Diseño de obras hidráulicas

1. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
UNIDAD 5: ESTABILIDAD DE PRESAS-PARTE I
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2. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
ESTABILIDAD DE PRESAS
ANALISIS DE ESTABILIDAD:
EN EL ANALISIS DE ESTABILIDAD DE PRESAS SE REQUIERE GARANTIZAR
QUE LOS ESFUERZOS MAXIMOS Y MINIMOS EN LA BASE DE LA PRESA SEAN
DE COMPRESION, CON LA FINALIDAD DE QUE LA BASE DE LA PRESA
SOPORTE LOS ESFUERZOS. EN ESTE SENTIDO SE DEBE GARANTIZAR QUE
LA FUERZA RESULTANTE EN LA BASE DE LA PRESA DEBA ESTAR LOCALIZADA
EN EL TERCIO MEDIO DE LA PRESA. EL CHEQUEO DE LA ESTABILIDAD DE UNA
PRESA SE DEBE VERIFICAR PARA DOS CONDICIONES:
 CUANDO EL EMBALSE ESTA LLENO
 CUANDO EL EMBALSE ESTA VACÍO
ANALIZAMOS LA SITUACIÓN MAS DESFAVORABLE.
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
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3. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
ESTABILIDAD DE PRESAS
ANALISIS DE ESTABILIDAD:
SI VAMOS A REALIZAR EL CHEQUEO CON LAS ECUACIONES DE
QUILIBRIO ESTATICO, DEBEMOS VERIFICAR QUE LA PRESA NO
PRESENTE «VOLCAMIENTO» O ROTACION DE NINGUNO DE SUS
EJES. ESTO QUIERE DECIR QUE LOS MOMENTOS QUE SE
PRODUCEN POR LAS FUERZAS QUE INDUCEN AL VOLCAMIENTO DE
LA PRESA Y LAS FUERZAS RESISTENTES SE ENCUENTRAN EN
EQUILIBRIO. EN ESTE SENTIDO SE LLEVA A CABO UN ANALISIS DE
LAS FUERZAS CON LA FIGURA QUE SE MUESTRA A CONTINUACION.
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4. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
ESTABILIDAD DE PRESAS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
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5. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
ESTABILIDAD DE PRESAS
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
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6. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
ESTABILIDAD DE PRESAS
DONDE:
FUERZA HIDROSTATICA: F1, F2;
PESO: W;
SUBPRESIONES: FSUB SE PRESENTA CUANDO EXISTE FLUJO
SUBTERRANEO, DEPENDE DE LA PERMEABILIDAD K;
REACCION DEL SUELO: FR, Y DEBE ESTAR LOCALIZADA EN EL TERCIO
MEDIO DE LA BASE PARA GARANTIZAR LA ESTABILIDAD;
 SISMICAS Y OLEAJES: NO SERAN CONSIDERADAS EN EL ANALISIS QUE
SE LLEVARA A CABO EN EL DESARROLLO DEL PRESENTE TRABAJO
AUN CUANDO EN UN ESTUDIO DETALLADO DEBE SER CONSIDERADO.
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7. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
ESTABILIDAD DE PRESAS
CIMENTACION DE PRESAS:
LAS PRESAS PUEDEN ESTAR FUNDADAS SOBRE:
 TERRENOS IMPERMEABLES: REGULARMENTE SE
REFIERE A PRESAS FUNDADAS EN ROCA O ARCILLAS. NO
SE PRESENTAN PROBLEMAS DE EROSION, AUMENTO DEL
CAUDAL DE FILTRADO O PROBLEMAS DE INESTABILIDAD.
LAS DIMENSIONES DEPENDE DEL CALCULO DE
ESTABILIDAD.
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8. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
ESTABILIDAD DE PRESAS
CIMENTACION DE PRESAS:
 TERRENOS PERMEABLES: DEBEN DIFERENCIARSE ENTRE TERRENOS DEL TIPO
ROCOSO O NO ROCOSO.
 PRESAS SOBRE FUNDACIONES ROCOSAS: ESTA CONSTITUYE LA
FUNDACION IDEAL PARA UNA REPRESA PUESTO QUE SUS VALORES DE
ESBELTEZ SON MUY BAJOS, SON ECONOMICOS, SE PUEDEN LOGRAR
ALTURAS CONSIDERABLES, LA INFILTRACION ES DESPRECIABLE. SE
DISTINGUEN EN FUNDACIONES SOBRE ROCAS DOS TIPOS BASICAMENTE:
1. FUNDACIONES EN ROCAS DURAS: COMO GRANITOS, DIORITAS,
ANDESITAS,GNEIS, CUARCITAS,ETC.
2. FUNDACIONES SEMI-ROCOSAS: ARCILLOLITAS, MARGAS,ETC;
TENIENDO ESTAS FORMACIONES GRAN SENSIBILIDAD AL AGUA Y
PUDIESEN PRESENTAR UNA PROFUNDA METEORIZACION.
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
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9. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
ESTABILIDAD DE PRESAS
CIMENTACION DE PRESAS:
 TERRENOS PERMEABLES: DEBEN DIFERENCIARSE ENTRE TERRENOS DEL TIPO
ROCOSO O NO ROCOSO.
 PRESAS SOBRE FUNDACIONES NO ROCOSAS: SE DIFERENCIA DE LAS
ANTERIORES POR SU FORMA MAS EXTENDIDA, EN OTRAS PALABRAS ES
MENOS ESBELTA Y TIENE UN GRAN PESO. POR ESTAS RAZONES SE
CONSIDERAN POCO ECONOMICAS, E IMPOSIBLE LA CONSTRUCCION
SOBRE ELLAS DE PRESAS DE CONCRETO ALTAS, LIMITANDOSE A UNOS 50
METROS. SE DISTINGUEN FUNDACIONES EN SUELOS NO ROCOSAS :
1. FUNDACIONES SOBRE SUELOS ARCILLOSOS: SUFREN
ASENTAMIENTOS AL CONSOLIDARSE EL SUELO Y SU
COMPRESIBILIDAD DEPENDE DE LA HUMEDAD, SIENDO MAYOR LA
HUMEDAD LA RESISTENCIA DISMINUYE.
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10. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
ESTABILIDAD DE PRESAS
CIMENTACION DE PRESAS:
2. FUNDACIONES SOBRE SUELOS LOES: SUFREN GRANDES
ASENTAMIENTOS Y SE REQUIEREN TOMAR GRANDES MEDIDAS
ESPECIALES PREVENTIVAS COMO HUMEDICIMIENTO DEL TERRENO O
SUELO.
3. FUNDACIONES SOBRE SUELOS LIMOSOS Y TURBAS: POSEEN GRAN
COMPRESIBILIDAD Y LA CONSTRUCCION DE PRESAS RESULTA
COMPLEJA. SON INDICADAS PARA PRESAS BAJAS FLEXIBLES.
4. FUNDACIONES EN SUELOS NO COHESIVOS (GRAVAS,ARENAS): LA
COMPACTACION SE PRODUCE UNA VEZ APLICADA LA CARGA. SE
PUEDEN CONSTRUIR REPRESAS EN SUELOS SUELTOS SI SE APLICAN
TRATAMIENTOS DE INYECCION DE COMPONENTES QUIMICOS.
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11. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
ESTABILIDAD DE PRESAS
¿CÓMO ENTONCES PREPARAMOS LA FUNDACION DE LA
ESTRUCTURA DE UNA PRESA?:
LA PREPARACION CONSISTE EN ABRIR UNA EXCAVACION HASTA
LAS COTAS FIJADAS EN EL PROYECTO, HACIENDO EL
TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIEDE LA ROCA Y SU LIMPIEZA DE
BASURAS O IMPUREZAS, SUELOS ARCILLOSOS, ETC. EL
MEJORAMIENTO DE LA BASE CONSISTE EN «SELLAR» O
CEMENTACION DE LAS GRIETAS Y EL RELLENO DE SUS SITIOS
DEBILES.
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12. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
ESTABILIDAD DE PRESAS
PROBLEMAS DE FILTRACION EN UNA PRESA:
SI ESTAMOS EN PRESENCIA DE TERRENOS NO ROCOSOS TENDREMOS CON
SEGURIDAD PROBLEMAS DE FILTRACION LO CUAL CAUSA:
1. PERDIDA DE AGUA EN EL EMBALSE;
2. PRESIONES QUE EJERCEN LAS FUERZAS DEL AGUA BAJO LA ESTRUCTURA DE LA
PRESA;
3. EROSION Y LAVADO DE PARTICULAS.
4. LA SALIDA DEL AGUA FILTRADA AGUAS DEBAJO DE LA PRESA;
5. FILTRACIONES LATERALES LAS CUALES PUEDEN PRESENTARSE EN:
1. A TRAVES DEL CUERPO DE LA PRESA
2. A TRAVES DEL CAÑON, CUELLO O GARGANTA
ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
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13. DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
BIBLIOGRAFIA
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LOS FLUIDOS. Editorial Limusa. México.
 Bolinaga, Juan. (1999). PROYECTOS DE INGENIERIA
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 http://www.authorstream.com/Presentation/gegestrada-
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14.  http://es.wikipedia.org/wiki
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 http://edafologia.fcien.edu.uy/archivos/EROSION.pdf
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 GUEVARA PÉREZ, Edilberto / CARTAYA DI LENA,
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 MONSALVE SAENZ, GERMÁN. (1999). “Hidrología en
la Ingeniería”. Alfaomega Grupo Editor, S.A. Segunda
Edición. Bogotá, Colombia.
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ING. WILLIAM LOPEZ
DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
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ING. WILLIAM LOPEZ
DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS
BIBLIOGRAFIA