Efecto de la permeabilidad en el factor de seguridad de presas de tierra bajo precipitaciones

Abstract

En esta investigación, se relacionan la permeabilidad y el contenido volumétrico de agua para evaluar su influencia en el factor de seguridad de presas de tierra homogéneas de 30 metros de altura. Para ello, se consideran cinco casos de análisis, incluyendo suelos arcillosos en el terraplén, uno para cada caso; un prisma de drenaje y una base impermeable. Estableciendo tres relaciones entre la permeabilidad y el contenido volumétrico de agua, a partir de los parámetros propios de los estudios de suelos y con el empleo de las ecuaciones de Terzaghi y Schlichter, se constituyen las condiciones fundamentales de la investigación. Se consideran cinco días de lluvia continua para tres intensidades, relacionadas con la permeabilidad saturada de cada suelo. Para ello, se emplea un modelo híbrido de elementos finitos y de equilibrio límite, mediante el programa GeoStudio (2018). El resultado permite establecer una relación entre el tiempo de falla, el método de estimación de la permeabilidad y el factor de seguridad para las intensidades de lluvia, observando que, con la aplicación del método de Schlichter, el factor de seguridad decrece abruptamente en las primeras 48 horas, mientras que para el método de Terzaghi los resultados muestran una mayor similitud con los obtenidos a partir de los parámetros propios de los estudios de suelos.

Alternate abstract:

In this research, permeability and volumetric water content are related to evaluate their influence on the safety factor of 30-meter-high homogeneous earthen dams. For this, five analysis cases are considered, including clayey soils in the embankment, one for each case: a drainage prism and a waterproof base. Establishing three relationships between permeability and volumetric water content, based on the parameters of the soil studies and with the use of the Terzaghi and Schlichter equations, the fundamental conditions of the investigation are established. Five days of continuous rain are considered for three intensities, related to the saturated permeability of each soil. For this, a hybrid model of finite elements and limit equilibrium is used, through the GeoStudio (2018) program. The result allows establishing a relationship between the failure time, the permeability estimation method and the safety factor for the rain intensities, observing that, with the application of the Schlichter method, the safety factor decreases abruptly in the first 48 hours, while for the Terzaghi method the results show a greater similarity with those obtained from the parameters of the soil studies.