Este documento discute nuevas soluciones estructurales y tecnológicas para presas de concreto compactado con rodillo en países con alta sismicidad. Se proponen dos tipos de presas: 1) Presas simétricas de concreto muy pobre compactado con pantallas de concreto y 2) Presas simétricas con zonas exteriores de concreto plástico y zona interior de enrocado enriquecido con mortero de cemento. Estas presas ofrecen ventajas como mayor resistencia sísmica, menores costos y

1. Soluciones estructurales y
tecnológicas modernas para los
proyectos nuevos de grandes
presas en Rusia y otros países
con alta sismicidad
Lyapichev Yu.Lyapichev Yu.,, ProfProf..,, DcDc..(Sc.)(Sc.),, miembro delmiembro del ICOLDICOLD,, consultor internacional sobre presasconsultor internacional sobre presas

2. Tendencias modernas en construcción de presas altas en el mundoTendencias modernas en construcción de presas altas en el mundo
Actualmente construcciónActualmente construcción de las grandes presas en el mundo esde las grandes presas en el mundo es
caracterizado por la predominio de las presas de concretocaracterizado por la predominio de las presas de concreto
compactado con rodillo (CCR o RCC en inglés) y las presas decompactado con rodillo (CCR o RCC en inglés) y las presas de
enrocado con pantallas de concreto armado (CFR en inglés).enrocado con pantallas de concreto armado (CFR en inglés).
Construcción de estas presas se distinguen al lado las ventajasConstrucción de estas presas se distinguen al lado las ventajas
importantes tecnológicas en comparación con las presas de tierraimportantes tecnológicas en comparación con las presas de tierra
y enrocado con núcleos arcillosos y las presas de concretoy enrocado con núcleos arcillosos y las presas de concreto
convencional.convencional.
Sin embargo la aplicación ancha de estos dos tipos de las presasSin embargo la aplicación ancha de estos dos tipos de las presas
en las condiciones difíciles naturales y climáticas de tan paísesen las condiciones difíciles naturales y climáticas de tan países
como Rusia, Canadá, Perú y otros se limita de los lugares remotoscomo Rusia, Canadá, Perú y otros se limita de los lugares remotos
de los sitios, la complicación de la entrega del cemento y lade los sitios, la complicación de la entrega del cemento y la
armadura, las condiciones difíciles topográficas, geológicas yarmadura, las condiciones difíciles topográficas, geológicas y
sísmicas de los sitios. Las nuevas soluciones estructurales ysísmicas de los sitios. Las nuevas soluciones estructurales y
tecnológicas para estas presas son examinadas, que permitirántecnológicas para estas presas son examinadas, que permitirán
extender su construcción en las condiciones difíciles naturales enextender su construcción en las condiciones difíciles naturales en
Rusia, Perú y otros países Andinos.Rusia, Perú y otros países Andinos.
2

3. Durante los últimos 20 años han surgido cuatro conceptosDurante los últimos 20 años han surgido cuatro conceptos
diferentes para el diseño y construcción de presas de CCR.diferentes para el diseño y construcción de presas de CCR.
Ahora después de 30 años de la experiencia de diseño yAhora después de 30 años de la experiencia de diseño y
construcción, más que 400 presas de CCR, en el mundo podemosconstrucción, más que 400 presas de CCR, en el mundo podemos
aprobar estos cuatro tipos principales de CCR:aprobar estos cuatro tipos principales de CCR:
•Tipo 1:Tipo 1: CCR-1 (pobre) con bajo contenido de los cementantesCCR-1 (pobre) con bajo contenido de los cementantes
((65-99 kg/m65-99 kg/m33
): cemento y puzolana (ceniza volante).): cemento y puzolana (ceniza volante).
•Tipo 2:Tipo 2: CCR-2 con mediano contenido de los cementantesCCR-2 con mediano contenido de los cementantes
((100-149 kg/m100-149 kg/m33
).).
•Tipo 3:Tipo 3: CCR-3CCR-3 (plástico)(plástico) con alto contenido de loscon alto contenido de los
cementantes (cementantes (150-270 kg/m150-270 kg/m33
): 50-40% de cemento y 50-60% de): 50-40% de cemento y 50-60% de
ceniza volante.ceniza volante.
•TipoTipo 4:4: CCRCCR-0 (muy pobre) con muy-0 (muy pobre) con muy bajo contenido debajo contenido de
cementantes (hastacementantes (hasta 60-70 kg/m60-70 kg/m33
).).
•Además, en el Japón la tecnología específica de “RollerAdemás, en el Japón la tecnología específica de “Roller
Compacted Dam (RCD)” se ha utilizado.Compacted Dam (RCD)” se ha utilizado.
3

4. Presa del perfil simétricoPresa del perfil simétrico (H=(H=100100 m)m) dede
CCR-1CCR-1 con pantalla de concreto armadocon pantalla de concreto armado
((“Hardfill” - propuesto de Londe“Hardfill” - propuesto de Londe, 1992), 1992)
Presa del perfil simétricoPresa del perfil simétrico (H=(H=100100 m)m) concon
zonas exterioreszonas exteriores estrechas deestrechas de CCR-3CCR-3 yy
zona interiorzona interior anchaancha de enrocado,de enrocado,
enriquecido por mortero de cementoenriquecido por mortero de cemento
(CCR-0),(CCR-0), ссonon pantalla de geomembranapantalla de geomembrana
1.1.Nuevas presasNuevas presas del perfil simétricodel perfil simétrico de concreto muy pobre compactadode concreto muy pobre compactado
con rodillo (CCR-1 o Hardfillcon rodillo (CCR-1 o Hardfill en inglésen inglés) y de enrocado, enriquecido por) y de enrocado, enriquecido por
mortero de cementomortero de cemento (EEC), con zonas exteriores estrechas de(EEC), con zonas exteriores estrechas de CCR-3:CCR-3:
4

5. VentajasVentajas de presasde presas dede FSH-EECFSH-EEC (perfil simétrico) con(perfil simétrico) con zonaszonas
exteriores deexteriores de CCR-3CCR-3 ((plásticoplástico) y) y pantalla de geomembranapantalla de geomembrana
CARPI aguas arriba y zona interior anchaCARPI aguas arriba y zona interior ancha de enrocadode enrocado
enriquecido por mortero de cemento (EEC o CCRenriquecido por mortero de cemento (EEC o CCR-0-0 pobrepobre))
•Aplicación de CCR-3 (con las capas de 30 cm de espesor) enAplicación de CCR-3 (con las capas de 30 cm de espesor) en
las zonas exteriores (consumo de cemento 70 y ceniza volantelas zonas exteriores (consumo de cemento 70 y ceniza volante
100 kg/m cúbico).100 kg/m cúbico).
•Colocación continua y vibroColocación continua y vibro--compactación decompactación de CCR-CCR-3 y3 y
enrocado,enrocado, enriquecidoenriquecido porpor mortero de cementomortero de cemento yy cenizaceniza
volante (CCR-0 o EEC), con las capas de 60 cm de espesor yvolante (CCR-0 o EEC), con las capas de 60 cm de espesor y
adelantoadelanto dede CCR-CCR-3 a 2 capas o 60 cm.3 a 2 capas o 60 cm.
•Ausencia del tratamiento con mescla de pega de las juntasAusencia del tratamiento con mescla de pega de las juntas
horizontales en la zona interior ancha (CCR-0) yhorizontales en la zona interior ancha (CCR-0) y tratamientotratamiento
con mezcla las juntas horizontales en lascon mezcla las juntas horizontales en las zonas exteriores dezonas exteriores de
CCR-3 para recibir en las juntas la cohesión mínima 0,5 MPaCCR-3 para recibir en las juntas la cohesión mínima 0,5 MPa
•El número mínimo de las juntas verticales de contracción enEl número mínimo de las juntas verticales de contracción en
la presa.la presa.
5

6. • Debido al perfil simétrico la presa está sólo en compresión por
cargas estáticas: para H=100 m los máximos esfuerzos de
compresión en base de la presa es igual a 5 MPa que corresponde
a la resistencia a la compresión de CCR con el consumo de
cemento 50-60 kg/m cúbicos.
• Formación de grietas en CCR es poco probable y en su base.
• Geomembrana de CARPI en la cara aguas arriba proporcionará
la impermeabilidad de la presa.
• DisminuciónDisminución de los esfuerzos en elde los esfuerzos en el cuerpocuerpo yy fundaciónfundación de la presa;de la presa;
• PosibilidadPosibilidad dede construcciónconstrucción dede estasestas presas sobre las fundacionespresas sobre las fundaciones
de las rocasde las rocas blandasblandas y los suelosy los suelos densos.densos.
• Alta resistenciaAlta resistencia sísmicasísmica de estas presas,de estas presas, másmás que laque la mismamisma de presade presa
tradicionales de gravedad de CCR (contradicionales de gravedad de CCR (con caracara vertical aguas arriba).vertical aguas arriba).
• Reducción en costos y el tiempo de construcción en comparaciónReducción en costos y el tiempo de construcción en comparación
con las presascon las presas tradicionales de gravedad de CCR ytradicionales de gravedad de CCR y concretoconcreto
convencional.convencional.
VentajasVentajas de presasde presas dede FSH-RECFSH-REC concon zonas exteriores dezonas exteriores de
CCR-3CCR-3 yy pantalla de geomembrana CARPI y zona interiorpantalla de geomembrana CARPI y zona interior
de enrocadode enrocado enriquecido por mortero de cemento (EECenriquecido por mortero de cemento (EEC))
6

7. Para determinar los perfiles simétricos sísmo-resistensesPara determinar los perfiles simétricos sísmo-resistenses
y óptimos para las presasy óptimos para las presas de CCR y de FSHde CCR y de FSH-EEC-EEC fueronfueron
consideradasconsideradas 2020 variantes de estas presas de altura devariantes de estas presas de altura de
H=60-150 mH=60-150 m en la fundación de roca (ángulo de fricciónen la fundación de roca (ángulo de fricción
internainterna φ=45°φ=45°, cohesión, cohesión C=0,2 MPaC=0,2 MPa), de aluvión), de aluvión
((φ=35º, C=0φ=35º, C=0) y de morena () y de morena (φ=30°, C=0,05 MPaφ=30°, C=0,05 MPa).).
Características de las juntas horizontales en CCR:Características de las juntas horizontales en CCR:
consumo de cementantes <100 kg/m3, φ=45°, C=0,1 MPaconsumo de cementantes <100 kg/m3, φ=45°, C=0,1 MPa
Se calcularon los cálculos del estado de esfuerzo-Se calcularon los cálculos del estado de esfuerzo-
deformación y de la estabilidad de los variantes de estasdeformación y de la estabilidad de los variantes de estas
presas por el programa CADAM (Canadá) a la acción depresas por el programa CADAM (Canadá) a la acción de
las cargas estáticos (con nivel máximo del embalselas cargas estáticos (con nivel máximo del embalse)) yy
sísmicos (sísmicos (con aceleración del terreno de 0,24g),con aceleración del terreno de 0,24g),.utilizandoutilizando
los métodos pseudo-estáticos y pseudo-dinámicos teniendolos métodos pseudo-estáticos y pseudo-dinámicos teniendo
en cuenta la compresibilidad de la fundaciónen cuenta la compresibilidad de la fundación
7

8. • Dos casos de operación se consideraron: el caso estático conDos casos de operación se consideraron: el caso estático con
nivel máximo de embalse y caso sísmico (pseudo-estático)nivel máximo de embalse y caso sísmico (pseudo-estático)
con la aceleración del terreno de 0,24g. En el caso sísmicocon la aceleración del terreno de 0,24g. En el caso sísmico
el método de la viga cortante fue utilizado para cálculo de lael método de la viga cortante fue utilizado para cálculo de la
distribución de aceleraciones en presas de CCR y FSH-EECdistribución de aceleraciones en presas de CCR y FSH-EEC
• Para estas presas la subpresión del agua en sus fundacionesPara estas presas la subpresión del agua en sus fundaciones
se tomó 40% de la fuerza desarrollada por la línea recta dese tomó 40% de la fuerza desarrollada por la línea recta de
percolación desde la presión de aguas arriba a la presión depercolación desde la presión de aguas arriba a la presión de
cero de aguas abajo.cero de aguas abajo.
• De acuerdo con las normas de diseño ruso de la presas deDe acuerdo con las normas de diseño ruso de la presas de
gravedad (1985) los factores mínimos admisibles para lagravedad (1985) los factores mínimos admisibles para la
seguridad al deslizamiento en el contacto presa-roca paraseguridad al deslizamiento en el contacto presa-roca para
los casos estáticos y sísmicos, en consecuencia, son 1,32 ylos casos estáticos y sísmicos, en consecuencia, son 1,32 y
1,18.1,18.
• Esto significa que presas de CCR tradicionales o de PGEsto significa que presas de CCR tradicionales o de PG
(presas de gravedad de concreto convencional) no son(presas de gravedad de concreto convencional) no son
8

9. •Tablas 1.1 y 1.2 muestran comparación de los factores de seguridad alTablas 1.1 y 1.2 muestran comparación de los factores de seguridad al
deslizamiento en la base de la presa tradicional de CCR (H=100 m) con el taluddeslizamiento en la base de la presa tradicional de CCR (H=100 m) con el talud
vertical aguas arriba y talud aguas abajo con pendiente (H/V=0.7; 0,8; 0.9) yvertical aguas arriba y talud aguas abajo con pendiente (H/V=0.7; 0,8; 0.9) y
presa de FSH-EEC (H=100 m) y taludes con pendientes (H/V=0.4; 0.5 y 0.7).presa de FSH-EEC (H=100 m) y taludes con pendientes (H/V=0.4; 0.5 y 0.7).
•Tabla 1.1. Factores de seguridad al deslizamiento horizontal de la presa tradicional deTabla 1.1. Factores de seguridad al deslizamiento horizontal de la presa tradicional de
CCR (caso estático/caso sísmica) con talud aguas abajo con pendiente H/V=0,7; 0,8;0,9CCR (caso estático/caso sísmica) con talud aguas abajo con pendiente H/V=0,7; 0,8;0,9
Nota: Los valoresNota: Los valores rojosrojos son menor que normativos:son menor que normativos: 1,311,31 (caso estático) y(caso estático) y 1,181,18 (caso sísmico)(caso sísmico)
•Tabla 1.2. Factores de seguridad al deslizamiento horizontal de la presa de FSH-EECTabla 1.2. Factores de seguridad al deslizamiento horizontal de la presa de FSH-EEC
(caso estático/caso sísmica) para dos taludes con pendientes H/V = 0,4; 0,5 y 0,7(caso estático/caso sísmica) para dos taludes con pendientes H/V = 0,4; 0,5 y 0,7
Tipo de fundación Factores de seguridad al deslizamiento de la presa de CCR (caso
estático/caso sísmica) para talud aguas abajo con pendientes H/V:
0,7 0,8 0,9
de roca 1,91 / 1,47 2,14 / 1,60 2,37 / 1,73
de aluvión 1,33 / 1,02 1,50 / 1,12 1,66 / 1,21
de morena 1,24 / 0,95 1,39 / 1,04 1,54 / 1,13
Tipo de fundación Factores de seguridad al deslizamiento horizontal de presa de FSH-
EEC (caso estático/caso sísmica) para dos taludes con pendiente H/V
0,4 0,5 0,7
de roca 2,59 / 1,91 3,11 / 1,65 4,27 / 2,74
de aluvión 1,99 / 1,33 2,17 / 1,42 2,98 / 1,92 9

10. Factores de seguridad al deslizamiento horizontalFactores de seguridad al deslizamiento horizontal de las presasde las presas simétricas desimétricas de
FSH-EECFSH-EEC ((con taludes decon taludes de 0,5H/1V0,5H/1V )) en las fundaciones differentesen las fundaciones differentes
Tipo de
fundación:
Factores de seguridad al deslizamiento de las presas de
H=60, 75 y 100 m (caso estático/caso sísmico) con talud de
0,5H/1V
Н=60 m Н=75 m Н=100 m
de roca 3,31 / 1,68 3,174 / 1,74 3,11 / 1,65
de aluvión 2,04 / 0,998 2,11 / 1,08 2,17 / 1,42
de morena 1,85 / 0,90 1,90 / 0,97 2,01 / 1,28
Tipo de
fundación:
Factores de seguridad al deslizamiento de las presas de H=60,
75, 100 y 150 m (caso estático/caso sísmico) con talud 0,6H/1V
Н=60 m Н=75 m Н=100 m Н=150 m
de roca 3,58 / 1,77 3, 48 / 1, 91 3,32 / 2,21 3,05 / 1,46
de aluvión 2,12 / 1,09 2,70 / 1,27 2,33 / 1,55 -
de morena 1,94 / 0,99 2,44 / 1,14 2,14 / 1,41 -
Factores de seguridad al deslizamiento horizontalFactores de seguridad al deslizamiento horizontal de las presasde las presas simétricassimétricas
de FSH-EECde FSH-EEC ((con taludes decon taludes de 0,6H/1V0,6H/1V)) en las fundaciones differentesen las fundaciones differentes
Nota: Los valores rojos son menor que normativos: 1,31 (caso estático) y 1,18 (caso
sísmico) 10

11. Altura de
la presa
Esfruerzos verticales σy
(MPa) en el base de los taludos de 0,5/1V aguas arriba
(índice alto u) y aguas abajo (índice alto d) para caso estático/caso sísmico
σy
u
σy
d
Fundación
de roca
Fundación de
aluvión
Fundación
de morena
Fundación
de roca
Fundación de
aluvión
Fundación
de morena
Н=60 m -0,43/-0,43 -0,43/-0 -0,43/-0 -1,16/-1,16 -1,16/-1,69 -1,16/-1,69
Н=75 m -0,6/-0,6 -0,6/-0 -0,6/-0 -1,37/-1,37 -1,37/-1,99 -1,37/-1,99
Н=100 m -0,68/-0,68 -0,68/-0,68 -0,68/-0,68 -1,78/-1,78 -1,78/-1,78 -1,78/-1,78
Los efruerzos verticalesLos efruerzos verticales σσyy en elen el basebase de los taludesde los taludes dede 0,5H/1V y 0,6H/1V0,5H/1V y 0,6H/1V de lasde las
presaspresas simétricas de FSH-EECsimétricas de FSH-EEC en las fundaciones differentesen las fundaciones differentes
Altura de
la presa
Esfruerzos verticales σy
(MPa) en el base de los taludos de 0,6/1V aguas arriba
(índice alto u) y aguas abajo (índice alto d) para caso estático/caso sísmico
σy
u
σy
d
Fundación
de roca
Fundación de
aluvión
Fundación
de morena
Fundación
de roca
Fundación de
aluvión
Fundación
de morena
Н=60 m - -0,67/-0,16 - - -1,01/-1,42 -
Н=75 m - -0,7/-0,23 -0,7/-0,23 - -1,13/-1,59 -1,13/-1,59
Н=100 m -0,85/-0,18 -0,85/-0,18 - -1,64/-2,3 -1,64/-2,3 -
Н=150 m -1,25/-0,13 - - -2,5/-3,6 - -
11

12. Altura de
la presa,
H, m
Profundidad de la penetración de grietas en % del ancho de la presa (estática/sísmica):
en el contacto de presa-fundación en el talud aguas arriba de la presa
fundación
de roca
fundación de
aluvión
fundación
de morena
fundación
de roca
fundación de
aluvión
fundación
de morena
Н=60 m 0 / 5,96 0 / 5,96 0 / 5,96 0 / 0 0 / 0 0 / 0
Н=75 m 0 / 0 0 / 5,94 0 / 5,94 0 / 0 0 / 0 0 / 0
Н=100 m 0 / 0 0 / 0 0 / 0 0 / 0 0 / 0 0 / 0
Altura de
la presa,
H, m
Profundidad de la penetración de grietas en % del ancho de la presa (estática/sísmica):
en el contacto de presa-fundación: en el talud aguas arriba de la presa
fundación
de roca
fundación de
aluvión
fundación
de morena
fundación
de roca
fundación de
aluvión
fundación
de morena
Н=60 m 0 / 0 0 / 0 0 / 0 0 / 0 0 / 0 0 / 0
Н=75 m 0 / 0 0 / 0 0 / 0 0 / 0 0 / 0 0 / 0
Н=100 m 0 / 0 0 / 0 0 / 0 0 / 0 0 / 0 0 / 0
Н=150 m 0 / 0 - - 0 / 0 - -
Los valores de aperturasLos valores de aperturas de las grietas en las presasde las grietas en las presas simétricas de FSH-EECsimétricas de FSH-EEC ((con doscon dos
taludes de pendientes detaludes de pendientes de 1H/0,6V1H/0,6V)) por lapor la aceleraciónaceleración sísmicasísmica deldel terrenoterreno dede 0,20,244gg
Los valores de aperturasLos valores de aperturas de las grietas en las presasde las grietas en las presas simétricas de FSH-EECsimétricas de FSH-EEC ((con doscon dos
taludes de pendientes detaludes de pendientes de 1H/0,5V1H/0,5V)) por lapor la aceleraciónaceleración sísmicasísmica deldel terrenoterreno dede 0,20,244gg
12

13. Los resultados de los cálculos por programa CADAMLos resultados de los cálculos por programa CADAM
mostraron que presas de perfil simétrica de FSH-EECmostraron que presas de perfil simétrica de FSH-EEC
son mucho más resistentes a las cargas sísmicas que lasson mucho más resistentes a las cargas sísmicas que las
presas de CCR tradicionales con el talud vertical aguaspresas de CCR tradicionales con el talud vertical aguas
arriba y presas de gravedad de concreto convencional.arriba y presas de gravedad de concreto convencional.
Debido a la altaDebido a la alta resistenciaresistencia sísmica y el estado desísmica y el estado de
esfuerzo-deformación favorable estas presas se pueden​​esfuerzo-deformación favorable estas presas se pueden​​
construir no sólo en la fundación de roca, peroconstruir no sólo en la fundación de roca, pero
también de arcilla, de aluvión (arena con grava) y detambién de arcilla, de aluvión (arena con grava) y de
morena.morena.
En estas presas de altura de 60, 75 y 100 metros laEn estas presas de altura de 60, 75 y 100 metros la
resistencia y estabilidad sísmica está garantizada porresistencia y estabilidad sísmica está garantizada por
ambos taludes con el pendiente de 1H/0,5V.ambos taludes con el pendiente de 1H/0,5V.
En la presa de 150 metros de altura es necesarioEn la presa de 150 metros de altura es necesario
13

14. Evaluación comparativa de estabilidad, resistencia sísmica y coste deEvaluación comparativa de estabilidad, resistencia sísmica y coste de
las presas de CCR, FSH y enrocado con pantalla de concreto (CFR)las presas de CCR, FSH y enrocado con pantalla de concreto (CFR)
• Son dados los resultados de evaluación comparativaSon dados los resultados de evaluación comparativa de la estabilidad,de la estabilidad,
resistencia sísmicaresistencia sísmica y costey coste de 5 variantes de presas de altura H=100 m:de 5 variantes de presas de altura H=100 m:
• Variante 1.Variante 1. Presa de gravedad de CCR-3 (plástico) (Fig. 1).Presa de gravedad de CCR-3 (plástico) (Fig. 1).
• Variante 2.Variante 2. Presa mixta del espaldon aguas arriba con pantalla dePresa mixta del espaldon aguas arriba con pantalla de
concreto armado y el muro aguas abajo de retención de gravedad deconcreto armado y el muro aguas abajo de retención de gravedad de
CCR-0 muy pobre (Fig. 2).CCR-0 muy pobre (Fig. 2).
• Variante 3.Variante 3. Presa de enrocado con pantalla de concreto armado (Fig. 3)Presa de enrocado con pantalla de concreto armado (Fig. 3)
• Variante 4.Variante 4. Presa del perfil simétrico de CCR-1 pobre con pantalla dePresa del perfil simétrico de CCR-1 pobre con pantalla de
concreto armado (FSH) (Fig. 4).concreto armado (FSH) (Fig. 4).
• Variante 5.Variante 5. Presa de perfil simétricoPresa de perfil simétrico con 2 zonas exteriores de CCR-3con 2 zonas exteriores de CCR-3
con pantalla de membrana Carpicon pantalla de membrana Carpi y zona interior ancha de enrocado,y zona interior ancha de enrocado,
enriquecido por mortero de cemento (EEC) o presa de FSH-EECenriquecido por mortero de cemento (EEC) o presa de FSH-EEC
(fig.5)(fig.5)
• En todas presas fueron considerado la fundación de roca (En todas presas fueron considerado la fundación de roca (ángulo deángulo de
fricción interna φ=45fricción interna φ=45oo
, cohesión С=1 МPа) y fundación de morena, cohesión С=1 МPа) y fundación de morena
(φ=30(φ=30oo
, С=0,3 MPа) en las presas 2-5. Todas presas fueron calculadas, С=0,3 MPа) en las presas 2-5. Todas presas fueron calculadas
14

15. VarianteVariante 1. Presa de gravedad de CCR-3 Variante 2. Presa de espaldon aguas arriba con pantalla1. Presa de gravedad de CCR-3 Variante 2. Presa de espaldon aguas arriba con pantalla
con geomembrana Carpicon geomembrana Carpi de concreto y muro aguas abajo de retención de CCR-1de concreto y muro aguas abajo de retención de CCR-1
Variante 3.Variante 3. Presa de enrocado con pantalla de concretoPresa de enrocado con pantalla de concreto
Variante 4. Presa de FSH con pantalla deVariante 4. Presa de FSH con pantalla de
VarianteVariante 5. Presa5. Presa de FSH-EECde FSH-EEC ((con dos taludes decon dos taludes de
pendientes de 1H/0,5Vpendientes de 1H/0,5V)) con geomembrana Carpicon geomembrana Carpi
15

16. • Variante 1:Variante 1: Presa de gravedad de CCR-3 con el talud aguas abajo con pendiente dePresa de gravedad de CCR-3 con el talud aguas abajo con pendiente de
H/V=0,8 y talud aguas arriba con pendiente de H/V=0,1; anchura de la cresta de 8H/V=0,8 y talud aguas arriba con pendiente de H/V=0,1; anchura de la cresta de 8
m. Sub-presión en fundación de la presa es aceptado con su descenso en el drenaje am. Sub-presión en fundación de la presa es aceptado con su descenso en el drenaje a
35 %. Los parámetros de resistencia al desplazamiento en las juntas de CCR: φ=4535 %. Los parámetros de resistencia al desplazamiento en las juntas de CCR: φ=45oo
,,
С=1МPа. Sismo-resistencia de la presa fue determinada por el método pseudo-С=1МPа. Sismo-resistencia de la presa fue determinada por el método pseudo-
estático.estático.
• Variante 2Variante 2:: Presa de enrocado con pantalla de concreto con el talud aguas arriba conPresa de enrocado con pantalla de concreto con el talud aguas arriba con
pendiente de H/V=1,4 y talud aguas abajo con pendiente de H/V=1,5; anchura de lapendiente de H/V=1,4 y talud aguas abajo con pendiente de H/V=1,5; anchura de la
cresta de 8 m. Los parámetros de resistencia al desplazamiento: φ=45cresta de 8 m. Los parámetros de resistencia al desplazamiento: φ=45oo
, С=0. La, С=0. La
estabilidad sísmica de taludes de presa fue determinada por el método pseudo-estabilidad sísmica de taludes de presa fue determinada por el método pseudo-
estático.estático.
• Variante 3Variante 3:: Presa mixta del espaldón aguas arriba con pantalla de concreto conPresa mixta del espaldón aguas arriba con pantalla de concreto con
pendiente de H/V=1,4 y el muro aguas abajo de retención de gravedad de CCR-0 conpendiente de H/V=1,4 y el muro aguas abajo de retención de gravedad de CCR-0 con
talud aguas arriba con pendiente H/V=0,1 y talud aguas abajo con pendientetalud aguas arriba con pendiente H/V=0,1 y talud aguas abajo con pendiente
H/V=0,7 (fundación de roca) y 0,9 (fundación de morena). Las cargas sísmicas enH/V=0,7 (fundación de roca) y 0,9 (fundación de morena). Las cargas sísmicas en
enrocado y en CCR fueron determinadas por la teoría lineal-espectral. Subpresión enenrocado y en CCR fueron determinadas por la teoría lineal-espectral. Subpresión en
presa es ausente.presa es ausente.
• Variante 4Variante 4:: Presa de perfil simétrico (taludes H/V=0,7) de CCR-1 con pantalla dePresa de perfil simétrico (taludes H/V=0,7) de CCR-1 con pantalla de
concreto (FSH). Parámetros de resistencia al desplazamiento en juntas de CCR:concreto (FSH). Parámetros de resistencia al desplazamiento en juntas de CCR:
φ=45φ=45oo
, С=0,5 МPа. Sub-presión en base de presa es aceptado con descenso en, С=0,5 МPа. Sub-presión en base de presa es aceptado con descenso en
drenaje a 40%.drenaje a 40%.
• Variante 5Variante 5:: Presa del perfil simétrico con taludes H/V=0,5Presa del perfil simétrico con taludes H/V=0,5 con dos zonas exteriorescon dos zonas exteriores16

17. Como se muestra en tablas 1y 2 los más económicos para fundaciones de roca y deComo se muestra en tablas 1y 2 los más económicos para fundaciones de roca y de
morena son los variantes 3 (Presa de enrocado con pantalla de concreto) y 5morena son los variantes 3 (Presa de enrocado con pantalla de concreto) y 5
(Presa del perfil simétrico(Presa del perfil simétrico de FSH-EEC con zonas exteriores de CCRde FSH-EEC con zonas exteriores de CCR con pantallacon pantalla
de membranade membrana y zona interior de EEC.y zona interior de EEC.
Resultados de cálculos de estabilidad, resistencia sísmica y el coste de 5 variantes de presasResultados de cálculos de estabilidad, resistencia sísmica y el coste de 5 variantes de presas
(H=100m) en fundación de roca (tabla 1) y 4 variantes de presas (100m) de morena (tabla 2)(H=100m) en fundación de roca (tabla 1) y 4 variantes de presas (100m) de morena (tabla 2)
El coste, mil $, por
cado metro
Variante de
la presa
Fs (tgØ)
sin seísmo
Fs (tgØ)
con seísmo
σy, MPa,
sin seísmo
σy, MPa,
con seísmo
140 1 32
(0,7)2
1,85 (1,16) <0 +1,21
91 3 1,43
1,23
- -
127 2 3,4 (0,5)
1,84
(0,5)4
2,4 (0,77)
1,3 (0,77)
<0 +11
115 5 4,35
(0,23)5
3,36
(0,34)6
2,75
(0,43)5
2,16
(0,58)6
-1,03/-1,567
-0,74/-1,787
151 4 4,85
(0,21)5
3,76
(0,29)6
2,95
(0,32)5
2,36
(0,48)6
<0 <0
El coste, mil $, por
cado metro
Variante de la
presa
Fs (tgØ)
sin seísmo
Fs (tgØ)
con seísmo
σy, MPa,
sin seísmo
σy, MPa,
con seísmo
91 3 1,41
1,21
- -
139 2 2,32
(0,36)2
1,452
(0,58)2
-1,4/-0,93
-0,6/-1,73
115 5 2,82
(0,32)2
2,14
(0,39)4
1,512
(0,56)2
1,164
(0,82)4
-1,12/-1,673
-0,84/-1,93
151 4 32
(0,28)2
2,34
(0,42)4
1,572
(0,53)2
1,204
-0,9/-1,43
-0,6/-1,83
Tomando en cuenta lo que el coste de aliviadores y túneles o galerías de desvió en elTomando en cuenta lo que el coste de aliviadores y túneles o galerías de desvió en el
variante 5 será mucho menor y el período de construcción será más corto que en el variantevariante 5 será mucho menor y el período de construcción será más corto que en el variante
3 o 2 se puede hacer una conclusión acerca la eficiencia económica del variante 5 de las3 o 2 se puede hacer una conclusión acerca la eficiencia económica del variante 5 de las
presas nuevas depresas nuevas de FSH-EER o de CCR muy pobreFSH-EER o de CCR muy pobre.. 17

18. Análisis dinámico de la presa de FSH-EEC de altura de 100 m con dos taludesAnálisis dinámico de la presa de FSH-EEC de altura de 100 m con dos taludes
de 0.5V/1H por el programa MSCde 0.5V/1H por el programa MSC..Marc en el Instituto Hidroproyecto (Moscú)Marc en el Instituto Hidroproyecto (Moscú)
Características de las cargas sísmicas: Sismo Máximo de Diseño (SMD) con lasCaracterísticas de las cargas sísmicas: Sismo Máximo de Diseño (SMD) con las
aceleraciones horizontal y vertical de 0,2 y 0,14g y Sismo Máximo Creíble (SMC)aceleraciones horizontal y vertical de 0,2 y 0,14g y Sismo Máximo Creíble (SMC)
con las aceleraciones horizontal y vertical 0,4 y 0,28gcon las aceleraciones horizontal y vertical 0,4 y 0,28g con el tiempo de la acción decon el tiempo de la acción de
10 segundos y la frecuencia predominante de 3-5 Hz, cercana a la frecuencia de10 segundos y la frecuencia predominante de 3-5 Hz, cercana a la frecuencia dell
primer modo de la oscilación natural de la presa de gravedad de altura de 100 m.primer modo de la oscilación natural de la presa de gravedad de altura de 100 m.
La respuesta dinámica del sistema de “presa-fundación-embalse” por la acciónLa respuesta dinámica del sistema de “presa-fundación-embalse” por la acción
de estas aceleraciones se consideró en el análisis. La influencia de las ondas dede estas aceleraciones se consideró en el análisis. La influencia de las ondas de
gravedad en el embalse fue descuidado y las condiciones de la frontera entre elgravedad en el embalse fue descuidado y las condiciones de la frontera entre el
embalse y la presa y el embalse y la fundación se simplifican. La condición de laembalse y la presa y el embalse y la fundación se simplifican. La condición de la
igualdad de los desplazamientos normales en estas fronteras fue supuesto por laigualdad de los desplazamientos normales en estas fronteras fue supuesto por la
presa, la fundación y el embalse. El paso de los esfuerzos de corte a través de estaspresa, la fundación y el embalse. El paso de los esfuerzos de corte a través de estas
fronteras se suponía que permite simplificar el problema, abandonando losfronteras se suponía que permite simplificar el problema, abandonando los
elementos de la interfaz. En cuanto a un modelo matemático de CCR y EEC elelementos de la interfaz. En cuanto a un modelo matemático de CCR y EEC el
modelo elasto-plástico de endurecimiento con la regla de flujo asociada y lamodelo elasto-plástico de endurecimiento con la regla de flujo asociada y la
resistencia al corte de las juntas horizontales en CCR (ángulo de fricción internaresistencia al corte de las juntas horizontales en CCR (ángulo de fricción interna
ϕϕ y la cohesión C) se utilizó. Los parámetros de endurecimiento del modelo sony la cohesión C) se utilizó. Los parámetros de endurecimiento del modelo son
deformaciones plásticas de corte y del volumen en el plano de corte máxima.deformaciones plásticas de corte y del volumen en el plano de corte máxima.
Este modelo de CCR simula bastante exactamente el agrietamiento y laEste modelo de CCR simula bastante exactamente el agrietamiento y la
apertura de las grietas o las juntas horizontales en CCR y su reacción posterior,apertura de las grietas o las juntas horizontales en CCR y su reacción posterior,
sólo a la compresión.sólo a la compresión. 18

19. Resultados del análisis dinámico de la presa de FSH-EEC de altura de 100 m conResultados del análisis dinámico de la presa de FSH-EEC de altura de 100 m con
dos taludes de 0.5V/1H por el programa MSCdos taludes de 0.5V/1H por el programa MSC..MarcMarc
Por acción del Sismo Máximo de Diseño (SMD) la respuesta dinámica de la presa es elástica
y los desplazamientos elásticos horizontales están amortiguados sin desplazamientos
plásticos (Fig. 1). Las aceleraciones máximas en cresta de la presa por acción de SMD llegan
a 0,31g, es decir, el coeficiente del acrecentamiento de la amplitud de oscilación es 1,55.
El agrietamiento (Fig. 2) en el cuerpo de la presa por acción de Sismo Máximo Creíble
(SMC) se deteriora en comparación con el SMD (Fig. 1): en parte bajo de la presa las juntas
abiertas horizontales propagados del talud aguas arriba al eje de la presa. La abertura de
juntas horizontales en las zonas exteriores de CCR después del SMC se puede excluir el
tratamiento de las juntas con las capas de 2 cm que pueden aumentar dos veces la cohesión
en las juntas de CCR. Debido a geomembrana impermeable Carpi sobre talud aguas arriba,
no hay sub-presión en las juntas de CCR y la seguridad sísmica de la presa se proporcionará
Fig. 1. Malla de elementos finitos y juntas abiertas (en
punteados) en el pie del talud aguas arriba de RCC-3
por acción del Sismo de Diseño, SMD (Ah=0,2 g;
Av=0,14g)
Fig. 2. Malla de elementos finitos y las juntas abiertas
(en punteados) en los taludes aguas arriba y abajo por
acción del Sismo Máximo Creíble (Ah=0,4g y
Av=0,28g)
19

20. Resultados de análisis dinámico de la presa de FSH-EEC, H=100 m (continuación)Resultados de análisis dinámico de la presa de FSH-EEC, H=100 m (continuación)
La variación de las aceleraciones horizontales en 4 puntos del talud aguas arriba por acción de SMC (Fig.
1) muestra que la aceleración máxima de la cresta de la presa debido a su respuesta elasto-plástica es sólo
0,28g.
Fig. 2 muestra para caso de SMC los desplazamientos horizontales en 4 puntos a lo largo del talud aguas
arriba. Como puede verse en esta figura, la respuesta dinámica de la presa es elástica y las desplazamientos
elásticas al fin de SMC están amortiguadas sin valores plásticos, excepto el punto 6 en la cresta de la presa.
El Sismo Máximo Hipotético (SMH) con las aceleraciones de terreno horizontales y verticales de 0,8 y
0,56g (dos veces más que Sismo Máximo Creíble, SMC) se aplicó a la presa para lograr su agrietamiento
completo o apertura de todas juntas. En caso hipotético la aceleración máxima horizontal de cresta de presa
alcanza 0,38g en comparación con 0,28g en el caso de SMC (Fig. 1) y todas juntas de la presa están abiertas.
Fig. 3 muestra para caso de SMH la respuesta dinámica compleja de la presa: en la cresta de presa (punto
6) los desplazamientos horizontales plásticas se desarrollan después del SMH, mientras que en la parte
restante básico de la presa (puntos 3-5) sólo los desplazamientos elásticos se desarrollan.
Por lo tanto, la presa de FSH-EEC de 100 m de altura con dos taludes con pendiente dePor lo tanto, la presa de FSH-EEC de 100 m de altura con dos taludes con pendiente de
0,5H/1V tiene el doble factor de seguridad dinámica por la acción del Sismo Máximo Creíble.0,5H/1V tiene el doble factor de seguridad dinámica por la acción del Sismo Máximo Creíble.
Fig. 1 (por SMC) Fig. 2 (por SMC) Fig. 3 (por SMH)
20

21. 1.1. Presa Cindere de FSH (Turquía, H=107 m) construida en 2005 enPresa Cindere de FSH (Turquía, H=107 m) construida en 2005 en
la fundación de roca blanda en la región muy sísmica (A=0,4g)la fundación de roca blanda en la región muy sísmica (A=0,4g)
Perfil simétrico de la presa con dos taludesPerfil simétrico de la presa con dos taludes
0,7H/1V. Fundación de presa semi-rocosa con0,7H/1V. Fundación de presa semi-rocosa con
la resistencia a la compresión (5-24) MPa y ella resistencia a la compresión (5-24) MPa y el
módulo de deformación (2-7) GPamódulo de deformación (2-7) GPa..
CCompuesto de CCR-1: consumo de cemento 50ompuesto de CCR-1: consumo de cemento 50
y ceniza 20 kg/m3, espesor de capas RCC-y ceniza 20 kg/m3, espesor de capas RCC-
Plan del proyecto hidroeléctricoPlan del proyecto hidroeléctrico
Cindere con presa de FSH, casaCindere con presa de FSH, casa
de máquina, vertedero (de máquina, vertedero (3620m3
/s)
Los ejemplos de las presas nuevas de FSH y FSH-RECLos ejemplos de las presas nuevas de FSH y FSH-REC
Volumen total de la presa es 1,7
millones m3
de concreto incluido
1,5 millones m3
de RCC-1. 21

22. 1. Presa Cindere de FSH (Turquía, H=107 m, 2005)1. Presa Cindere de FSH (Turquía, H=107 m, 2005)
• La sección central de la presa con el vertedero tiene talud aguas arriba con la
pendiente de 0,89H/1V para recibir la conexión favorable con la placa de
amortiguador aguas abajo.
• En talud aguas arriba la pantalla de concreto armado no está por el peligro de
formación de grietas en el contacto la pantalla con CCR. Para garantizar la
formación y impermeabilidad de talud aguas arriba se utilizan los paneles
prefabricados de concreto armado con la membrana de PVC. Para interceptar el
agua a través los pinchazos posibles en membrana los tubos del drenaje se
utilizan.• La estabilidad de la presa al deslizamiento en su fundación y juntas de CCR se
proporcionó por acción de aceleración horizontal máxima de 0,4g. En talud aguas
arriba de la presa y su fundación se obtuvieron los esfuerzos de compresión, que​​
garantizan ausencia de abertura del contacto de CCR-fundación y juntas de CCR.
• La presa se ha diseñado por los efectos dinámicos de la ola de desbordamiento
formado después del posible colapso del deslizamiento de suelo grande en embalse.
• Debido a alta sismicidad del sitio las juntas en CCR se trataron con capas de
mezcla de pega a la profundidad de 13 m en la base de talud aguas arriba y de 5 m
en la cresta de presa, que garantiza la alta adhesión entre las capas de CCR.
• El tiempo de construcción de la presa fue 34 meses, que corresponde a la
intensidad media de la colocación de CCR-1 de 50 mil m3
por mes. La experiencia
en construcción de esta presa ha tenido éxito y en Turquía han preparado tres
proyectos de presas de este tipo, que se construyen en el futuro. 22

23. 1.1. Presa Cindere de FSH (Turquía, H=107 m, 2005)Presa Cindere de FSH (Turquía, H=107 m, 2005)
• La estabilidad de la presa al deslizamiento en su fundación y juntas de CCR se
proporcionó por acción de aceleración horizontal máxima de 0,4g. En talud aguas
arriba de la presa y su fundación se obtuvieron los esfuerzos de compresión, que​​
garantizan ausencia de abertura del contacto de CCR-fundación y juntas de CCR.
Fotos 1-3. Varias fases de la construcción de la presa Cindere de
FSH
• Isolíneas de los esfuerzos verticales en presa (Fig. 1) muestran que el esfuerzo en
la base de talud aguas abajo es igual 3,0 MPpa, que es dos veces menor que la
resistencia a la compresión de CCR-1.
Fig. 1
Foto 1
Foto 2 Foto 3
23

24. 2.2. Presa Miel (ColombiaPresa Miel (Colombia)),, H=H=188188 mm,, dede CCRCCR-3-3 ((1,751,75 millonesmillones mm33
)) concon geomembranageomembrana CARPICARPI
Presa ItuangaPresa Ituanga ((ColombiaColombia),), el variante de diseel variante de diseñoño,,
Н=180Н=180 mm,, tipo de FSH de CCRtipo de FSH de CCR-2-2 ((22,,44 millonesmillones
m3
)) con geomembranacon geomembrana CARPICARPI
Presa es capable paraPresa es capable para sobrevivirsobrevivir Sismo MáximoSismo Máximo
Creíble con la aceleración del terreno 0,4g sinCreíble con la aceleración del terreno 0,4g sin
abertura de las juntas en CCR-2abertura de las juntas en CCR-2 y las cargasy las cargas
dinámicasdinámicas durante el paso dedurante el paso de crecida máxima decrecida máxima de
2100021000 m3
//ss aa travéstravés del vertedero con cargadel vertedero con carga 2222 mm
CCompuesto de CCR-2: consumo de cementoompuesto de CCR-2: consumo de cemento
100-120 kg/100-120 kg/m3
, de cascajos - 2250 kg/, de cascajos - 2250 kg/m3
24

25. 3.3. Presa Yumaguzinsk (H=65 m)Presa Yumaguzinsk (H=65 m) de FSH-EEC (Rusia, en el disede FSH-EEC (Rusia, en el diseñoño))
• La presa de CCR muy pobre en la fundaciónLa presa de CCR muy pobre en la fundación suavesuave de aluvión, arena y grava:de aluvión, arena y grava:
- el perfil simetrico de la presa con dos taludes de pendiente de 0,7/1V;- el perfil simetrico de la presa con dos taludes de pendiente de 0,7/1V;
- el consumo de cemento de 50- el consumo de cemento de 50 kg/mkg/m33
y de ceniza volante de 100y de ceniza volante de 100 kg/mkg/m33
;;
- geomembrana impermeable Carpi sobre el talud aguas arriba;- geomembrana impermeable Carpi sobre el talud aguas arriba;
• Cálculos de la estabilidad y resistencia de la presa en la fundación de suelos porCálculos de la estabilidad y resistencia de la presa en la fundación de suelos por
la acción de las cargas estáticas y sísmicas (con aceleración de 0,2g) mostraron sula acción de las cargas estáticas y sísmicas (con aceleración de 0,2g) mostraron su
alta estabilidad y resistencia con los esfuerzos verticales uniformes en fundación.alta estabilidad y resistencia con los esfuerzos verticales uniformes en fundación.
• LasLas figuras 1 y 2 muestran las secciones de la presa en fundación de suelos.figuras 1 y 2 muestran las secciones de la presa en fundación de suelos.
Fig. 1. Sección de la presa en fundación de gravas Fig. 2. Sección de presa en fundación de aluvión
Las ventajas técnicas y económicas de esta presa en comparación con presa deLas ventajas técnicas y económicas de esta presa en comparación con presa de
enrocado con núcleo de arcilla:enrocado con núcleo de arcilla: 1) uso de gran cantidad de ceniza volante local en1) uso de gran cantidad de ceniza volante local en
CCR; 2) uso de vertedero en cauce del río en vez del mismo en orilla del río conCCR; 2) uso de vertedero en cauce del río en vez del mismo en orilla del río con
volumen grande de excavación de suelos; 3) alta seguridad hidráulica: admisión devolumen grande de excavación de suelos; 3) alta seguridad hidráulica: admisión de
paso de crecida máxima probable sobre la cresta de presa; 4) mucho menor del costo ypaso de crecida máxima probable sobre la cresta de presa; 4) mucho menor del costo y
25

26. 2.2. Nuevos tipos de las estructuras de altas presas de enrocadoNuevos tipos de las estructuras de altas presas de enrocado
con la pantalla de concreto armado para las regionescon la pantalla de concreto armado para las regiones sísmicassísmicas
Muchas estas presas más de 150 metros de altura tienen las problemas graves con
agrietamiento intenso de las pantalla de concreto y con gran abertura de las juntas
perimetrales de que los resultados de las filtraciones peligrosas y reparación costa.
El método eficaz para prevenir estos problemas se propuso para dos presas de
altura de 275 y 190 metros en las regiones de alta sismicidad de Rusia y Colombia
2.1 Presa Kambarata (H=275m, Kyrgyzia)2.1 Presa Kambarata (H=275m, Kyrgyzia) sismosismo máximomáximo creible:creible: 0,4g0,4g
• Esta presa fue diseñada en la URSS como una presa construida por medio deEsta presa fue diseñada en la URSS como una presa construida por medio de
explosiones dirigidos. La necesidad actual es unexplosiones dirigidos. La necesidad actual es unaa peritaje internacional de la presaperitaje internacional de la presa
a causa de sus complejos problemas ambientales y tecnológicos, que incluyen losa causa de sus complejos problemas ambientales y tecnológicos, que incluyen los
resultados impredecibles de la gran explosión de márgenes rocosos del sitio.resultados impredecibles de la gran explosión de márgenes rocosos del sitio.
•En vista de todo hemos desarrollado laEn vista de todo hemos desarrollado la presa (presa (H=275 m)H=275 m) de enrocado con pantallade enrocado con pantalla
de concreto armado por lade concreto armado por la tecnología probada de su construcción.tecnología probada de su construcción.
• Dado que altura de la presa será de 40 metros más que la altura máxima de presaDado que altura de la presa será de 40 metros más que la altura máxima de presa
Shubuya (235 m, China) y que se encuentra en laShubuya (235 m, China) y que se encuentra en la región deregión de sismicidad de 9sismicidad de 9
grados, se han desarrollado medidas para reducir deflexión de pantalla: zona 2Bgrados, se han desarrollado medidas para reducir deflexión de pantalla: zona 2B
de apoyo de pantalla no sde apoyo de pantalla no see colocan de los cascajos, pero de CCR pobre, lo quecolocan de los cascajos, pero de CCR pobre, lo que
permitió reducir mucho la deflexión de la pantalla y aumentar la seguridad de lapermitió reducir mucho la deflexión de la pantalla y aumentar la seguridad de la
presa.presa.
•Perfil de la presa muy reducido y alta velocidad de su construcción proporcionaráPerfil de la presa muy reducido y alta velocidad de su construcción proporcionará
un gran beneficio técnico y económico en comparación con el viejo diseño.un gran beneficio técnico y económico en comparación con el viejo diseño.
• Se presentan las resultados de los cálculos del estado de esfuerzo-deformación. ElSe presentan las resultados de los cálculos del estado de esfuerzo-deformación. El
propósito de los cálculos fue la evaluación de seguridad de pantalla por diferentespropósito de los cálculos fue la evaluación de seguridad de pantalla por diferentes
esquemas de construcción y llenado de embalse. Los cálculos se llevaron utilizandoesquemas de construcción y llenado de embalse. Los cálculos se llevaron utilizando26

27. 27

28. 28

29. Resultados de cálculos del estado de esfuerzo-deformación de la presa Kambarata
con la zona 2B de cascajode cascajo de apoyo de la pantalla de concreto armado
Fig.Fig. 2.1.2.1. Desplazamientos horizontalesDesplazamientos horizontales,, mm FigFig. 2.2.. 2.2. DesplazamientosDesplazamientos verticalesverticales,, mm
Fig.Fig. 2.3.2.3. EsfuerzosEsfuerzos horizontaleshorizontales,, PaPa FigFig. 2.4.. 2.4. Esfuerzos verticalesEsfuerzos verticales,, PaPa
Resultados de los cálculos para cinco etapas de la construcción de la presa (Fig. 2.1-2.4)
muestran que las esfuerzos verticales de compresión se distribuyen uniforme por altura de
la presa, aumentando a 6 MPa en la base. En la zona 2B de cascajode cascajo de apoyo de la pantalla
de concreto hay una concentración de esfuerzos de compresión entre 0,6 y 2,6 MPa.
Malla de elementos finitos: 3 etapas de construcción3 etapas de construcción Malla de elementos finitos: 5 etapas de construcción5 etapas de construcción
29

30. Conclusiones:Conclusiones:
1.1. ParaPara la construcción de la presa en 5 etapas la deflexión de pantalla de concretola construcción de la presa en 5 etapas la deflexión de pantalla de concreto
llegó a 120 cm, que es un 20% menos, que la misma deflexión para 3 etapas.llegó a 120 cm, que es un 20% menos, que la misma deflexión para 3 etapas.
2.2. RReducción de la deflexión de la pantalla con la zona de RCC muy pobreeducción de la deflexión de la pantalla con la zona de RCC muy pobre de apoyo dede apoyo de
pantallapantalla fue muy eficaz: la deflexión era 50 cm, es decir, disminuyeron en 2,4 veces.fue muy eficaz: la deflexión era 50 cm, es decir, disminuyeron en 2,4 veces.
3.3. Variante deVariante de la presala presa concon zona de CCR muy pobre de apoyo de pantalla dezona de CCR muy pobre de apoyo de pantalla de
concretoconcreto proporciona una gran reducción en el costo y el tiempo de construcción enproporciona una gran reducción en el costo y el tiempo de construcción en
comparación con la presacomparación con la presa construida por medio de explosiones dirigidos.construida por medio de explosiones dirigidos.
4.4. Este variante se debe considerar, como un principal, en el diseño final de la presa.Este variante se debe considerar, como un principal, en el diseño final de la presa.
Resultados deResultados de cálculos de estado de esfuerzo-deformación de la presa Kambaratacálculos de estado de esfuerzo-deformación de la presa Kambarata
concon zona de CCR muy pobre de apoyo de pantalla de concreto (zona de CCR muy pobre de apoyo de pantalla de concreto (5 etapas de5 etapas de
construcción)construcción)
Fig.Fig. 2.2.55.. Desplazamientos horizontalesDesplazamientos horizontales,, mm FigFig. 2.. 2.66.. DesplazamientosDesplazamientos verticalesverticales,, mm
Fig.Fig. 2.2.77.. EsfuerzosEsfuerzos horizontaleshorizontales,, PaPa FigFig. 2.. 2.88.. Esfuerzos verticalesEsfuerzos verticales,, PaPa
30

31. 2.2. Planta general2.2. Planta general del pdel proyecto hidroeléctrico Sogamoso (1035 MW)royecto hidroeléctrico Sogamoso (1035 MW)
concon la pla presaresa de enrocado con pantalla de concreto (de enrocado con pantalla de concreto (HH=190=190 m)m)
31

32. Presa Sogamoso de enrocadoPresa Sogamoso de enrocado con la pantalla de concretocon la pantalla de concreto
armado (Harmado (H=190=190 m),m), estáestá construyendo enconstruyendo en ColombiaColombia
32

33. Presa Sogamoso de enrocadoPresa Sogamoso de enrocado con la pantalla de concretocon la pantalla de concreto
armado (Harmado (H=190=190 m) y con lam) y con la ataguíaataguía de aguas arriba de CCR-1de aguas arriba de CCR-1
Zona 3А 3В 3С 3D
Material Grava y canto
rodado
Piedra rocosa de
excavación para
vertedero
Grande piedra de
excavación para vertedero
Filtro
de arena
33

34. Presa Sogamoso de enrocadoPresa Sogamoso de enrocado con pantalla de concretocon pantalla de concreto HH=190=190 mm en laen la
fundación de roca blanda en la región sísmicafundación de roca blanda en la región sísmica:: A=0,27g, T=1000 añosA=0,27g, T=1000 años
El análisis 2-D del estado de esfuerzo-deformación deEl análisis 2-D del estado de esfuerzo-deformación de lala presa de Sogamosopresa de Sogamoso
fue realizado con ayuda del programafue realizado con ayuda del programa ADINAADINA basado en el método de losbasado en el método de los
elementos finitoselementos finitos yy utilizando el modelo elasto-plástico con el criterio de Mohr-utilizando el modelo elasto-plástico con el criterio de Mohr-
Coulomb paraCoulomb para los materiales de la presa. La gran influencia de lalos materiales de la presa. La gran influencia de la
consecuencia de la construcción de la presas y llenado de embalse sobre elconsecuencia de la construcción de la presas y llenado de embalse sobre el
estado de esfuerzo-deformación de la presa se ha recibido en este análisis.estado de esfuerzo-deformación de la presa se ha recibido en este análisis.
El nuevo método efectivo de reducción (hasta a 50-55%) de las deflexiones deEl nuevo método efectivo de reducción (hasta a 50-55%) de las deflexiones de
la pantalla de concreto en la presa fue propuesto por la inclusión de la zona dela pantalla de concreto en la presa fue propuesto por la inclusión de la zona de
apoyo de CCR-1 en lugar de la zona de transición 2B debajo de pantalla deapoyo de CCR-1 en lugar de la zona de transición 2B debajo de pantalla de
concreto armado.concreto armado.
Parámetros Zona 3А CCR Zona 3D Zona 3В Zona 3С
Móódulo de
deformación, MPa
50 500 20 40 30
Coeficiente de Poison 0,3 0,2 0,33 0,32 0,33
Densidad, t/m3 2,0 2,35 1,93 2,04 1,83
AAngulo de friccióón
interna φ (grados)
42 40 35 44 35
Cohesióón, MPa - 0,1 - - -
Parámetros cálculosParámetros cálculos del modelo dedel modelo de Mohr-Coulomb de los materiales de laMohr-Coulomb de los materiales de la
presapresa
34

35. Presa Sogamoso de enrocadoPresa Sogamoso de enrocado con pantalla de concretocon pantalla de concreto HH=190=190 mm en laen la
fundación de roca blanda en la región sísmicafundación de roca blanda en la región sísmica:: A=0,27g, T=1000 añosA=0,27g, T=1000 años
Zona 3А
Zona 3В Zona 3С
Ataguia aguas arriba de
CCR
Zona
3D
Los parámetros del modelo perfectamente elástico y plástico con criterio de Mohr-Coulomb
para los materiales de la presa en el los cálculos del estado de esfuerzo-deformación por el
programa ADINA a las acciones estáticas y sísmicas
Zona 2В de CCR
35

36. 5 etapas de construcción de la presa Sogamoso, consideradas en su cálculo
Malla de elementos finitosMalla de elementos finitos (846)(846) en elen el cálculo de esfurzo-deformación de la presacálculo de esfurzo-deformación de la presa
36

37. Deformaciones horizontales de la presaDeformaciones horizontales de la presa con zona decon zona de apoyoapoyo de CCR dede CCR de la pantallala pantalla
Вертикальные перемещения (м) плотины СогамосоВертикальные перемещения (м) плотины Согамосо
Deformaciones verticales de la presa con zona deDeformaciones verticales de la presa con zona de apoyoapoyo de CCR dede CCR de la pantallala pantalla
37

38. DesplazamientosDesplazamientos horizontales (m) de presahorizontales (m) de presa con zona decon zona de apoyoapoyo de CCR de pantallade CCR de pantalla
DesplazamientosDesplazamientos verticales (m) de la presaverticales (m) de la presa con zona decon zona de apoyoapoyo de CCR de pantallade CCR de pantalla
1. Teniendo en cuenta de 5 etapas de construcción de presa y llenando del embalse1. Teniendo en cuenta de 5 etapas de construcción de presa y llenando del embalse
la deflexión máxima de pantalla de concreto con zona 2b de transición erá 180la deflexión máxima de pantalla de concreto con zona 2b de transición erá 180
cmcm
2. En caso de sustitución de la zona de transición por la zona de apoyo de CCR del2. En caso de sustitución de la zona de transición por la zona de apoyo de CCR del
espesor de 4m la deflexión máxima de pantalla de conreto se reduce en dosespesor de 4m la deflexión máxima de pantalla de conreto se reduce en dos
38