Análisis del empuje activo y pasivo de tierras mediante métodos probabilísticos y determinísticos en los suelos residuales y flujos de lodos del área metropolitana del Valle de Aburrá para el diseño de estructuras de contención

Abstract

RESUMEN : Para el diseño de estructuras de contención en los suelos residuales y flujos de lodos del área metropolitana del Valle de Aburrá, es común que los ingenieros geotécnicos calculen los empujes de tierra activos y pasivos por medio de métodos determinísticos a partir de las teorías clásicas de Rankine o Coulomb. Dichas teorías obtienen soluciones de forma cerrada, ya que se asume que las propiedades mecánicas del suelo son uniformes, utilizando valores puntuales de los parámetros geotécnicos de diseño sin tener en cuenta su variabilidad y la influencia que esta podría tener en el cálculo de las presiones ejercidas en la estructura. En compensación a la incertidumbre que carga el diseño con metodologías determinísticas se utilizan factores de seguridad, los cuales no tienen en cuenta la variabilidad de los parámetros de ingreso. Debido a esta variabilidad inherente en las propiedades mecánicas del suelo, existe una tendencia a la implementación de análisis por confiabilidad en el diseño geotécnico, el cual permite incorporar la variabilidad de los parámetros de cálculo, donde en lugar de obtener una respuesta con valor único, se permite la toma de decisiones basadas en las probabilidades de ocurrencia de eventos. Considerando esta variabilidad, representada a través de las funciones de distribución de probabilidad de los principales parámetros geotécnicos de diseño, se pretende realizar un análisis por confiabilidad en los suelos residuales (KgSD) y flujos de lodos (NFI, NQFII, QFIII, QFIV) del Valle de Aburrá por medio de métodos estadísticos y de elementos finitos aleatorios (RFEM), contrastando los resultados obtenidos por métodos analíticos y de elementos finitos (FEM) en el cálculo de los empujes de tierra activos y pasivos para el diseño de estructuras de contención.