El documento presenta una introducción al programa SEEP/W para modelar flujos en medios permeables. Explica las características del programa como los tipos de análisis, geometría y estratigrafía, propiedades de suelos, y condiciones de contorno. Luego guía al usuario a través de los pasos iniciales como iniciar el programa, importar una geometría de presa, definir regiones y materiales, y establecer condiciones de contorno para simular el flujo a través de la presa.

1. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO – SEEP/W
TODO SOBRE EL PROGRAMA
GEOESLOPE SEEP/W
1 Introducción
Dentro de la asignatura de Mecánica de Suelos y Rocas que se cursa en el tercer
curso en los estudios para la obtención del título de Ingeniero Técnico de Obras
Públicas, especialidad de Construcciones Civiles , se intenta poner en contacto al
alumnado con programas de uso habitual en la práctica de la Ingeniería del Terreno.
La elección del programa SEEP/W se debe fundamentalmente a :

Es un programa muy difundido en las consultoras de IG.

Posee una licencia para uso de estudiantes sin coste, con algunas limitaciones
de uso, pero suficiente para su aprendizaje.

Es fácil de aprender y muy intuitivo
Dentro de los programas del paquete Geoestudio de la empresa Geoslope, nos
introduciremos en el uso del programa SEEP/W, para la modelización y estudio de las
redes de flujo en medios permeables .
Esperando que este texto de introducción al programa Seep/W 2007 sea útil a
estudiantes de la asignatura, así como a profesionales de la geotécnia que quieren
usar este tipo de herramientas de cálculo en la toma de decisiones dentro de los
procedimientos de análisis de redes de flujo.
En la página web de la empresa propietaria del paquete es posible bajarse la versión
para estudiantes comentada anteriormente con algunas limitaciones de uso, éste
manual se adecua a dicha versión limitada pero suficiente para introducirse en el uso
del programa.
Se intenta con este manual de introducción, que el alumno una vez termine de poner
en práctica los pasos descritos esté capacitado para al menos en un estado inicial
poder enfrentarse a problemas de redes de flujo en las modalidades que normalmente
aparecen en actividad del ingeniero, pantallas, presas de materiales sueltos etc.
Este texto está basado en el tutorial de la versión 5.11, que se usó adaptándolo a la
versión 2007.
Se entiende que el lector tiene conocimientos básicos de mecánica de suelos en lo
concerniente a filtración, redes de flujo y que domina los conceptos de presión total,
efectiva e intersticial, permeabilidad, sifonamiento, etc
Además se le suponen al lector unos conocimientos matemáticos mínimos del método
de los Elementos Finitos, usado en este programa.
El ejemplo usado lo es a título meramente académico.
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2. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO – SEEP/W
Como es la primera versión no es extraño encontrar erratas, omisiones etc por lo que
se ruega al lector lo comunique para solucionar este tipo de incidencias en próximas
ediciones.
Cualquier sugerencia, que el usuario o lector de este manual quiera comentar, puede
ser remitida a la dirección de correo electrónico.
1.1
Características del programa
El programa a cuyo uso nos vamos a introducir tiene fundamentalmente en su versión
2007 las siguientes características definidas a continuación:
1.1.1
Tipos de análisis:
El programa permite realizar los cálculos de redes de flujo
fundamentales de análisis:
a través de dos tipos

Régimen estacionario, el tiempo no interviene como variable en el proceso.

Régimen transitorio, se tiene en cuenta la evolución del sistema con el tiempo.
1.1.2
Geometría y estratigrafía:
La introducción de los condicionantes geométricos son muy versátiles y se adaptan
prácticamente a cualquier geometría:

1.1.3
Geometría adaptable a cualquier contorno estratigráfico mediante herramientas
gráficas a través de la definición de regiones
Propiedades de los suelos:
Con objeto de modelizar el comportamiento de los suelos el programa dispone de
varios modelos de comportamiento.

Permeabilidad del terreno.

Relación entre permeabilidades Ky/Kx

Variación direccional de la permeabilidad de la componente kx.

Modelo de estado saturados o insaturado/saturado

Definición de función de conductividad en suelos insaturados.
1.1.4
Condiciones de contorno del problema:
Para el estudio del comportamiento del modelo además de la parametrización del
terreno es necesario definir las propiedades de los contornos del modelo, para ello
disponemos de la siguientes opciones:

Head (Altura piezométrica=Altura de cota+altura de presion)

Total Flux (Caudal Filtrado)

Press Head (Altura de presión)

Unit Flux (Flujo unitario)
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3. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA

GEOESTUDIO –SEEP/W
Unit Gradient (Gradiente unitario)
En este manual sólo usaremos las tres primeras, que serán explicadas en al apartado
de definición de las condiciones de contorno.
1.2
Iniciando el programa
El paquete de programas Geostudio está compuesto de varias herramientas con
distintos usos y funcionalidades:

Slope/W para cálculo de estabilidad de taludes

Seep/W para cálculo de redes de flujo y filtración.

Sigma/W orientado al cálculo de tensiones y deformaciones de suelos o rocas
sometidos a carga.

Quake/W para cálculo de los efectos de sismos en suelos y estructuras de
suelos (presas, terraplenes, etc)

Temp/W aplicación de la ecuación del calor sobre estructuras de suelos.

Ctran/W aplicado a fenómenos de difusión de contaminantes en suelos

Vadose usado en la modelización de acuiferos.
Todos estos programas están interrelacionados por lo que una geometría planteada
para un tipo de problema, por ejemplo cálculo de asientos en un terraplén puede servir
para un cálculo de estabilidad sin más que dar los correspondientes parámetros
resistentes de los materiales, no necesitando introducir los puntos que definen la
geometría, ya que estos se importan directamente.
En este texto sólo nos vamos a adentrarnos en los primeros pasos para poder aplicar
con cierta soltura el programa Seep/W dentro del paquete Geostudio 2007, y poder
comenzar a introducirnos en la aplicación de la potencia de este programa orientado
al estudio del comportamiento de redes de flujo posee.
Para proceder a arrancar el programa podemos hacerlo desde el escritorio o desde el
menú de inicio tal como vemos en la siguiente figura:
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4. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Iniciando el programa GEOESTUDIO – SEEP/W
 Configuramos la pestaña donde se realizaran los cálculos respectivos posteriormente y luego
CLOSE
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5. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Verifiquemos que toda las barras de los comandos estén activados en TOOLSBAR
 Ahora configuramos la ventana de trabajo en PAGE
 Colocamos en (mm) y las siguientes dimensiones que se muestran en la imagen y finalmente OK
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6. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Configuramos la página en escalas y establecer las dimensiones tal cual lo indican las figuras
adjuntas y finalmente pulsar OK
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7. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Hagamos que las grillas estén una a continuación de otra de tal manera que se puedan
emplear mejor los dibujos en la pestaña GRID para luego picar en los cuadros tal como
muestra la figura y finalmente CLOSE
 Bien ahora guardaremos la plantilladle modelo a simular de la siguiente manera.
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8. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Ahora utilizaremos un modelo de un proyecto de construcción de una PRESA
CALLHUARRCCOCHA para la simulación de los redes de flujo que se presentan en dicha Presa en
una extensión de AUTOCAD para posteriormente guardarlo en un formato DXF e importarlo con
el GEOESTUDIO – SEEP/W
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9. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Presenta los datos importante como pueden ser:
Peso específico
=27Kn/m3
Angulo de fricción = 35°
Cohesión
=15KPa
Permeabilidad
=1x10e-4cm/seg
 En otra cara de la hoja sacamos las dimensiones de la presa necesarias para la simulación
trazadas con poli líneas de la siguiente manera:
 Este dibujo copiamos en otra hoja nueva del AUTOCAD y pegamos con coordenadas (0;0)
 Ya el dibujo se pegó en una hoja nueva del AUTOCAD pegadas con coordenadas (0;0) para
posteriormente guardarlo en una extensión DXF
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10. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Guardamos el modelo DXF 2004 en una carpeta
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11. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Ahora con el GEOESTUDIO NOS vamos a la opción de importar regiones así: OJO esto funciona
solo cuando uno tiene la licencia completa (FULL LICENCE)
 Simplemente le damos ok
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12. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Ahora configuramos la localización del modelo asi:

Pulsamos Ok e introducimos los números que se muestran en la figura y Ok.
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13. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Se muestra la siguiente figura con las coordenadas ya configuradas.
 Acondicionar el dibujo de la presa ya importada en la hoja previamente configurada
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14. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Ahora una vez ya teniendo el modelo procedemos a dibujar las regiones
 Configuramos el tipo de material que conforma el cuerpo de la Presa obtenidos del estudio
Geotécnico – geológico
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15. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Pulsamos (Add) para añadir una nueva descripción Y (Set) para cambiar de color al terraplental
como se observan en la figura. En la opción de (Hydraulic properties) abrirlo y colocar todas
descripciones que te indican en la figura adjunta (Add)
 Agregar puntos en la descripción del terraplén (Add points) y modificar el grafico de
conductividad de terraplén. Una vez añadida los nuevos puntos Seleccionar (move Points) y
Finalmente CLOSE
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16. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
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17. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Una vez cerrada escogemos el modelo que hemos creado previamente y CLOSE
 Bien ahora signemos las características de la configuración de los materiales para nuestro
terraplén así:
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18. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Configuremos las condiciones de contorno en la siguiente pestaña (Boundary Conditions)
 Configuremos la altura de AGUA de la presa que en este caso según las dimensiones
establecidas es de 18 m de altura de agua
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19. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
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 Asignamos las condiciones de contorno a la PRESA CALLHUARCCOCHA.
 El punto cero donde no existe presión a la parte baja del terraplén aguas abajo (Zero Pressure)
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20. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Ahora en la misma opción pero introduciendo (Lines) Colocamos el contorno en la cara del
Terraplén aguas Abajo así:
 Picamos en la parte del terraplén aguas abajo tal cual se indica en la figura
 Ahora acondicionamos la presión que se obtiene por la carga de altura de gua en la Persa con los
mismos pasos al igual que en anterior caso
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21. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
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 Introducimos la geometría de las mallas en el cuerpo del terraplén (Draw Mesh Properties)
 Una vez detallada el número de
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22. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Añadimos las secciones de flujo entre el cuerpo del terraplén ( Flux Section)
 Pulsamos con el valor indicado de (1) y cortamos por el medio del flujo del terraplén para
controlar la cantidad de agua que se pueda infiltrar durante el funcionamiento de la Presa
Dibujamos de abajo hacia arriba tal cual lo plasma la imagen.
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23. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Finalmente verifiquemos si nuestro modelo presenta algún ERROR en la siguiente pestaña.
 Nuestro modelo no muestra ningún error, eso implica que hemos introducido bien todos los datos
de estudio.
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24. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Pues ahora si finalmente correremos nuestro modelo para visualizar las posibles fallas de los
redes de flujo que atraviesan el cuerpo de la PRESA CALLHUARCCOCHA.
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25. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
RESULTADOS ESPERADOS
 Visualicemos los resultados a través del siguiente icono
 Ahora etiquetemos la sección de flujo que previamente ya la hemos establecido con el siguiente
comando para determinar cuánto de Caudal fluye a través del cuerpo de la PRESA
CALLHUARCCOCHA y picamos en la misma red tal como indica la imagen
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26. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Ahora introducimos las redes de flujo los diagramas con el siguiente comando.
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27. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Nos vamos a (preferences) para visualizar mejor las redes de flujo en el terraplen. Que se
encuentra en la parte derecha y quitamos la opción vector y así visualizar mejor el diagrama
mostrado
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28. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Etiquetemos las curvas de les redes de flujo
 Picamos cada curva tal cual lo indica la imagen
 Dibujemos los gráficos de los resultados obtenidos.
 Dibujemos y coloquemos los datos tal cual observas en la imagen. Luego seleccionamos (Set
Locations)
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29. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Seleccionamos el cuerpo de la presa para visualizar el perfil de altura de Presión
 Y picamos (Show Graph) para visualizar el grafico obtenido de presiones, hacemos click derecho
y en (options) cambiar las posición.
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30. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
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GEOESTUDIO –SEEP/W
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31. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
 Por último reporte de los datos obtenidos con la simulación del programa
 Guardamos en la misma carpeta los reportes para visualizar los resultados finales
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32. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
FLUJO A TRAVES DE UNA PRESA
Report generated using GeoStudio 2007, version 7.10. Copyright © 1991-2008 GEO-SLOPE International Ltd.
File Information
Revision Number: 9
Date: 14/06/2013
Time: 01:15:24 p.m.
File Name: FLUJO A TRAVES DE LA PRESA.gsz
Directory: D:CURSO ACTUALICACION _IAPRESAS_IAGEOESTUDIO
Last Solved Date: 14/06/2013
Last Solved Time: 01:15:31 p.m.
Project Settings
Length(L) Units: meters
Time(t) Units: Seconds
Force(F) Units: kN
Pressure(p) Units: kPa
Mass(M) Units: g
Mass Flux Units: g/sec
Unit Weight of Water: 9.807 kN/m³
View: 2D
Analysis Settings
FLUJO A TRAVES DE UNA PRESA
Description: INGENIERIA AGRICOLA ING° YETCHAN QUISPE VERA
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33. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
Kind: SEEP/W
Method: Steady-State
Settings
Include Air Flow: No
Control
Apply Runoff: Yes
Convergence
Maximum Number of Iterations: 50
Tolerance: 0.1
Maximum Change in K: 1
Rate of Change in K: 1.1
Minimum Change in K: 0.0001
Equation Solver: Parallel Direct
Potential Seepage Max # of Reviews: 10
Time
Starting Time: 0 sec
Duration: 0 sec
Ending Time: 0 sec
Materials
TERRAPLEN
Model: Saturated / Unsaturated
Hydraulic
K-Function: CONDUCTIVIDAD DE TERRAPLEN
K-Ratio: 1
K-Direction: 0 °
Boundary Conditions
Zero Pressure
Type: Pressure Head 0
Potential Seepage Face
Review: true
Type: Total Flux (Q) 0
ALTURA DE AGUA EN PRESA
Type: Head (H) 18
Flux Sections
Flux Section 1
Coordinates
Coordinate: (60, -2) m
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34. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
Coordinate: (60, 23) m
K Functions
CONDUCTIVIDAD DE TERRAPLEN
Model: Data Point Function
Function: X-Conductivity vs. Pore-Water Pressure
Curve Fit to Data: 100 %
Segment Curvature: 100 %
K-Saturation: 1e-006
Data Points: Matric Suction (kPa), X-Conductivity (m/sec)
Data Point: (2, 1e-006)
Data Point: (5.0050135, 7.1541501e-007)
Data Point: (9.0238268, 4.686774e-007)
Data Point: (99.452898, 1.5326015e-008)
Estimation Properties
Hydraulic K Sat: 0 m/sec
Hyd. K-Function Estimation Method: Van Genuchten Function
Maximum: 1000
Minimum: 0.01
Num. Points: 20
Residual Water Content: 0 m³/m³
Regions
Region 1
Material
TERRAPLEN
Points
1,2,3,4
Area (m²)
1090
Lines
Line 1
Line 2
Line 3
Line 4
Line 5
Line 6
Line 7
Line 8
Line 9
Line 10
Line 11
Line 12
Start Point
2
3
4
1
6
7
5
9
8
9
5
1
INGENIERIA AGRICOLA
End Point
3
4
1
6
2
8
9
6
9
7
1
2
Hydraulic Boundary
Potential Seepage Face
ALTURA DE AGUA EN PRESA
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35. FLUJO A TRAVES DE LA PRESA
GEOESTUDIO –SEEP/W
Points
Point 1
Point 2
Point 3
Point 4
Point 5
Point 6
Point 7
Point 8
Point 9
X (m)
0
55
64
100
0
49.5
17
19
18
Y (m)
0
20
20
0
18
18
19
19
18
Hydraulic Boundary
Zero Pressure
YETCHAN QUISPE VERA
INGENIERO AGRICOLA
(HIDRAULICA –HIDROLOGIA –ESTRUCTURAS - GEOTECNIA)
UNSCH - AYACUCHO -PERU
INGENIERIA AGRICOLA
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