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Tesis Proyecto Tocoma

Trabajo Final de Grado
by

JENNY VANEGAS

on 25 October 2012

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Transcript of Tesis Proyecto Tocoma

Trabajo Final de Grado Evaluación Geomecánica del comportamiento de los materiales empleados en la Construcción de Presa Derecha de la Central Hidroélectica Manuel Piar - Proyecto Tocoma Tiene como objetivo Interceptar las corrientes de agua y almacenar a esta en época de lluvias, para su utilización durante el periodo de estiaje, regulación de las crecidas a través del almacenamiento de los picos para posteriormente liberar gradualmente.
El almacenamiento de agua es para estos propositos: Riego Abastecimiento poblacional Generación de energía hidroeléctrica Control de inundaciones Otros usos Partes de una Represa Fallas por filtración la infiltración del agua del embalse, ya sea a través de la cimentación o la cortina, que impida que la misma alcance su objetivo de almacenar agua Fallas por sismo fallas producidas por los sismos en las presas han presentado las siguientes características: grietas longitudinales en la corona de la presa y asentamiento en la misma Puede producir la licuación de suelos Los daños son causados por la componente horizontal del sismo Fallas por deslizamiento de talud Falla durante la operación: esta falla ha ocurrido sobre todo cuando ha invadido terreno de cimentación arcillosa y superficiales Fallas después de un vaciado rápido: Pueden causar el colapso de presas o perdida de agua en el almacenamiento Prácticamente todas las fallas profundas por deslizamiento en presas han ocurrido en aquellas construidas sobre terrenos arcillosos plásticos Falla por rebase de cortina En este tipo de fallas el agua rebase la cortina y escurra por el talud aguas abajo, debido precisamente a la naturaleza erosionable de los materiales Falla por agrietamiento El agrietamiento se origina cuando la deformación de la cortina produce zonas de tracción, que aparecen por asentamiento diferencial de la masa del suelo, sea por deformación del propio cuerpo del terraplén o del terreno de cimentación. ¿Que es una falla en las represa? Una falla es un movimiento o mal funcionamiento de alguna parte de la presa, de manera que ésta ya no cumple con su objetivo principal de diseño, la retención del embalse Fallas por licuación Este fenómeno de la licuación está asociado a limos y arenas no plásticas. En el caso de una presa de tierra, la licuación de materiales en la cortina conduce a un derrame de los mismos en grandes áreas Falla por tubificación Cargas actuantes sobre una presa Actúan tres tipos de cargas Cargas principales Cargas secundarias Cargas excepcionales Cargas principales Son las que siempre actúan sobre la estructura Carga de agua Carga del peso propio Es debida a la distribución hidrostática de presión se determina por el peso específico del material Cargas por filtración se desarrollan dentro y por debajo
de la presa Cargas secundarias pueden ser temporales o no presentarse durante la vida útil de la obra Carga de sedimentos
Los sedimentos acumulados generan un empuje horizontal Carga de hielo
Se puede desarrollar en condiciones climáticas extremas Efectos interactivos
Surgen de las rigideces relativas y las deformaciones Carga térmica (presas de concreto) es una carga interna generada por las diferencias de temperatura Carga hidrodinámica de ondas
Es una carga transitoria generada por la acción de las ondas sobre la presa Cargas excepcionales Cargas sísmicas las cargas inerciales horizontales y verticales se generan con respecto a la presa y al agua retenida debido a movimientos sísmicos Efectos tectónicos La saturación o las perturbaciones producidas por excavaciones profundas en rocas, pueden generar cargas como resultado de movimientos tectónicos lentos
PRESAS EN EL MUNDO PRESA HOOBER
Presa de hormigon de arco gravedad altura de 221.4 m, 200 m de grosor en su base y 15 m en su corona
LA PRESA DELHI
El terraplen se vio
superado abriendose una
brecha de unos 10 m
PRESA DE LAS TRES GARGANTAS

Situada en el río Yangzi China (185m) la mas grande del mundo presa de concreto TIPOS DE PRESA PRESAS DE CONCRETO PRESAS DE GRAVEDAD:
Son estructuras de sección triangular; la base es ancha y se va estrechando hacia la parte superior, esto se da para asegurar su estabilidad; la cara que da al embalse es vertical. Embalse de Porma, España Distribución de fuerzas en corte PRESAS DE CONCRETO PRESA DE CONTRAFUERTE:
Tienen una serie de pilares de forma triangular, que sujetan la pared y transmiten la carga del agua a la base. Hay varios tipos de presa de contrafuertes: los más comunes son de planchas uniformes y de bóvedas múltiples. Distribución de fuerzas en corte. P. Contrafuertes Roselend, Francia. PRESAS DE CONCRETO PRESAS DE ARCO:
Tiene una considerable curvatura aguas arriba. Estructuralmente trabajan como un arco horizontal, transmitiendo la mayor parte de la carga a los estribos o laderas del valle y no al lecho del valle. Distribución de fuerzas en corte. Presa tipo arco, Atazar – Madrid, España. PRESAS DE ELEMENTOS SIN TRABAR Presas homogéneas:
Su estructura está formada en su totalidad o en gran medida de un solo material, compactado y de baja permeabilidad. Tiene en la base del terraplén un filtro formado con arena bien graduada, el espesor y la longitud de éste son susceptibles de diseño mediante estudios del flujo en la masa de tierra. PRESAS DE ELEMENTOS SIN TRABAR PRESAS ZONIFICADAS
Están formadas por un núcleo 
central de material relativamente impermeable constituido por algún suelo arcilloso confinado entre dos espaldones de materiales granulares permeables cómo grava y arena. Distribución de fuerzas en corte. Presa de tierra Mc Phee, Colorado USA Represas en el Perú Implementación de obras hidráulicas.

Obras desarrolladas con propósitos de irrigación. Tipología de Presas EN MENOR PORCENTAJE:
10% PRESAS DE ENROCADO
4% CONCRETO ROLADO COMPACTADO
1% PRESA DE COLA 13% PRESAS DE ALBAÑILERIA DE GRAVEDAD 44% PRESAS DE TIERRA 14% BARRAJES DE CONCRETO O PRESAS DERIVADORAS 14% PRESAS DE CONCRETO DE GRAVEDAD Poechos Departamento de Piura, cauce del Rio Chira. Presa de tierra de tipo terraplenado con una altura máxima de 48 m., y con cota en la corona de la presa de 108 m.s.n.m. GALLITO CIEGO Departamento de Cajamarca, embalsa aguas del Rio Jequetepeque. Presa de tierra zonificada con una altura máxima de 105,44 m y con un núcleo central de impermeabilización de concreto armado. Fuerza hidrostática en
pared rectangular F = Estabilidad de una represa En el análisis de estabilidad de presas se requiere
garantizar que los esfuerzos máximos y mínimos en la base de la presa sean de compresión. Para ello se debe garantizar que la fuerza resultante en la base de la presa este localizada en el tercio medio de la presa. El chequeo de estabilidad de presas se debe verificar para condiciones de embalse lleno y embalse vacío, y analizar la situación mas desfavorable. En condiciones de equilibrio estático se debe verificar que la presa no presente rotación o volcamiento alrededor de ninguno de sus ejes. Esto significa que los momentos producidos por las fuerzas que inducen al volcamiento de la presa y las fuerzas resistentes están equilibrados. La fuerza resultante Frv se distribuye a lo largo de la base de la presa, usualmente se considera una distribución lineal de la fuerza. Seguridad de volcamiento FS volcamiento > 1.5 Seguridad a deslizamiento FS deslizamiento > 1.2 La tubificación puede erosionar tanto los terraplenes de las presas como los sitios de paso de las estructuras de concreto, socavando los terraplenes o sus fundaciones, y tanto desde aguas abajo hacia aguas arriba como a la inversa Levantamiento Es donde la arena entra en ebullición provocando el colapso de la obra. Tubificación retrógrada se puede producir en prácticamente todos los suelos (en los no
cohesivos si algún estrato o estructura impide el desmoronamiento del túnel), desde aguas abajo hacia aguas arriba, siguiendo preferentemente el camino de concentración de las líneas de filtración Fractura hidráulica Consiste en la brusca irrupción del agua a través de las grietas de los terraplenes, bajo los
efectos de la carga hidráulica, ejerciendo subpresiones (fuerzas dirigidas de abajo hacia arriba)
y presiones en todas direcciones, principalmente durante el primer llenado del embalse o al
producirse alguna variación brusca de su nivel Pozos o Sumideros La morfología de los túneles, que al inicio son verticales y luego se desarrollan horizontalmente,
con bocas estrechas y cuerpos de mayores diámetros, sugiere la forma de “jarras”. Se producen porque el agua de lluvia penetra (y erosiona)
por pequeñas fisuras abiertas por contracción o raíces de plantas. Característica de la presa Debe ser lo mas impermeable posible Debe tener una buena capacidad de almacenamiento
es decir, que pueda almacenar grandes volúmenes de agua. Altura de la presa:

Menores a 30 metros, el 80 % son
de presas de tierra

Mayores de 150 metros, el 60 % son
de concreto Geomorfologia de la cerrada, valles amplios (presa de tierra), valles estrechos (presas de concreto) Disponibilidad de los materiales de construcción Áridos para las presas de concreto

Materiales sueltos para las presas de tierra. Condiciones geologicas geotecnicas de la cimentación, es decir cuando el macizo de cimentación es muy desfavorable o de baja resistencia se construyen presas de tierra Presas en el mundo Modelo de represa de tierra 127msnm Evaluación Geomecánica del comportamiento de los materiales empleados en la Construcción de Presa Derecha de la Central Hidroélectica Manuel Piar - Proyecto Tocoma
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