volteoLab: programa computacional para la modelación de inestabilidad por volcamiento en cortes de talud en carreteras

volteoLab: Computer program for the modeling of toppling instability at slopes in road cuts

El programa computacional para la modelación de la falla por volcamiento en dos dimensiones (2D), llamado volteoLab, permite interpretar el modo de falla tipo volcamiento (toppling en inglés) de un conjunto de bloques de roca en un talud de carretera bajo el análisis de cargas de contacto y fuerzas gravitacionales en un marco de análisis. VolteoLab ha sido realizado a partir del método de equilibrio límite. En este método se plantea el cálculo de fuerzas del peso de cada bloque de estudio y las fuerzas de fricción en la base de los mismos (i.e. las fuerzas de resistencia mecánica al corte y la normal al plano de apoyo de los bloques). Por otra parte, se usa el concepto de coeficiente de transferencia (𝜓𝜓) que relaciona las componentes de las fuerzas gravitacionales con la posición espacial de cada bloque con relación a un bloque guía de ubicación estratégica (denominado bloque de cresta y con un índice de ubicación en este texto denotada como m) cuyo significado físico divide al talud de análisis en dos zonas: la zona de corte y la zona de corona. Con el coeficiente de transferencia y la ubicación del bloque de cresta es posible identificar las partes vulnerables del talud y en especial es posible tener un valor numérico de otra variable que definirá la estabilidad global del talud, que es una fuerza horizontal en la pata del mismo denominada aquí como fuerza de anclaje (P). Si esta fuerza es negativa, el talud es estable y si.

The computer program for 2D toppling modeling, named volteoLab, allows interpret the toppling mode of failure of a set of rock-blocks at road slopes; all of these by analyzing under a continuum frame taking into account the contact and gravitational forces of the blocks. The analysis is done with the limit equilibrium method. In this method, the calculation of forces, such as the weight of each rock-block, where the base frictional force is also taken into account. On the other hand, it is used the concept of transfer coefficient (ψ). Under this concept, there is relation of the gravitational force components with the spatial location of each block, those against a strategic reference block called crest block and with a location index of m, where the physical meaning divides the slope of analysis in two zones: Shear and Crown zones. With the transference coefficient and the location of the crown block, it is possible to identify vulnerable parts in the slope, and especially it is possible to have a numeric value of another variable, which will define the global stability of the slope, this that is a horizontal force at the foot of the slope called here nailing force (P). If this force is negative, the slope is stable, and if the force is positive, the slope is unstable.