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Estabilidad de presa de tierra en condiciones de embalse vacio lleno y desembalse

1. ESTABILIDAD DE PRESA



Análisis y Diseño de Presas de Tierra

2. Análisis y Diseño de Presas de Tierra























Presa de Tierra


1. CONCEPTO
TEMARIO
- Dimensionamiento del talud de la presa
- Parámetros de resistencia cortante de materiales
- Factores mínimos de estabilidad
2. USO DE SOFTWARE SLIDE
- Proyecto y comandos en Slide
3. APLICACIÓN DEL SLIDE

3. Análisis y Diseño de Presas de Tierra





OBJETIVO
Efectuar 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.

4. Análisis y Diseño de Presas de Tierra





Ubicación y perfil geológico típico en el eje de la presa


VISTA - PLANTA

AGUAS ARRIBA


A A’


AGUAS ABAJO



VISTA – PERFIL AA’
Ubicación

5. Análisis y Diseño de Presas de Tierra





CARACTERISTICAS DE PREDISEÑO
El diseño de la presa, consiste específicamente en dimensionar la geometría de
taludes apropiados tanto en aguas arriba y abajo. Los taludes serán
seleccionándose hasta encontrar una estabilidad apropiada.
Las diferentes alternativas analizadas, permite obtener la geometría que satisfaga
los requisitos mínimos de estabilidad.


AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO
L metros

6. Análisis y Diseño de Presas de Tierra






PARAMETROS DE LOS ESTUDIOS DE SUELOS

La información son obtenidas con trabajos de campo
(perforaciones y calicatas) y ensayo en el laboratorio de
Mecánica de Suelos.

Parámetros de Resistencia Cortante de los Materiales


DESCRIPCION
Densidad
(KN/m
3
)
C
(Kpa)
Ø
(°)
Espaldón 23.5 0.0 70.0
Núcleo 21.2 4.4 27.1
Capa superior 17.2 0.0 35.0
Sedimento lacustre 17.2 0.0 25.0

Morrena frontal

20.8

2.9

42.0
Colina 22.0 0.0 40.0

7. Análisis y Diseño de Presas de Tierra




FACTORES MINIMOS DE ESTABILIDAD
Los resultados de estabilidad son comparados con los
factores mínimos establecidos por el US Corps of Engineers
para presas de tierra tanto en método estático y sísmico
(seudoestático).



CASO

CONDICIONES DE DISEÑO
FACTOR DE
SEGURIDAD
MINIMO

COMENTARIOS
I Final de la construcción

1.32
Taludes aguas arriba y aguas abajo
II
desembalse rápido desde el Niv. Max, de
agua

1.04
Talud aguas arriba únicamente

III
desembalse rápido a través de la cresta de
un vertedero de demasías

1.24

Talud aguas arriba únicamente
IV
Flujo de agua establecido, con depósito
parcialmente

1.5
Talud aguas arriba únicamente

V
Flujo de agua establecido en el cuerpo de
agua de presa, con depósito lleno

1.5

Talud aguas abajo únicamente
VI Condición sísmica para los casos I, IV y V

1
Taludes aguas arriba y aguas abajo

8. Análisis y Diseño de Presas de Tierra








ZONIFICICACION
DE COEFICIENTE
SISMICO EN EL
PERU
(Ruesta et al, 1998)





COEFICIENTE
SISMICO
PROPUESTO PARA
PRESAS PEQUEÑAS
Y MEDIANAS
ZONA
PRESAS DE
TIERRA
PRESAS DE
ENROCADO
I 0.15 - 0.25 0.10 - 0.20
II 0.10 - 0.15 0.05 - 0.10
III 0.06 - 0.10 0.05

9. Análisis y Diseño de Presas de Tierra





CUADRO DE RESULTADOS

Los factores de seguridad obtenidos en el análisis de estabilidad,
son mostrados para las diferentes condiciones impuestas a la
presa utilizando métodos Bishop, Janbu, etc.







CONDICION

AGUAS ABAJO

AGUAS ARRIBA

ESTATICO
SEUDO-
ESTATICO

ESTATICO
SEUDO-
ESTATICO
Embalse lleno 2.283

Embalse vacío 2.506

Embalse ecologico 2.287

10. Análisis y Diseño de Presas de Tierra






2. USO DEL SOFTWARE SLIDE


Instalación:
http://www.rocscience.com/products/8/support.
Ingreso de datos al software SLIDE
•Generación del archivo Autocad
•Conversión del CAD en XLS
•Ingreso del límite externo e interno
•Definición del regiones de análisis
•Ingreso de propiedades materiales de suelos
•Definición de carga de agua
•Superficie y límite de falla
•Análisis e interpretación.

11. Análisis y Diseño de Presas de Tierra





Proyecto de estabilidad en SLIDE




















AGUA

NUCLEO

SUELO 1
SUELO 2

SUELO 3

SUELO 4

12. Análisis y Diseño de Presas de Tierra






Configuración del proyecto
Ingreso del límite externo
Ingreso del límite interno
Propiedades de materiales
Límite de nivel piezométrico
Elección del límite del talud
Superficie de falla
Ejecución del análisis
Interpretación del resultado

13. Análisis y Diseño de Presas de Tierra





RESULTADO DE ANALISIS DE ESTABILIDAD

14. Análisis y Diseño de Presas de Tierra
APLICACION No 1

Dimensionar la base (B) de la sección típica de la presa



Utilice SLIDE para evaluar la estabilidad de talud apropiada.

15. Análisis y Diseño de Presas de Tierra


APLICACION No 2

Analizar la estabilidad de talud en la sección típica de la presa. Utilice método
Bishop en modo estático y seudoestático (0.2g).

16. Análisis y Diseño de Presas de Tierra




Datos


MATERIALES Densidad (KN/m
3
)

C (Kpa)

Ø (°)

Enrocado

23.70

0

70

Núcleo

20.50

12

30

Coluvial

18.00

2.9

42

Basamento

21.00

0

45

Cuadro de resultado de estabilidad de talud


CONDICION
AGUAS ABAJO AGUAS ARRIBA

ESTATICO
SEUDO-
ESTATICO

ESTATICO
SEUDO-
ESTATICO
Embalse lleno

Embalse vacío

Desembalse rápido

17. Análisis y Diseño de Presas de Tierra

















Gracias