PROYE PROYECT CTO: O: CONS CO NSTR TRUC UCCI CIÓN ÓN SIST SISTEM EMA A DE DE RIE RIEGO GO CK CKOC OCHA HAPA PAMP MPA A TIPOLOGIA DE LA PRESA: Materiales sueltos/Heterogé sueltos/Heterogénea nea CLASIFICACIÓN PRESA: C UNIDADES: MKS FACTOR DE SEGURIDAD:
Soli Solici cita taci ción ón F.S. F.S. Cat. Cat. C Normal Accidental Extrema
1.3 1.1 >1.0
DATOS GENERALES DE PROYECTO: Elevación cimentación: Elevación embalse: Elevación desfogue: Altura sedimentos Elevación sedimentos:
3395 3408 3399 4.00 3399
m.s.n.m. m.s.n.m. m.s.n.m. m m.s.n.m.
Caudal avenida máxima:
26.77 m³/s
Topografía Análisis hidrológico Análisis hidrológico Análisis hidrológico Análisis hidrológico Periodo retorno 500 años Precipitación máxima diseño: 101 mm
PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES Elemento Núcleo Filtro Dren Escollera Sedimentos
Peso Unitario T/m³ KN/m³ 1.85 1.90 1.80 2.58 1.32
18.16 18.63 17.65 25.30 12.94
1. ALTURA DE LA PRESA 1.1 Altura de crecidas
Cohesión [KN/m²]
Phi [°]
Ks [m/s]
18.45 30.00 0.00 0.00 -
20.00 22.00 37.50 40.00 -
9.50E-09 3.65E-05 1.25E-05 1.00E-01 -
ℎ = ∙ ∙
Coeficiente Coeficient e de desagüe Cd= Número de compuertas n= Longitud de cresta L= Altura energía sobre labio hc: hc =
2 1 12
(2.0 a 2.2) (si todas son iguales) m
1.08
m
1.2 Oleaje Línea de agua o fetch Velocidad máxima Fórmula de Stevenson:
0.75 Km 120 Km/h
F= V=
= 0.76 + 0.34 − 0.26 a=
Fórmula de Iribarren:
0.81
m
= 1.20 1.20 a=
1.12
m
Fórmula de Molitor:
= 0.17 0.17 + 2.5 2.5 a= a=
Fórmula de Andrejanow:
2.89 0.88
= 0.0208
V= F=
ft m
74.57 milla/hora 0.47 milla
a= m 1.51 Promedio de los valores calculados. a= m 1.08 Amplitud de ola adpotada para diseño: 0.8 a= m Altura de ola en condiciones normales: Tipo de paramento oleaje Inclinado En paramentos inclinados la ola rompe ho= 0.8 m en vez de reflejarse Sobre-elevación de ola simultánea con una avenida ho= 1.32 m Situación extrema: altura de onda durante un seísmo. = ∙ Aceleración sísmica básica: β= Sismicidad: Baja 0.02 m/s² g= 9.81 m/s² ab= 0.20 Aceleración de cálculo: = 1. 1.3 ∙ (Válido para presas en las categorias B y C) m/s² ac= 0.26 Relación aceleración de cálculo/aceleración de la gravedad K= 0.02650357 Periodo natural del terremoto. (a falta de mejores datos se puede considerar 1 segundo) T= s 1 Altura máxima del embalse H= 13 m Onda de ola durante un seísmo.
= as= Altura de ola durnate un seismo. hs=
2 0.05 0.05
m Tipo de paramento oleaje: Inclinado En paramentos inclinados la ola rompe en vez de reflejarse
m
Resumen oleaje Altura de ola en condiciones normales: Sobre-elevación de ola simultánea con una avenida: Altura de ola durnate un seismo:
0.8 m 1.32 m 0.05 m
1.30 Altura de diseño por oleaje: ho= m Altura que considera considera una ola simultáneamente simultáneamente con con una crecida crecida 1.3 Altura de seguridad Criterio 1 Criterio 2
1.4 Asentamiento de la corona Asentamiento de corona Δh=
0.20
m
1.5 Altura del resguardo
ℎ = ℎ + + ∆ℎ Altura de crecidas hc= Altura oleaje ho= Altura de seguridad Hs= Asentamiento de corona Δh= hr=
1.08 1.30 0.70 0.20 2.20
ℎ ≥ 1.5 ∙ ℎ 1.95 1.5∙ℎ =
m m m m m
Altura de ola simultanea con una avenida
m
Altura de resguardo de cálculo hr=
2.2 m
2.20
Altura de resguardo adoptado hr=
m
1.6 Altura total de Bordo libre Altura filtro en corona h f = m 0.50 Altura Escollera en corona h e= m 0.50 Criterio 1: Sobre-elevación a la altura de resguardo Criterio 2: La altura de resguardo incluye h r + he Criterio adoptado: Sobre-elevación a la altura de resguardo 1 BL = hr + hf + he Altura de resguardo h r = 2.20 m Bordo libre de cálculo BL= 3.20 m Bordo libre constructivo BL=
3.00
m
2. ALTURA TOTAL DE LA PRESA. Elevación cimentación: Elevación embalse: Elevación corona: Altura embalse: Altura presa: Longitud de corona:
3395.00 m.s.n.m. 3408.00 m.s.n.m. 3411.00 m.s.n.m. 13.00 m 16.00 m 275.00 m
3. ANCHO DE LA CORONA. = +3 5 Altura de la presa z= Ancho corona (de calulo) w= Ancho corona constructivo w=
16.00 m 6.20 m
5.00
m
ESTABILIDAD DE TALUD MEDIANTE SOFTWARE SLIDE v6 GEOMETRÍA DE LA PRESA Taludes BUREAU OF RECLAMATION.
ELEMENTO Núcleo mínimo A Dentellón Filtro Escollera
H
V
0.5 1 0.5 2
1 1 1 1
NUCLEO. 3.00 1.00
Ancho Corona: Esp. Protección superior. Altura de núcleo Talud Núcleo adoptado (H:V) Base Núcleo:
m m 15.00 m
0.5 1 18.00
GEOMETRÍA DEL DENTELLÓN 5.00
Profunidad del berdrock: Altura de presa: Altura emblase: Desplante mín: Talud Dentellón adop. (H:V)
m 16.00 m 13.00 m m 0.50
11
ALTURA DENTELLÓN Profunidad de fundación: Altura dentellón requerida:
5.00 5.00
m m
1.00
m m
ANCHO SUPERIOR Ancho superior 1: Ancho superior 2: Ancho superior 3: Ancho mayor: A Sup. adpotado:
ESTADO 01.- ETAPA DE CONSTRUCCIÓN DE LA PRESA En este estado se considera el embalse totalmente vacío. Método de búsqueda de la superficie de falla: Divisiones en el talud: Circulos por división: Número de iteraciones: Div. a usar próxima iteración: No de superficies a calcular: No de superficies a interpretar:
CÁLCULO DEL FACTOR DE SEGURIDAD.
Auto Refine search 35 10 10 50% 59500 595
RESULTADOS FACTOR DE SEGUIRDAD
Método de cálculo Bishop simplified Janbu simplified Janbu corrected Spencer
ESTADO 02-A.- EMBALSE LLENO Condición normal de funcionamiento. Modo Groundwater habilitado. Método de cálculo: Elementos finitos. Max. No. Iteraciones 500 Tolerancia: 1.00E-06 Número de elementos: Tipo de elemento:
1500 Triagular
F.S. 1.689 1.683 1.697 1.688
Radio 2.475 3.712 128.675 150.946
Condiciones en los nodos Altura de embalse: 13 m En paramento aguas arriba hasta el nivel de embalse en condiciones normales se asigna 13 metros de agua sobre todos los nodos debajo del embalse.
Análisis hidráulico de la presa bajo estas condiciones (groundwater)
En este gráfico se aprecia la línea de saturación y las isolineas debajo de ésta.
FACTOR DE SEGUIRDAD
Método de cálculo Bishop simplified Janbu simplified Janbu corrected Spencer Presión intersticial en el círculo de falla
F.S.
Radio
1.638 1.605 1.642 1.641
3.302 16.77 16.77 28.321
ESTADO 02-B.- EMBALSE LLENO Cálculo se la sobrepresión intersticial por el método B-bar (B-bar method) Elementos que producen sobrepresión intersticial (Excess pore pressure)
Elemento Núcleo Filtro Bedrock
B-bar 1 1 1
Observación Peso del material genera sobrepresión intersticial Peso del material genera sobrepresión intersticial NO
Gráfico en el que se muestra las líneas de corriente y la presión de carga en la presa.
Presión total con líneas de saturación y círculo de falla. Talud aguas arriba se aprecia el embalse y la presión de 13 m.c.a. debido al embalse. Talud aguas abajo con presión 0 m.c.a. FACTOR DE SEGUIRDAD
Método de cálculo
F.S.
Radio
Bishop simplified 1.638 3.302 Janbu simplified 1.598 22.137 Janbu corrected 1.642 16.7 Spencer 1.641 28.321 Presión intersticial inicial y sobrepresión intersticial a lo largo del círculo de falla.
ESTADO 03.- DESEMBALSE RÁPIDO El cambio de la carga del embalse debido a la diferencia entre los niveles normal y mínimo, produce una sobrepresión intersticial que compromete la estabilidad de la presa. Tipo de superficie de análisis: Método de búsqueda:
Circular Auto refine search (Búsqueda auto-perfeccionada) Búsqueda de la superficie circular que contiene el mínimo factor de seguridad.
Método de análisis: Método análisis desembalse rápido: Niviel inicial del embalse: Nivel final del desembalse:
Water surfaces Effective Stress using B-bar 3408 3399
Superficies a considerar: 59500 El gráfico muestra en color cyan los centros de las superficies circulares cuyo factor de seguridad es menor que 2. El software realiza la búsqueda de la superficie circular con los mínimos factores de seguridad sin contemplar una grilla rectangular con centros uniformemente espaciados, como es lo habitual. La superficie circular encontrada es la que contiene el mínimo factor de seguridad para el método especificado.
La presión intersticial inicial y la sobrepresión intersticial debido al desembalse rápido producidio en la superficie circular del factor mínimo se muestran en el siguiente gráfico.
a P k 120 e r u 100 s s e r 80 P e r 60 o P l 40 a i t i n I 20 & 0 e r u s s e r P e r o P s s e c x E
0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100
Distance m Initial Pore Pressure kPa
Excess Pore Pressure kPa
CONCLUSIONES Los factores calculados para cada estado considerado en las etapas de construcción, funcionamiento y desembalse de la presa arrojas valores superiores al correspondiente a la categoría de la presa. La seguridad de la geometría de la presa se verifica para cada estado considerado, bajo el método de busqueda auto perfeccionada. Los valores mínimos de factor de seguridad son los tabulados como resultados del análisis realizado mediante el software Slide v6.
ALIVIADERO DE TORRE PRESA CKOCHAPAMPA Elevación cimentación: Elevación NAN Elevación desfogue: Altura sedimentos Elevación sedimentos:
ℎ = ∙ ∙ Caudal máximo de diseño Qd= Coeficiente de desagüe Cd= Número de compuertas n= Longitud de cresta L= Altura energía sobre labio hc: hc = Elevación NAE
27.00 2.09 1 12.00
m³/s Periodo retorno 500 años Perfil USBR (si todas son iguales) m
1.05
m
3396.05 m.s.n.m.
MAXIMA CAPACIDAD DEL VERTEDOR Coeficiente de desagüe Cd= Número de compuertas n= Longitud de cresta L= Altura energía sobre labio hc= Caudal máximo de diseño Qd=
PERFIL USBR ho = 1.05 No. 1 2 3 4 5 6 7
Perfil USBR (si todas son iguales) m m m³/s
m
PARAMENTO X Y 0.30 0.15 0.23 0.61 1.29 1.93 2.90
2.09 1 12.00 1.5 46.07
0.13 0.02 0.03 0.20 0.77 1.63 3.50
RADIO (m) 0.25 0.56 0.87 1.48 2.94 6.83 12.60
CENTRO CIRCUNF. X Y 0.09 0.00 0.00 0.16 0.92 3.85 8.75
0.26 0.56 0.87 1.46 2.70 5.26 8.32
NOTA: Longitud hidráulica es de 12 metros, por lo que la sumatoria de todos los vanos o tramos deberá contar con una lontigud efectiva mínima de 12.00 metros.
Muestra Clasificación A.A.S.H.T.O. Grupo Sub-grupo Indice de grupo Grava (%) Arena (%) Limo(%) Clasificación S. Unificado Límite líquido: Límite plástico: Indice de plasticidad: Humedad natural (%): % pasa tamiz No 200: d85 (el 85% del total) Grupo de filtro: Condición de filtro: D15 ≤ Tamiz ASTM No30
Nota 1: Grupo 2: Arcillas o limos arenosos y arenas arcillosas o limosas Son suelos que con un 40 a un 85% más fino que el tamiz 200. El filtro debe complir la condición:
15 ≤ 0.70 En estos suelos predomina la influencia de los finos en las pruebas sobre filtros, y no influyen las partículas de arena. Filtros compuestos de arenas o gravas arenosas, con predominio de la porción arenosa, para que las gravas no causen segregación durante la obra. La grava arenosa más gruesa debe tener más del 40% de arena (menor que el tamiz No4) y un tamaño máximo de grava de 50 mm. Nota 2: Para este grupo se han cambiado los antiguos criterios basados en D15/d85 y D50/d50, que daban resultados dispersos. El actual D15 = 0.7 mm da unos resultados intermedios y de acuerdo con los filtros comúnmente usados (D15 entre 0.5 y 1.0 mm). Nota 3: El filtro no puede contener más del 5% de elementos más finos que 0.074 mm (No. 200)
GEOMETRÍA DEL FILTRO TALUDES MÍNIMOS USBR FILTRO H Talud aguas arriba 0.5 Talud aguas abajo 0.5 DENTELLON H Talud aguas arriba 1 Talud aguas abajo 1 Altura dentellón 5m
Thank you for interesting in our services. We are a non-profit group that run this website to share documents. We need your help to maintenance this website.