Análisis de la estabilidad del talud del tramo 23+710, carretera Yaurisque - Ranracasa - Paruro y propuesta de estabilización, Cusco, 2022

Abstract

La presente investigación tuvo como objetivo analizar la estabilidad del talud ubicado en la progresiva 23+710; de la Carretera Yaurisque – Ranraccasa, Paruro y plnatear una propuesta de estabilización. Para lo cual, tras haber obtenido información de las propiedades físico mecánicas de los suelos y características topográficas del talud, se determinó el factor de seguridad (FS) y su interpretación, a partir de esto se propuso un sistema de estabilización, empleando la metodología de equilibrio límite por medio del análisis y modelado en el software Geo5. Para alcanzar del objetivo del presente trabajo de tesis, primeramente, se realizó el reconocimiento del área de estudio, la inspección e identificación del talud más crítico. Con la información obtenida se procedió a realizar un levantamiento topográfico a fin de conocer las características morfológicas de la superficie del terreno y establecer las secciones de análisis. Posteriormente se efectuó la prueba del sondaje eléctrico vertical(SEV), considerando las zonas más críticas del talud definidas anteriormente, para, mediante las propiedades eléctricas del suelo, conocer la distribución de resistividad del suelo de esta manera determinar la estratificación geoeléctrica del terreno, conocer el lecho rocoso e identificar el nivel freático; con la interpretación de lo anterior, se procedió a extraer muestras de suelo de las calicatas emplazadas a partir de la información anterior, con el propósito de conocer las propiedades físico mecánicas de los suelos presentes en el área de estudio, mediante la ejecución de ensayos de laboratorio e insitu; ensayos tales como: Ensayo de compresión triaxial del tipo No consolidado No drenado (UU), Análisis Granulométrico por tamizado, Límite líquido, Límite Plástico, Contenido de humedad natural, Ensayo de Velocidad de Infiltración (Porchet), Densidad de Campo mediante el Ensayo de Cono de Arena, Ensayo de penetrómetro Dinámico Ligero (DPL) y gravedad específica mediante el picnómetro de agua, los cuales nos permitieron determinar algunos parámetros importantes de los suelos, como: Clasificación del suelo, peso específico, Ángulo de fricción interna, cohesión, etc., estos parámetros fueron fundamentales para la obtención del factor de seguridad (FS) y análisis de la estabilidad del talud, empleando la metodología de equilibrio límite la cual se basa en las leyes de la estática para determinar el estado de equilibrio de una masa de terreno potencialmente inestable donde las fuerzas resistentes y desestabilizadoras están uniformemente a lo largo de la superficie de falla del talud; mediante el uso del software Geo5 en su presentación “Estabilidad de Taludes”, el cual es un software que engloba los métodos de equilibrio límite. Finalmente, se obtuvo un valor máximo del factor de seguridad (FS) para las secciones de análisis de 1.35, determinándose así; que el talud de estudió es inestable de acuerdo al factor seguridad (FS) mínimo de 1.5 requerido por la normativa nacional CE020 “Estabilización de suelos y taludes”. Por lo tanto, se propuso un sistema de estabilización con la modificación de la sección del talud mediante la reducción de la pendiente (abatimiento del talud), incorporación de muros de contención(gaviones) y sistema de drenaje, para luego realizar su correspondiente análisis lográndose alcanzar un factor de seguridad (FS) mínimo de 1.50 lo cual supera el factor de seguridad mínimo requerido por la normativa nacional CE020 “Estabilización de suelos y taludes”, garantizando de esta manera la estabilidad del talud.

The present investigation had as objective to analyze the stability of the slope located in the progressive 23+710; of the Yaurisque - Ranraccasa Highway, Paruro and plan a stabilization proposal. For which, after having obtained information on the physical-mechanical properties of the soils and topographic characteristics of the slope, the factor of safety (FS) and its interpretation were determined, from this a stabilization system was proposed, using the methodology of limit equilibrium through analysis and modeling in Geo5 software. To achieve the objective of this thesis work, firstly, the recognition of the study area, the inspection and identification of the most critical slope was carried out. With the information obtained, a topographic survey was carried out in order to know the morphological characteristics of the land surface and establish the analysis sections. Subsequently, the vertical electrical sounding (SEV) test was carried out, considering the most critical areas of the slope defined above, to, through the electrical properties of the soil, know the resistivity distribution of the soil, thus determining the geoelectric stratification of the terrain, knowing bedrock and identify the water table; With the interpretation of the above, we proceeded to extract soil samples from the pits located from the previous information, with the purpose of knowing the physical-mechanical properties of the soils present in the study area, through the execution of tests of laboratory and in situ; tests such as: Triaxial compression test of the Unconsolidated Undrained (UU) type, Granulometric Analysis by sieving, Liquid Limit, Plastic Limit, Natural Moisture Content, Infiltration Rate Test (Porchet), Field Density by the Sand cone, Light Dynamic Penetrometer (DPL) test and specific gravity using the water pycnometer, which allowed us to determine some important soil parameters, such as: Soil classification, specific weight, Angle of internal friction, cohesion, etc. ., these parameters were essential for obtaining the safety factor (FS) and slope stability analysis, using the limit equilibrium methodology which is based on the laws of statics to determine the equilibrium state of a mass of potentially unstable terrain where resisting and destabilizing forces are uniformly along the failure surface of the slope; through the use of Geo5 software in its presentation "Slope Stability", which is a software that includes limit equilibrium methods. Finally, a maximum value of the safety factor (FS) for the analysis sections of 1.35 was obtained, thus being determined; that the studied slope is unstable according to the minimum safety factor (FS) of 1.5 required by the national regulation CE020 "Stabilization of soils and slopes". Therefore, a stabilization system was proposed with the modification of the slope section by reducing the slope (lowering the slope), incorporating retaining walls (gabions) and a drainage system, to later carry out its corresponding analysis, achieving achieve a minimum safety factor (FS) of 1.50, which exceeds the minimum safety factor required by national regulation CE020 "Stabilization of soils and slopes", thus guaranteeing the stability of the slope.