Analisis de Estabilidad de Presas Por Medio de Cadam

ANALISIS DE ESTABILIDAD DE PRESAS POR MEDIO DE CADAM: CADAM es un programa informático que fue diseñado principalmente para proporcionar apoyo para el aprendizaje de los principios de la evaluación de la estabilidad estructural de presas de gravedad de hormigón. CADAM también se utiliza para apoyar la investigación y el desarrollo en el comportamiento estructural y la seguridad de presas de hormigón. CADAM se basa en el método de gravedad (equilibrio cuerpo rígido y la teoría de la viga). Se lleva a cabo análisis de estabilidad para cargas hidrostáticas y cargas sísmicas. Varias opciones de modelado han sido incluido para permitir a los usuarios explorar el comportamiento estructural de las presas de gravedad (por ejemplo, la geometría, la elevación presiones y los criterios de drenaje, de iniciación y propagación de grietas). En el contexto de los estudiantes de ingeniería de formación, CADAM permite: • Para corroborar los cálculos a mano con cálculos informáticos para desarrollar la comprensión

de los procedimientos de cálculo. • Para llevar a cabo el análisis paramétrico sobre los efectos de la geometría, resistencia resistencia del

material y la carga magnitud de la respuesta estructural.

EL SIGUIENTE ANÁLISIS ES REALIZADO BAJO LOS PARÁMETROS DESCRITOS A CONTINUA CIÓN SIN CONSIDERAR LA ACTUACION DE LA SISMISIDAD EN LA ESTRUCTURA: Tipo de Suelo en la base de la Presa: Un suelo arenoso con limos con las siguientes propiedades: Angulo de fricción interna del suelo ɸ = 30 Cohesión (kPa): c =245.67 Esfuerzo Normal (kPa) :  = 849 Estos valores son extraídos de la tabla T.50 del pdf. Estos parámetros pueden ser modificados según pruebas de laboratorio de la zona, por el momento como un paso a ver el análisis supusimos los valores anteriores.

Propiedad de suelo escogida para el análisis

La geometría de la presa se Modelo según su cantidad de Área totales incluyendo el dentellón de concreto: Área total: 54.25 m2  

Presa: 51.25 m2 Dentellón bajo presa: 3 m2

La modelación en CADAM fue realizada manteniendo el área de la presa de la forma siguiente: 1. Modelación de la Geometría en CADAM:

En la anterior Ventana se introdujeron los valores necesarios para poder obtener una presa con un Área de 54.25 m2 Totales. Además, se especifico el Peso Volumétrico del Concreto Ciclópeo con que se realizara la presa de 2100 kg/m3 y una Gravedad de 9.81 m/s2, estos datos son importantes para que el programa realice el cálculo de pesos totales que actúan en la presa.

2. Introducimos las propiedades del suelo en la Base de la presa:

Además introducimos las propiedades aguas debajo de la presa con el mismo tipo de suelo que tenemos en la base de la presa:

3. Luego de introducir las propiedades del suelo bajo la presa, introducimos las alturas de carga de agua; aguas arriba de la presa y aguas debajo de la presa según calculo de hidráulica realizado:

4. Luego introducimos las demás cargas, si se consideran como carga de Hielo, la carga de Escombros Flotantes, sedimentos. En este caso consideramos solamente la carga de escombros flotantes y sedimentos en la presa con valores supuestos;

5. Luego el programa tiene opciones para crear en la juntas, donde se evaluaran la grietas de la presa:

6. Luego el programa tiene la opción de agregar a nuestro análisis las opciones de Sistema de drenaje de la presa, Pos tensado de Cables: opciones que en nuestro análisis no consideramos. 7. Luego además en el programa podemos introducir la opción de sismo a nuestra estructura: En esta ocasión no lo agregaremos a nuestra presa. 8. Luego definimos nuestros factores de seguridad de: Factor de Seguridad de deslizamiento max. (SSF)= 2 Factor de Seguridad de deslizamiento residual (SSR)= 1.5 Factor de seguridad al Volteo (0SF)= 1.5 Factor de seguridad Flotante de edificación (USF)= 1

9. DIAGRAMA FINAL EN CADAM:

10. RESULTADOS DEL ANALISIS EN CADAM INFORME: Resultados de los esfuerzos en el estado Operación: 

Factores de Seguridad en el Estado de Operación:



Esfuerzos en el estado de inundación que sobre pasa la Cresta



Factores de seguridad en el Estado de Inundación:

CONCLUSION DE RESULTADOS SIN SISMICIDAD: 1. Al analizar los resultados nos damos cuenta que CADAM nos realiza dos tipos de análisis, uno en base a un nivel de Operación y el otro a un nivel de Inundación de la Cresta. 2. La estabilidad de la Presa en el factor de Deslizamiento depende del tipo de suelo que tengamos en la Base de la presa, si el suelo es demasiado arenoso los factores no cumplirán pero si tenemos como en este caso un suelo que además de arenoso es Limoso con un porcentaje de Cohesion medio nuestra presa será estable como lo indican los resultados: 3. En Resumen tenemos: En el estado de Operación: SSF residual en la Base de la Presa: 6.106 > 2, Esta Bien SSF max en la base de la Presa: 6.471 >2, Esta bien OFS residual en la base de la Presa: 2.136 > 1.5, Esta bien UFS en la base de la Presa: 1.963 > 1, Esta bien Cuando el Nivel del embalse sobrepasa la cresta llamado nivel de inundación tenemos: SSF residual en la Base de la Presa: 3.1 > 2, Esta Bien SSF max en la base de la Presa: 3.2 >2, Esta bien OFS residual en la base de la Presa: 1.75 > 1.5, Esta bien UFS en la base de la Presa: 1.4 > 1, Esta bien

ANÁLISIS SEGÚN CÓDIGO HONDUREÑO DE CONSTRUCCIÓN: Del Grafico del Manual del código Hondureño de Construcción del grafico 1.3.6-1 Tenemos una sismicidad en Zona de Santa Barbará: Z= 0.25 De la Tabla 1.3.4-2 tenemos un suelo con perfil de suelo que contiene arcilla blanda a media-dura, pero no más de 12 mts:  = 1.5;  = 0.233;  = 0.818; e= 2 Del Grafico 1.3.6.1 con T > Tb; T= 2 seg ; S3 del tipo de suelo y Z= 0.25 Tenemos que a/Z = 1.1G en Vertical y 1.25G en Horizontal con una aceleración espectral de 0.25, con periodo de retorno de 100 años. A continuación mostramos la introducción de los datos al programa de CADAM:

LOS RESULTADOS DEL PROGRAMA CADAM EN GRAFICOS SON: 1. Análisis de los Esfuerzos:

2. Análisis de la Estabilidad:

RESULTADOS EN TABLAS: 1. Introducción de Datos:

2. Resultados de los Esfuerzos en estado de residual, Inundación y con sismo:

3. Resultados de la Estabilidad; Residual, Inundación y con sismo