Soportes

Los anclajes, los bulones, los pilotes, los geosintéticos y los muros aportan una fuerza allí donde los corta una superficie de rotura. En OGR Slip2D, un soporte es una línea que va desde su cabeza, en la cara del talud, hasta su cola, dentro del terreno, y toma sus propiedades de un tipo de soporte con nombre, definido una sola vez para todo el proyecto. La fuerza de un soporte puede intervenir en el equilibrio como activa o como pasiva, y el retroanálisis permite obtener la fuerza que necesita un diseño para alcanzar un factor de seguridad objetivo. En la Sección 3.10 se explica cómo desarrolla su fuerza cada tipo.

2.6.1Definición de tipos de soporte#

No se pueden colocar soportes mientras el proyecto no tenga al menos un tipo de soporte. Elige Properties → Define Support… para abrir Define Support Properties. La lista de la izquierda, Support Types, contiene los conjuntos de propiedades con nombre del proyecto, cada uno con su clase entre corchetes; + Add crea uno, Duplicate copia el seleccionado y − Remove lo elimina (el último no se puede eliminar). Si el proyecto no tiene tipos, el diálogo se abre con Type 1, un soporte End Anchored.

Los parámetros se rotulan con el nombre con que se guardan, escrito en palabras (Out Of Plane Spacing, Bond Length Percent…), y llevan sus unidades: kN, kN/m, kPa, m, grados o tanto por ciento. Estas unidades son fijas y no se convierten al sistema de unidades del proyecto. Las capacidades de anclajes, anclajes inyectados (tiebacks), bulones y pilotes se expresan por soporte, y el programa las divide por la separación fuera del plano para obtener una fuerza por metro de talud; un geosintético se describe por metro de ancho de lámina, con su cobertura de bandas.

Las capacidades de anclajes inyectados, bulones, geosintéticos y anclajes helicoidales combinan varios modos de rotura (rotura a tracción, arrancamiento por detrás de la superficie de rotura, descabezamiento de la cabeza o de la placa), y la fuerza en una intersección es la menor de las aplicables en ese punto. En el modo Ito & Matsui del pilote, la fuerza procede del suelo que fluye entre los pilotes de una fila (Ito y Matsui, 1975). Las ecuaciones están en la Sección 3.10.

OK guarda la lista. Los soportes ya colocados siguen su conjunto de propiedades: un cambio de clase o de parámetros se les aplica de inmediato. Un soporte cuyo conjunto se ha eliminado pasa a usar el primer conjunto de la misma clase o, si no hay ninguno, las propiedades por defecto de esa clase, y las notas del análisis lo indican.

2.6.2Aplicación y orientación de la fuerza#

La fuerza de un soporte puede intervenir de dos maneras en el equilibrio de la masa deslizante (Duncan y Wright, 2005):

• Active (activa): la fuerza reduce la acción desestabilizadora, como hace un anclaje pretensado antes de que se produzca cualquier movimiento: $F = R / (D - T)$.
• Passive (pasiva): la fuerza se suma a la resistencia y solo se moviliza a medida que se mueve la masa, como en un bulón sin tesar: $F = (R + T) / D$, de modo que la fuerza del soporte se divide por el factor de seguridad igual que la resistencia del suelo.

Aquí, $R$ y $D$ son las sumas resistente y desestabilizadora, y $T$, la fuerza del soporte. Para una misma fuerza, las dos hipótesis dan factores de seguridad distintos; los valores por defecto de cada clase figuran en la Tabla 2.6.2.

2.6.3Colocación de soportes#

Un soporte cada vez#

1. Elige Support → Add Support.
2. Haz clic en la cabeza, en la cara del talud, y después en la cola, el extremo que queda dentro del terreno. Los clics se ajustan igual que en cualquier otro dibujo.
3. Repite con el siguiente soporte; pulsa Esc para terminar.

El orden de los clics importa: la longitud de descabezamiento se mide desde la cabeza y la de arrancamiento desde la cola, y una fuerza paralela al soporte actúa de la cabeza hacia la cola. Add Support usa siempre el primer tipo de soporte de la lista de Define Support; para dar otro tipo a un soporte, usa Support → Modify Support… o Properties… en su menú contextual.

Un patrón de soportes#

Support → Add Support Pattern… coloca una fila de soportes idénticos a lo largo del talud. Rellena el diálogo, pulsa OK y haz clic en dos puntos de la cara del talud: el primer soporte tiene la cabeza en el primer punto y los demás se suceden a lo largo del segmento con la separación en el plano, tantos como quepan.

El ángulo por defecto de −15° apunta hacia abajo y a la derecha, hacia el interior de un talud cuya coronación está a la derecha (rotura de derecha a izquierda); para un talud que rompe de izquierda a derecha, usa un ángulo como −165°. Con Perpendicular to boundary, haz clic en los dos puntos de izquierda a derecha para que los soportes apunten hacia el interior del terreno.

2.6.4Edición de soportes#

Los cambios en los soportes no quedan en el historial de deshacer. Los soportes no se desplazan al editar la geometría, así que comprueba su posición después de modificar la forma del talud. Tools → Property Tables → Support Properties Table muestra la lista de soportes del modelo; en la ventana Interpret, Data → Support Force Analysis… y Data → Support Force Diagram… muestran la fuerza que desarrolla cada soporte a lo largo de su longitud y qué modo de rotura es el determinante (Sección 2.8).

2.6.5Retroanálisis de la fuerza de soporte#

Support → Back Analysis of Support Force… responde a la pregunta de diseño al revés: ¿qué fuerza horizontal hace falta para que todas las superficies de rotura alcancen un factor de seguridad objetivo? El factor se fija en el valor objetivo, de modo que la fuerza sale de las sumas resistente y desestabilizadora sin iterar, tanto con la hipótesis activa como con la pasiva; el programa da la superficie que necesita la mayor fuerza (Duncan y Wright, 2005).

La búsqueda configurada en Surface Options se ejecuta sobre el modelo, con la norma de diseño si hay una activada. La barra de estado indica la fuerza necesaria para el factor de seguridad objetivo, las fuerzas activa y pasiva de la superficie determinante, su factor de seguridad sin soporte y el número de superficies analizadas. El valor pasivo es el mayor de los dos y, por tanto, el conservador. En la ventana Interpret, Data → Back Analysis… calcula las mismas magnitudes para la superficie crítica que se muestra en ella. El retroanálisis no usa ni modifica los resultados de Analysis → Compute.