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ESTRUCTURAS
HIDRAULICAS
PRESAS DE ARCO
PRESAS DE TIERRA
PRESAS DE ARCOPRESAS DE ARCO
PREDIMENSIONAMIENTO DEL U.S.B.R.
Se efecta a partir de los siguientes parmetros:
H: altura estructural de la presa
L1: cuerda medida a nivel de la cresta
L2: cuerda medida a una altura igual a 0.15H
PRESAS DE ARCO
Espesor en la cresta:
Espesor en la base:
Espesor a 0.45H:
)L2.1H.(01.0T 1C
3
92.121/H
21B92.121
HLHL0012.0T
BH45.0 T95.0T
PRESAS DE ARCO
Valores de la Proy. Anterior y Posterior:
PROYECCIONES PROY. ANTERIOR PROY. POSTERIOR
En la cresta 0.0 TCA 0.45H T0.45H 0.0
En la base 0.67TB 0.33TB
PRESAS DE ARCO
TEORIA DEL CILINDRO
2 r
L
t
PRESAS DE ARCO
Clculo de la distribucin de espesores:
donde:h5.0
hrt
sen2
Lr
PRESAS DE MATERIALES SUELTOS
PRESAS DE TIERRA
Son presas de terrapln construdas pri ncipalmente de tierra compactada, sea sta homognea o zonificada. En las presas de tierra, ms del 50% del material constitutivo debe ser fino.
PRESAS DE MATERIALES SUELTOS
PRESAS DE ENROCADO O ESCOLLERA
Son aquellas constitudas principalmente de rocas o piedras grandes (material permeable). Para lograr la impermeabilidad de la presa, debe disponerse una capa anterior impermeable o un centro o ncleo igualmente impermeable.
PRESAS DE TIERRA
CONSIDERACIONES GENERALES: Ancho de Cresta:Est generalmente gobernado por el procedimiento constructivo y el ancho requerido sea durante la construccin o su utilizacin
3)m(H6.3)m(B 3
PRESAS DE TIERRA
Margen Libre (f):Debe tenerse en cuneta que el terrapln no sea desbordado.Para H
PRESAS DE TIERRA
Taludes:
TALUDES APROX. PARA MATERIALES NO COHESIVOS
Material Talud Ant. Talud Post.
Roca buena 45 1:75 a 2.5 : 1 1.5 a 1.75 : 1
Arena y grava 37 2.25 a 3.25 : 1 2 : 1
Arena 30 a 32 4 : 1 2.5 : 1
PRESAS DE TIERRA
Proteccin del Talud:Rocas grandes (rip-rap)Elementos de concreto pre-fabricadoSuelo-cementoCarpeta asflticaGeotextilesGeomembranas
PRESAS DE TIERRA
Asentamientos:a)
b)
c)
)13)m(H(035.0)m(S
35.1H017.0Slog 5
16.1H0156.0Slog 10
2/3H001.0S
PRESAS DE TIERRA
FILTRACION
El flujo del agua a travs de medios porosos se analiza por medio de la ecuacin de Darcy:
Q = v A = k i A
donde:
Q - caudal
PRESAS DE TIERRA
v velocidad
A rea del suelo a travs de la cual circula el caudal Q (corresponde a la seccin total y no al rea aosciada a los poros)
k coeficiente de permeabilidad
i gradiente hidrulico
PRESAS DE TIERRA
Valores del Coeficiente de Permeabilidad:
K>10-1 cm/s : permeab. alta
10-3
PRESAS DE TIERRA
Para arenas, Hazen plantea como valor aproximado de K:
K (cm/s) = 100 D10(cm)2
En forma grfica, la filtracin a travs de medios porosos queda representada por una familia de lneas de flujo y equipotenciales que constituyen la llamada Red de Flujo.
PRESAS DE TIERRA
A partir de la red de flujo, se tiene:
Q = k h Nf/Nd
donde:
Q caudal de filtracin a travs del medio poroso.
K coeficiente de permeabilidad
PRESAS DE TIERRA
h carga hidrulica; diferencia de altura entre la primera y la ltima
equipotencialNd nmero de cadas de la
equipotencial; debe ser un nmero entero
Nf nmero de canales de flujo; puede ser una cantidad fraccionaria. Para una adecuada precisin, Nf debe ser del orden de 4 a 5.
PRESAS DE TIERRA
Caso de suelos no isotrpicos
En un suelo anisotrpico, la permeabilidad horizontal, Kx, es diferente de la permeabilidad vertical, Kz.
Para el estudio de la filtracin debe transformarse horizontalmente la seccin original. El factor de transformacin es:
xK
Kx
x
zt
PRESAS DE TIERRA
El coeficiente de permeabilidad que se debe aplicar a la seccin transformada, viene dado por la expresin:
zx K.K'K
PRESAS DE TIERRA
FILTRACION A TRAVES DE PRESAS DE TIERRA
z
x
Parbola bsica
G CH
PRESAS DE TIERRA
La lnea de flujo superior se determina a partir de la ecuacin de la llamada parbola bsica de Kozeny, la cual establece que:
La parbola corta al eje x en punto de abscisa xo, con lo que volviendo a la ecuacin de la parbola bsica (con z=0), se determina que: q = 2Kxo
2z
q
K
K
q
2
1x
PRESAS DE TIERRA
Finalmente, la ecuacin de la parbola bsica de Kozeny, puede re-escribirse como:
Con la finalidad de determinar xo, y con ello tener la ecuacin de la parbola totalmente definida, debe conocerse las coordenadas de un punto de paso de la misma. Dicho punto es G, cuyas coordenadas (xG,zG) se determinan considerando que: GC = 0.3 HC
o
2
ox4
zxx