Aplicación del criterio de rotura no lineal de Hoek y Brown a la estabilidad de taludes altos en macizos rocosos

Abstract

En la presente tesis se analiza la rotura global en taludes altos constituidos por macizos rocosos, considerándolo como un medio isótropo, elastoplásticos, con dilatación nula, y aplicando la versión más reciente del criterio de rotura de HOEK y BROWN (HOEK et al,2002). Esta metodología de cálculo se enfrenta a un problema en la definición del factor de seguridad frente a rotura. Por ser el criterio de rotura no lineal, la técnica habitual de la reducción de la resistencia al corte del terreno no es inmediata. Una de las alternativas de cálculo utilizadas es linealizar previamente la envolvente de rotura y obtener un criterio equivalente de MOHR-COULOMB. Cuando se aplica el criterio de rotura de HOEK y BROWN, las incertidumbres provienen principalmente de errores producidos durante la caracterización geomecánica, o sea del índice GSI (Geological Strength índex). A partir de lo anterior, PUELL (2003) ha definido un nuevo factor de seguridad para macizos rocosos, de aplicación junto con el criterio de HOEK y BROWN y que se define como F.S.Gsl = GSIIGSI0 siendo GSI el valor de índice de resistencia geológica para el macizo rocoso y GSI0 el valor de índice de resistencia geológica para el macizo rocoso en situación de equilibrio límite. Para validar esta técnica, en la presente tesis, se ha comparado el nuevo factor de seguridad calculado (F.S.Gsl) en varios taludes hipotéticos con distintas alturas e inclinaciones en distintos tipos de terreno, con el factor de seguridad resultado de linealizar el criterio de HOEK y BROWN y convertirlo en un criterio de MOHR-COULOMB. Los datos obtenidos han permitido realizar una propuesta de valores exigibles al factor de seguridad F.S.Gsl en función del índice GSI del terreno. Finalmente se ha aplicado la metodología propuesta en esta tesis a un caso real bajo distintas hipótesis, las cuales han servido como análisis paramétrico ante efectos externos que afectan a la estabilidad como el agua, los sismos o la relación entre el esfuerzo horizontal y vertical inicial en el plano de análisis, y otros internos como el factor de alteración D adoptado en la versión más reciente del criterio de HOEK y BROWN.