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/m3)
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 yV
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
PRESASDE
TIERRA
PRESASDE
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
