Análisis matricial para la estabilidad de taludes mediante el método de los elementos finitos y su aplicación en la progresiva 1+960 al 2+640 de La Via Articulación - Juliaca

Abstract

El análisis matricial de taludes accionados por la potencia del escarpe superior mediante el método de los elementos finitos y su aplicación en la progresiva 1+960 al 2+640 de la vía articulación -Juliaca, tendrá como objetivo, desarrollar el análisis matricial para la estabilidad de taludes mediante el método de los elementos finitos en su forma bidimensional para elementos triangulares, este desarrollo permitirá obtener un modelo matemático capaz de determinar cálculos de desplazamientos nodales, esfuerzos y deformaciones, este método se puede formular de distintas maneras, pero en esta investigación se realiza mediante el planteamiento directo a través de matrices de rigidez. La metodología de investigación aplicada tiene un enfoque cuantitativo de tipo descriptiva y aplicativa, con diseño experimental debido a que se realizan ensayos de laboratorio. La aplicación se centró en las progresivas 2+520, 2+540 y 2+560, logrando determinar los desplazamientos nodales, deformaciones y esfuerzos. En 2+520 los desplazamientos verticales alcanzan hasta -0.006930944 cm en los nodos v12 y v13, en 2+540 los nodos v5 y v7 de hasta -0.002162892 cm, en 2+560 los nodos v2 y v4 hasta -0.00662437 cm, sugiriendo debilidad estructural en estas zonas. Los nodos horizontales presentan desplazamientos mínimos. Los ε y σ muestran que los elementos 10, 11 y 7 son los más críticos en 2+520, en 2+540 los elementos 13 y 14 y en 2+560 el elemento 14 también presenta las mayores deformaciones, mientras que los elementos 1, 2, 3 y 12 de los tres taludes muestran estabilidad. Los resultados también indican que los taludes analizados corresponden a macizos rocosos de clase II con calidad buena, presentando valores de RMR 61.4, 61.8, 62.3 y GSI 63.6, 63.4 y 64.2, UCS de 95.04 MPa, 105.97 MPa y 106.13 MPa, módulo de elasticidad E de 13.86329 GPa, 14.47120 GPa y 15.16465 GPa y coeficiente de poisson v de 0.2170, 0.2174 y 0.2158 respectivamente.