Evaluación de la incertidumbre de parámetros geotécnicos mediante métodos probabilísticos en el análisis de la estabilidad de taludes

Abstract

La tesis evalúa la incertidumbre de los parámetros geotécnicos, mediante métodos probabilísticos, en el análisis de la estabilidad de taludes sintéticos, diseñados sobre la base de un caso de referencia y, posteriormente se desarrolla un análisis complementario de un talud real, siguiendo la misma metodología de estudio en ambos casos. Este trabajo se limitó al análisis bidimensional de taludes conformados por suelo homogéneo, para escenarios de mínima y máxima incertidumbre, evaluados en condiciones estática y pseudoestática, basados en métodos de equilibrio límite y criterio de rotura de Mohr-Coulomb. Se emplearon las metodologías de Spencer y Morgenstern-Price para la determinación de factores de seguridad, así como los métodos de hipercubo latino (LHS) y primer orden segundo momento (FOSM) para el desarrollo del enfoque probabilístico, en el cálculo de valores de probabilidades de falla e índices de confiabilidad asociados a estas, en cada escenario simulado. Las modelaciones y análisis se desarrollaron mediante el software Slide v6.0, y sobre la base de la información generada, se empleó el software Excel para la aplicación del método FOSM. La hipótesis de trabajo expresa que un talud considerado estable, no necesariamente resulta confiable, por lo que es conveniente incorporar al análisis tradicional el enfoque probabilístico. Los resultados permitieron confirmar la hipótesis planteada, pues se identificaron casos en donde se reportaron factores de seguridad que cumplían los requerimientos de estabilidad, según las normas, y, sin embargo, presentaban valores de considerable probabilidad de falla. Además, se determinó que no se aprecian diferencias significativas entre los factores de seguridad determinístico y probabilístico, por lo que resulta imposible advertir el efecto de la incertidumbre si se prescinde de la información adicional que proporciona el enfoque probabilístico, es decir, índices de confiabilidad asociados a valores de probabilidades de falla. Asimismo, se verificó que los parámetros de mayor influencia sobre la estabilidad de los taludes son la cohesión y ángulo de fricción interno, en ese orden de relevancia. Sin embargo, este orden puede verse alterado en escenarios de máxima incertidumbre y condición sísmica. Finalmente, la contribución del peso de suelo puede considerarse despreciable, pues representa menos del 5% del peso total de la variabilidad del factor de seguridad en los taludes analizados.