UNIVERSIDAD AUTONOMA TOMS FRAS ANLISIS DE INFILTRACIN FACULTAD
DE INGENIERA OBRAS HIDRAULICAS I CARRERA DE INGENIERA CIVIL CIV -
232ANLISIS DE INFILTRACIN
1. CLCULO DE LA LINEA DE SATURACIN SUPERIOR PARA LA PRESA
HOMOGENEA DISEADA EN LA PRCTICA ANTERIOREl objetivo del drenaje es
controlar la evacuacin del flujo de filtracin y reducir el volumen
del material saturado de la presa, con lo cual se aumenta la
estabilidad. No se utilizan los drenajes cunado los materiales del
espaldn aguas abajo renen las condiciones del dren. A continuacin
se muestra un cuadro sinptico de los diferentes tipos de drenes y
sus ubicaciones en la presa (fuente: Presas de Tierra. Rolando
Armas).
Para el tipo de dren que se utilizar en nuestro proyecto
asignado observaremos algunas caractersticas de la lnea de
Saturacin segn el siguiente grfico.
Como se puede observar en los grficos, segn el talud de la presa
aguas arriba se podr seleccionar el tipo de entrada que est tendr.
En nuestro caso se cuenta con un ngulo menor a los 90 y por tanto
en el caso c, y la salida es aun nivel de agua a 5m. Adems que el
dren prismtico se interpondr primero.
2. CARACTERIZACIN DEL TIPO DE DREN Y PRE-DIMENSIONAMIENTOEl
ancho de la coronacin de la presa se debe determinar teniendo en
consideracin el uso de la coronacin, el mantenimiento y conservacin
de la apresa. Sin embargo, desde el punto de vista de la ejecucin,
el mantenimiento y conservacin de la presa, el ancho de la corona
debe ser mayor o igual a 3,0 m. Para un tipo de dren ptimo se deben
cumplir los siguientes requisitos: Debe tener la capacidad
suficiente para evacuar el agua. Procurando que no se ocluya. No
permitir el sifonamiento mecnico, por lo que debe tener capas de
filtro. Permitir hacer observaciones sobre su funcionamiento.
Tipos de drenajes (Rolando Armas. Presas de tierra)El tipo de
Drenaje asignado para nuestro proyecto es un DREN PRISMTICO.
El prisma de drenaje debe hacerse como regla en reas de la presa
situadas en el cauce del ro, cuando sta se construye sin ataguas o
el rio se cierra por relleno de rocas colocadas en el agua. La
elevacin de la corona den prisma de drenaje (cuando no hay drenaje
inclinado o de pie de talud) sobre nivel de aguas abajo debe
determinarse por la situacin den nivel mximo del agua, aguas abajo,
con una reserva para olaje cuyo valor se calcula, pero no menor a
1m.El ancho del prisma en su parte superior se determina acorde a
las condiciones de trabajo, entonces se considera con una altura de
2m arriba del nivel de aguas abajo.
1.2. SECCIN TRANSFORMADACuando se tiene presas con materiales
que tienen distintas permeabilidades en el sentido vertical y
horizontal, la red de flujo se traza sobre una seccin
transformada.Las dimensiones horizontales de la seccin original se
reducen multiplicando por un factor m.
Dnde: PARA EL CUERPO DE LA PRESA:
1.3. PERMEABILIDAD DE LA SECCIN TRANSFORMADAPara el caudal de
filtracin adoptamos un cociente de permeabilidad ponderada.
1.4. LNEA DE CORRIENTE SUPERIOR (CLCULO DE COORDENADAS Y TRAZADO
DE L.C.S.)La lnea de saturacin es fundamentalmente una parbola con
ciertas desviaciones debidas a las condiciones locales de entrada y
salida, es decir, las transiciones entre la lnea terica de
saturacin y la parbola.Aplicando la ecuacin de A. Casagrande para
presas con agua abajo se obtuvo el siguiente cuadro:En el siguiente
grfico se detalla las dimensiones de los parmetros tomados y adems
de la lnea de saturacin y de la lnea de saturacin corregida debido
a que la entrada de la lnea de saturacin debe ser perpendicular al
plano del talud aguas arriba.
Ya que la Lnea de Saturacin se sale de la presa entonces nos
vemos obligados a aumentar la altura del filtro.A continuacin
mostramos las nuevas dimensiones tomadas para este efecto.
En nuestro caso utilizaremos el Mtodo de Casagrande, a
continuacin algunas consideraciones del mtodo.
Asimismo corregimos la lnea de entrada y finalmente la Lnea de
saturacin queda:
Tambin adjuntamos los planos respectivos diseados en AutoCad.1.
TRAZADO DE LNEAS DE FLUJO Y EQUIPOTENCIALES PARA EL CUERPO DE LA
PRESA ASUMIENDO QUE LA FUNDACIN ES IMPERMEABLE (REALIZADO A
ESCALA).
Se detalla el plano realizado en Auto Cad.
2. TRAZADO DE LNEAS DE FLUJO Y EQUIPOTENCIALES PARA LA FUNDACIN
DE LA PRESA ASUMIENDO QUE LA REPRESA O CORTINA DE TIERRA ES
IMPERMEABLE (REALIZADO A ESCALA)Se detalla el plano realizado en
Auto Cad.
3. TRAZADO DE LNEAS DE FLUJOS Y EQUIPOTENCIALES DE FORMA
CONJUNTA PARA LA FUNDACIN Y CORTINA (REALIZADO A ESCALA)Se detalla
el plano realizado en Auto Cad.
4. TRAZADO DE LNEAS DE FLUJO Y EQUIPOTENCIALES PARA LA FUNDACIN
DE LA PRESA ASUMIENDO QUE LA REPRESA O CORTINA DE TIERRA ES
IMPERMEABLE (REALIZADO A ESCALA)Las redes de flujo se construyen
para calcular el flujo del agua en el medio considerado.
Las lneas de flujo (Nf) forman canales de flujo y dos lneas
equipotenciales (Nd) forman las cadas equipotenciales.
La prdida de carga entre dos equipotenciales es:
El caudal a travs de un canal de flujo es:
Reemplazando ecuaciones, se tiene:
El caudal total a travs de los canales de flujo es dada por:
Nota.- El ancho de la presa lo obtenemos del plano del vaso de
la cuenca: Tambin se adjunta un plano con el dato.
5. CALCULO DEL CAUDAL TOTAL DE INFILTRACIN.
q1 =caudal que circula entre el eje x y la lnea de saturacin
q2=caudal que circula entre el eje x y la lnea del terreno
q3=caudal que circula en la fundacin
(m3/s/m).
6. PROPONER SOLUCIONES ALTERNATIVAS PARA EVITAR LA INFILTRACIN
PRODUCIDA EN EL CUERPO DE LA PRESA Y EN LA FUNDACINDe acuerdo a
varios tipos de infiltracin se utilizan diferentes soluciones entre
las cuales, se deben observar sus caractersticas que ayudaran a
mejorar la presa.Zanja o pantalla impermeabilizante Permite ver el
suelo del fondo de la pantalla Permite el tratamiento del fondo de
la pantalla Para mayor eficiencia penetrar dentro del manto
impermeable Su ancho deber ser mayor al 20% de la altura de agua de
la presa y no menos de 6.0 metros Debe incluir filtros para evitas
erosin interna Puede requerir desague durante la construccin Puede
requerirse excavacin con lodo de bentonita Puede romperse en sismos
de gran magnitud
Inyecciones Se perforan y se inyectan sin impermeabilizante
Especialmente efectivas para rellenar juntas o cavernas en roca
Requiere de un trabajo de actualizacin del diseo durante el proceso
de inyeccin Para la situacin en que nosotros tenemos acerca del
caudal de infiltracin no es necesario utilizar algn mtodo para
reducir este caudal de infiltracin
UNIV. FARITH JHULIER RAMOS REBOLLO
