all residents of the region. Two sections of the most critical slope in that area were selected as the objects of study. The research was conducted in an exploratory and experimental manner, as it was necessary to go to the study area to collect soil samples to obtain the required parameters, as well as Cabuya fibers for the production of the geogrid. Subsequent evaluation was carried out through laboratory tests to determine the tensile strength and elongation of the fibers. Additionally, the safety factor of the natural and reinforced slope was evaluated and compared using the computational program Slide 6.0 based on the Spencer and Morgenstern-Price Method under static and pseudo-static conditions. According to the results obtained, it is confirmed that the Cabuya fiber-based geogrid is a potential option for slope stabilization, as the increase in the safety factor in both conditions is greater than 50% compared to their initial conditions.