Análisis paramétrico para la optimización del diseño de un muro de contención de gaviones tipo liso mediante el método de equilibrio límite

Abstract

El presente trabajo de investigación analiza la influencia de los parámetros geométricos de un muro de gavión liso. Se toma el caso de estudio aplicativo del libro Manual de gaviones de Camargo Hernández (2001), en el cual las propiedades de entrada, tanto para el suelo, el relleno y el gavión, ya se encuentran definidas, así como los parámetros del muro como la altura de 4 metros, ancho de base de 3 metros, ancho de corona de 1 metro, la inclinación del muro de 6°, inclinación del terreno de 0° y la sobrecarga del terreno de 29.43 kN/m2 . En base a ellos se realiza el estudio geométrico paramétrico de la carga del terreno, ángulo de inclinación del muro, y el ángulo de inclinación del terreno, todos ellos como parámetros elegidos para analizarlos a través de dos métodos de estudio. Con la finalidad de validar el caso de estudio, se realiza una comparación objetiva de las variables definidas entre el método analítico, para el cual se obtienen las fórmulas necesarias para su aplicación previa revisión de la literatura, y el método de equilibrio límite GEO5, el cual utiliza los métodos de estado límite, factor de seguridad y análisis de estabilidad interna, para así obtener el cálculo de estabilidad contra deslizamiento, volcamiento, coeficiente de volteo, fuerzas normales, excentricidad, fuerzas resistentes y activas, coeficiente de deslizamiento, esfuerzo máximo y capacidad portante. Finalmente, se analiza la variación de los parámetros ya validados, para lo cual se varía un parámetro específico y los otros permanecen con los valores del caso de estudio. Así, el ángulo de inclinación del muro va desde los 0° hasta los 12°, la inclinación del terreno desde los 0° hasta los 24° y la sobrecarga del terreno desde los 0 kN/m2 hasta los 117.68 kN/m2 ; todos ellos realizados por los dos métodos mencionados, para así poder definir los parámetros que aporten mayor seguridad y resistencia en el diseño de este tipo de muros.

The application case study is taken from the book Gabion Manual by Camargo Hernández (2001), in which the input properties, both for the soil, the fill and the gabion, are already defined, as well as the parameters of the wall such as the height of 4 meters, the base width of 3 meters, the crown width of 1 meter, the wall inclination of 6°, the terrain inclination of 0° and the terrain overload of 29.43 kN/m2 . Based on them, the parametric geometric study of the ground load, angle of inclination of the wall, and the angle of inclination of the ground is carried out, all of them as parameters chosen to analyze them through two study methods. In order to validate the case study, an objective comparison of the defined variables is carried out between the analytical method, for which the necessary formulas for its application are obtained after reviewing the literature, and the GEO5 limit equilibrium method, the which uses the methods of limit state, safety factor and internal stability analysis, in order to obtain the calculation of stability against sliding, overturning, overturning coefficient, normal forces, eccentricity, resistant and active forces, sliding coefficient, maximum stress and bearing capacity. Finally, the variation of the already validated parameters is analyzed, for which a specific parameter is varied, and the others remain with the values of the case study. Thus, the angle of inclination of the wall ranges from 0° to 12°, the inclination of the terrain from 0° to 24° and the overload of the terrain from 0 kN/m2 to 117.68 kN/m2 ; all of them carried out by the two mentioned methods, in order to define the parameters that provide greater security and resistance in the design of this type of walls.