Modelación numérica del efecto mecánico de las raíces en la estabilidad de taludes
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Carranza Linero, David Leonardo | 2021
Este trabajo de investigación evalúa la contribución de la vegetación en la estabilidad de taludes, con un énfasis en los efectos mecánicos que proporciona el sistema de raíces, mediante cinco tipos de modelaciones, en los cuales se analizaron tres enfoques diferentes; esto con el fin de identificar la mejor forma de modelar numéricamente el efecto de las raíces. Para el primer enfoque, se modificaron las propiedades del suelo, donde se utilizó el término de cohesión aparente, el cual es el incremento del valor de la cohesión de la masa de suelo debido a la presencia de las raíces. En el segundo enfoque se modelaron anclajes asignando propiedades de fuerza de tensión y módulo de Young, los cuales representan la presencia de las raíces en el suelo y, por último, en el tercer enfoque, se modeló la raíz de manera individual aplicando las mismas propiedades del enfoque anterior. Las propiedades mecánicas de las raíces que se utilizaron en cada uno de los enfoques mencionados son las del pasto Vetiver, el cual se escogió después de realizar comparaciones entre diferentes tipos de vegetación, y se pudo evidenciar que el pasto vetiver cuenta con varias propiedades mecánicas y morfológicas que contribuyen con la estabilidad del talud.
Para evaluar la contribución de la presencia de las raíces y realizar los análisis de estabilidad se utilizó el método de equilibrio límite, utilizando el método de Bishop, mediante la utilización del software Slide2 y el método de elementos finitos, a través del software Plaxis 2D. Después de realizar los análisis, los resultados mostraron que la presencia de las raíces genera un incremento en los Factores de Seguridad para todos los tipos de modelación, en especial cuando esta se ubica sobre toda la superficie del talud (corona, pendiente y pie), y que a medida que aumenta el ángulo de inclinación del talud, los incrementos son mayores. Adicionalmente, se pudo establecer que la mejor forma para representar las raíces es mediante la modificación de las propiedades del suelo, utilizando los métodos de equilibrio límite y elementos finitos.
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