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Weber - Saint-Gobain

Terraplen en terreno horizontal

Introducción

Se tiene que construir el terraplén de una carretera sobre una capa de arcilla blanda. Se han considerado las dos soluciones siguientes:

1. Terraplén con grava como material de relleno

2. Terraplén con Arlita® Leca® como material de relleno y grava para la capa de coronación.

Propiedades de los materiales:

Los cálculos se han llevado a cabo empleando un programa de análisis llamado Slide. El programa calcula la superficie de rotura crítica para la estructura, dando el factor de seguridad más reducido posible. En este ejemplo el factor de seguridad requerido es F = 1,5.

 

1. Terraplen con grava como material de relleno

Perfil altimétrico del terraplén de la carretera con relleno de grava:

La siguiente figura muestra el perfil altimétrico del terraplén y del suelo. El terraplén tiene una altura de 4 metros y una anchura de 10 metros en la parte superior. La inclinación de la pendiente es 1:3, lo que da una anchura total del terraplén de 34 m en la parte inferior. El suelo sobre el que se asienta el terraplén está compuesto de una capa de 4 metros de espesor de arcilla blanda sobre otra capa de 6 metros de espesor de arcilla dura. El nivel freático se sitúa a la altura del terreno. La carga aplicada en la parte superior del terraplén es una carga adicional. Los parámetros de los materiales se muestran en la tabla anterior.

 

Superficie de rotura y factor de seguridad para un terraplén con relleno de grava:

La siguiente figura muestra el resultado de Slide, e indica una superficie de rotura con una profundidad que alcanza la capa de arcilla dura. Es habitual que una superficie de rotura alcance la profundidad de una capa más firme. El resultado da un factor de seguridad F = 1,22, que no alcanza el requisito de F = 1,5.

 

 

2. Terraplén con Arlita Leca como material de relleno

Perfil altimétrico del terraplén de la carretera con relleno de Arlita Leca:

Se puede aumentar el factor de seguridad reduciendo el esfuerzo cortante en la arcilla. Esto se puede realizar reemplazando una parte de la grava con Arlita® Leca® 10 – 20 mm en el terraplén. La siguiente figura muestra una posible solución con Arlita® Leca® como material de relleno, y grava como material para la capa de coronación. La dimensión externa del terraplén sigue siendo la misma que la mostrada en la solución 1 (Terraplen con grava como material de relleno). La carga aplicada en la parte superior del terraplén se considera una carga adicional.

 

Superficie de rotura y factor de seguridad para un terraplén con relleno de Arlita Leca:

La siguiente figura muestra el resultado del cálculo con Slide, e indica una superficie de rotura similar a la hallada en la solución 1. Sin embargo, el factor de seguridad se incrementa considerablemente, siendo ahora F = 2,05. Este factor es sumamente satisfactorio y cumple con el requisito de factor de seguridad impuesto.