Mecanismo de Rotura Plana en Taludes Rocosos: Estabilidad, Cohesión y Coeficiente de Seguridad

Rotura Plana de Taludes

La rotura plana de taludes tiene lugar sobre todo en macizos rocosos constituidos por rocas de resistencia media o alta afectadas por fallas y diaclasas. Este tipo de rotura consiste en el deslizamiento de una masa de roca a lo largo de un plano de discontinuidad que ha quedado descalzado por la cara del talud.

El hecho de que se trate del mecanismo de rotura más sencillo e intuitivo hace que se le dedique cierta atención, ya que algunos de los aspectos que se derivan de su estudio, como la influencia del agua, la aparición de *grietas de tracción* o el desarrollo del concepto de *cono de fricción*, resultan relativamente fáciles de entender en este caso y pueden extrapolarse a mecanismos de rotura más complejos.

Condiciones Geométricas para la Rotura Plana

Para que se produzca este tipo de rotura deben concurrir un conjunto de circunstancias:

1. Tamaño y Descalce del Plano: El plano de discontinuidad debe tener suficiente tamaño a escala del talud y debe ser descalzado por la excavación. Esto último solo ocurre cuando el buzamiento del plano del talud es mayor que el de la discontinuidad.
2. Paralelismo de Rumbos: El rumbo del plano de discontinuidad por donde tiene lugar la rotura debe ser paralelo al rumbo del plano del talud, con una desviación máxima de 20º.

Si la discontinuidad no es suficientemente extensa como para abarcar todo el talud, la rotura no se puede producir a menos que existan otras dos discontinuidades que permitan la formación de un bloque, el cual estaría delimitado por las tres discontinuidades y la cara del talud.

Fuerzas Determinantes y Estabilidad

Si se cumplen todas las condiciones anteriores, el deslizamiento tiene lugar cuando las fuerzas tangenciales que se desarrollan en la superficie de rotura son mayores que las fuerzas resistentes.

• Sin Agua ni Cohesión: En ausencia de empujes de agua y de cohesión en la discontinuidad, la rotura plana se producirá cuando el buzamiento de esta sea mayor que su ángulo de fricción.
• Con Cohesión: Si existe cierta cohesión, el talud puede ser estable a pesar de que el ángulo de fricción sea menor que el buzamiento de la discontinuidad.
• Efecto del Agua: Si la cohesión es nula, puede darse el caso de que se produzca el deslizamiento debido al empuje del agua, aunque el ángulo de fricción sea mayor que el buzamiento de la discontinuidad.

Cálculo del Coeficiente de Seguridad (CS)

El coeficiente de seguridad en la rotura plana se define como el cociente entre las fuerzas que se oponen al deslizamiento del bloque y las fuerzas que lo inducen.

Componentes de Fuerza

Las fuerzas que se oponen al deslizamiento (fuerzas resistentes) están constituidas por la fuerza de cohesión y la de fricción.

Las fuerzas que favorecen el deslizamiento (fuerzas inductoras) son las componentes tangenciales del peso, el empuje del agua y la fuerza sísmica.

Estabilización y Elementos de Retención

En caso de utilizar algún elemento estructural exterior para mejorar la estabilidad del talud, como bulones o anclajes de cable, estos elementos de retención introducen una componente de fuerza según el plano de deslizamiento que se opone al movimiento.

Al calcular el coeficiente de seguridad, esta fuerza se puede contabilizar como aumento de las fuerzas resistentes, según el anclaje sea pasivo o activo.

Tipos de Anclajes

Anclajes Pasivos

Son aquellos que solo entran en carga cuando el terreno comienza a moverse.

Anclajes Activos

Son aquellos a los que se les da una tensión preestablecida durante la instalación.