ESTABILIDAD DE PRESAESTABILIDAD DE PRESA

Por: Ing. MSc. Arnaldo Tacsi PalaciosPor: Ing. MSc. Arnaldo Tacsi Palacios

SEDIMENTO

MORRENA

BASAMENTO

-2.00

-50.0

0.0

15.00

AGUA

FRONTAL

LACUSTRE

COLINA

-30.00

1

2

3

4

56

1

2

3

45

6

7

8 9

1011

12131415

16

17

18 19202122

2324

25262728

2930 3132

33

34

35 36

2.073

1

2

3

45

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8 9

1011

12131415

16

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18 19202122

2324

25262728

2930 3132

33

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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1200

10

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ESTABILIDAD DE PRESAESTABILIDAD DE PRESA

1INTRODUCCION

Efectuar los análisis de estabilidad de talud de la presa de tierra, para las condiciones de presa construida (vacía), presa funcionando (llena) y desembalse rápido; en método estático y sísmico.

SOFTAWREPara realizar los análisis de estabilidad de taludes para las condiciones establecidas se utilizará el método del equilibrio límite Bishop Modificado, tal como es implementado en el programa de cómputo SLOPE/W de Geoslope International (1998).

CARACTERISTICAS DEL PROGRAMADescripción del programa para el ingreso de datos (input) y salida de datos (output).

Método del cálculo•Geometría y estratigráfica•Presión hidrostática•Propiedades de los suelos•Tipos de cargas

OBJETIVOEfectuar los análisis de estabilidad de talud de la presa de tierra, para las condiciones de presa construida (vacía), presa funcionando (llena) y embalse ecológico; en método estático y sísmico. 

CARACTERISTICAS DE PREDISEÑOEl diseño de la presa, consiste específicamente en dimensionar la geometría de taludes apropiados tanto en aguas arriba y abajo. Los taludes fueron seleccionándose hasta encontrar una estabilidad apropiada.Las diferentes alternativas analizadas, permite obtener la geometría que satisfaga los requisitos mínimos de estabilidad (figura 1); complementándose con análisis de filtración en dimensionar la longitud del filtro de drenaje en el base de la presa.

Ubicación y perfil geológico típico en el eje de la presa

DESCRIPCION

Densidad

(KN/m3)C

(Kpa)Ø

(°)Espaldón 23.5 0.0 70.0Núcleo 21.2 4.4 27.1Capa superior 17.2 0.0 35.0Sedimento lacustre 17.2 0.0 25.0

Morrena frontal 20.8 2.9 42.0Colina 22.0 0.0 40.0

PARAMETROS DE LOS ESTUDIOS DE SUELOS CONSIDERADOS

La información utilizada para la estabilidad de la presa y de red flujo, son datos obtenidos con trabajos de campo (perforaciones y calicatas) y ensayo en el laboratorio de Mecánica de Suelos.

Parámetros de Resistencia Cortante de los Materiales

CASO CONDICIONES DE DISEÑOFACTOR DE SEGURIDAD

MINIMOCOMENTARIOS

I Final de la construcción1.32

Taludes aguas arriba y aguas abajo

IIdesembalse rápido desde el Niv. Max, de agua 1.04

Talud aguas arriba únicamente

IIIdesembalse rápido a través de la cresta de un vertedero de demasías 1.24

Talud aguas arriba únicamente

IVFlujo de agua establecido, con depósito parcialmente 1.5

Talud aguas arriba únicamente

VFlujo de agua establecido en el cuerpo de agua de presa, con depósito lleno 1.5

Talud aguas abajo únicamente

VICondición sísmica para los casos I, IV y V 1

Taludes aguas arriba y aguas abajo

Además, los resultados de estabilidad son comparados con los factores mínimos establecidos por el US Corps of Engineers para presas de tierra (tabla 2), tanto en método estático y sísmico.

Valores mínimos de factores de Seguridad de Análisis de Estabilidad

EstabilidadLos resultados de los factores de seguridad obtenidos en el análisis de estabilidad, según las diferentes condiciones impuestas a la presa

CONDICION

AGUAS ABAJO AGUAS ARRIBA

ESTATICOSEUDO-

ESTATICOESTATICO

SEUDO-ESTATICO

Bishop Janbu Bishop Janbu Bishop Janbu Bishop Janbu

Embalse lleno 2.283Embalse vacío 2.506Embalse ecologico 2.287

Factor de seguridad en la sección de presa típica (0+160 m.)

Factor de seguridad en la sección de presa típica (0+090, 0+290)

APLICACION GEOSLOPE

CARACTERISTICAS DEL PROGRAMADescripción del programa para el ingreso de datos (input) y salida de datos (output).

Método del cálculo•Geometría y estratigráfica•Presión hidrostática•Propiedades de los suelos•Tipos de cargas

APLICACION No 1

Datos

MaterialesP.E

(KN/m3) C(Kpa) Ø

Enrocado 20.38 0 42

Núcleo 16.67 10 28

Coluvial 19.6 2 35

Lacustrino 15.68 0 25

Sub basamento 19.6 0 36

APLICACION No 1

Datos –archivo CAD (PRESA-ESTABILIDAD.DXF)

APLICACION No 1

METODOLOGIA

• SETUP – DEFINICION DE ESTABILIDAD

• IMPORTAR DIBUJO PRESA• DEFINICON DE HOJA, UNIDADES,

ESCALA, EJES• DIBUJAR REGIONES/DRAW• ASIGNAR MATERIALES (DATOS Y

SELECCIÓN DE LA REGION)• ASINGANR NIVEL DE CARGA DE

AGUA Y RED DE FLUJO• AREA DE DESLIZAMIENTO• EJECUCION DEL PROGRAMA

APLICACION No 1

RESULTADOS

ANALISIS DE ESTABILIDAD-EMBALSE LLENO-AGUAS ABAJOAnalysis Method. Bishop (with Ordinary&Janbu)

METODO ESTATICO (ag=0.0) - FS=1.673METODO SISMICO (ag=0.20) - FS=1.11

ANALISIS DE ESTABILIDAD-EMBALSE VACIA-AGUAS ABAJOAnalysis Method. Bishop (with Ordinary&Janbu)

METODO ESTATICO (ag=0.0) - FS=1.741METODO SISMICO (ag=0.20) - FS=1.13

ANALISIS DE ESTABILIDAD-DESEMBALSE RAPIDO-AGUAS ABAJOAnalysis Method. Bishop (with Ordinary&Janbu)

METODO ESTATICO (ag=0.0) - FS=1.683METODO ESTATICO (ag=0.0) - FS=1.929