Análisis de los efectos de la anisotropía en los parámetros de resistencia del suelo y la permeabilidad para el diseño de taludes

77 páginasEn el presente trabajo de grado se realizó una investigación enfocada a establecer la variación del diseño de taludes en un caso de estudio ubicado en el sector del “Alto de las Palmas” en el Oriente Antioqueño, cuando se asume isotropía y anisotropía en los parámetros de resistencia (cohesión y ángulo de fricción), y permeabilidad del material, a partir del análisis de muestras de suelos residuales formados por la meteorización de anfibolita. Para ello se realizó un proceso de muestreo en campo a diferentes inclinaciones medidas desde la vertical (0°, 30°, 60° y 90°) y se emplearon ensayos de laboratorio para encontrar los parámetros de resistencia y deformación. En este caso, la permeabilidad se calculó de manera indirecta a partir de los resultados de los parámetros de deformación del suelo obtenidos por el ensayo de consolidación. Los datos de los ensayos de laboratorio se utilizaron como insumo para llevar a cabo un análisis sobre la incidencia que tiene la anisotropía en los parámetros de resistencia y en la permeabilidad. Esto para modelar el comportamiento de estabilidad e infiltración del talud bajo estas condiciones. En este caso de estudio la anisotropía generó cambios que reducen el factor de seguridad del talud cuando se investigó su influencia en los parámetros de resistencia; presentando una reducción de hasta el 5%. Sin embargo, cuando se analizó este fenómeno en la permeabilidad, se encontró que las relaciones del parámetro en sentido horizontal y vertical sí generan cambios relevantes para la condición inicial y final de infiltración por el agua en el talud analizado. Los resultados obtenidos sugieren la importancia del estudio tanto de la anisotropía de los parámetros de resistencia y de permeabilidad para el análisis de la estabilidad de taludes cuando se someten a procesos de infiltración.This work presents an investigation focused on establishing the variation of the slope design considering the soil anisotropy. The soil’s anisotropy was investigated for the strength parameters (cohesion and friction angle) and permeability of the material, for samples of residual soils formed by weathered amphibolite rock. The investigation was carried out in the case of study located at the “Alto de las Palmas” in the Eastern Antioquia region. To develop the research, a field sampling process was done in the site. Residual soil samples were taken at different inclinations measured about the vertical (0 °, 30 °, 60 ° and 90 °); consequently, laboratory tests were performed in order to find the strength-deformation parameters. Additionally, the saturated permeability of the soil was indirectly calculated from the results of the soil deformation parameters obtained by the consolidation test. Laboratory tests results were used as input to analyze how the incidence of soil’s anisotropy affects both, strength parameters and saturated permeability. This to model the behavior of stability and infiltration of the slope under these conditions. The obtained results show that, when the soil’s anisotropy for the strength parameters is considered, it leads to a reduction of the slope safety factor up to a 5%. Additionally, when the anisotropy of the permeability was analyzed, the difference between vertical and horizontal permeabilities causes relevant changes for the initial and final infiltration condition within the slope. Also, the obtained results suggest the importance of studying both the anisotropy of the strength and permeability parameters for the analysis of slope stability when subjected to infiltration processes