analisis de red de flujo y estabilidad de talud shullucocha

DISEO DE PRESAS DE TIERRA ING. AGRCOLA

UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTNEZ DE MAYOLO

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA AGRCOLA

TEMA : ANLISIS DE LA RED DE FLUJO Y

ESTABILIDAD DE TALUDES DE LA

REPRESA SHULLUCOCHA.

CURSO : DISEO DE PRESAS DE TIERRA

DOCENTE : ING. MILLA VERGARA CESAR

ALUMNOS :

ITA CERNA LUIS

ZARZOSA BEAS FRANK

HUARAZ - PER


I. INTRODUCCIN

En el presente informe realizaremos el anlisis de la red de flujo y la estabilidad de

taludes para el caso de la represa zonificada Shullucocha, para ello hicimos uso del

programa GeoStudio 2012. Para el anlisis de la red de flujo a travs de la represa

se us el SEEP/W considerando dos casos: presa zonificada sin dren y presa

zonificada con dren. Para el anlisis de la estabilidad de taludes aguas arriba y

aguas abajo se us el SLOPE/W y se analizaron para tres condiciones: Embalse

Vaco, Embalse Lleno y Desembalse rpido; ello para determinar el factor de

seguridad que nos asegure la estabilidad de la presa.

Los alumnos


II. OBJETIVOS

2.1. Objetivo general

Realizar el anlisis de las Filtraciones a travs del cuerpo de la represa

shullucocha y analizar la Estabilidad taludes para determinar los

factores de seguridad de la represa en condiciones iniciales, embalse

lleno y desembalse rpido, con la ayuda del software GeoStudio 2012

(SEEP/W - SLOPE/W) y manualmente.

2.2. Objetivo especifico

Analizar las filtraciones a travs del cuerpo de la presa zonificada y el

terreno de cimentacin de la presa y calcular el caudal de infiltracin

q a travs de la presa.

Determinar el factor de seguridad para condiciones iniciales, embalse

lleno y desembalse rpido en presa zonificada.

Determinar el factor de seguridad para condiciones iniciales, embalse

lleno y desembalse rpido en presa zonificada con filtro horizontal.

III. MATERIALES Y MTODOS

3.3 MATERIALES

Geo Studio 2012 (SEEP/W , SLOPE/W).

AutoCAD Civil 3D 2013.

Microsoft Office Professional 2013 (Excel y Word).

Material de escritorio.

Dimensiones previas de la represa shullucocha.

Nivel de Aguas Mnimas de Operaciones ( NAMINO ) 4467 m.s.n.m

Nivel de Aguas Mximas de Operaciones ( NAMO ) 4473 m.s.n.m

Nivel de Aguas Mximas Extraordinarias (NAME) 4473.40 m.s.n.m

Cota de corona 4474.60 m.s.n.m

Borde Libre (B.L) 0.90 m

Borde Libre Adicional (B.L. A) 1.21 m

Carga de Agua Sobre el Vertedero (h) 0.40 m

Longitud Efectiva del Vertedero (L) 6.00 m

GreyTexto tecleadocccccccccccccccc

GreyTexto tecleadocnnnnnnnnnnnnnn


Altura de Presa (Hp) 8.60 m

Ancho de la Corona (B) 5.00 m

Taludes Aguas Arriba 1V:2.5H

Taludes Aguas Abajo 1V:2H

Datos de propiedades mecnicas del suelo (densidad, cohesin,

ngulo de friccin) y datos de permeabilidad.

Descripcin Densidad C K

(KN/m3) (Kpa) () (m/s)

Espaldn 23.5 0 70 1x100

Ncleo 21.2 4.4 27.1 8.7x10-9

Coluvial - glaciar 22 0 40 1x10-11

3.2 METODOLOGA:

Para el anlisis de la red de flujo a travs de la represa Shullucocha

dibujamos la seccin con los datos del pre dimensionamiento, luego

con la ayuda del programa GeoStudio 2012 - SEEP/W, ingresamos

los datos del tipo de material a usar, en este caso por ser una

represa zonificada con cimentacin se ingres el valor de

permeabilidad de 3 materiales diferentes para el Espaldn, ncleo y

cimentacin; tambin ingresamos el valor de la carga de agua.

Con todos esos datos obtuvimos el grfico de la lnea de corriente

superior tanto para la presa zonificada sin filtro como para la presa

zonificada con filtro horizontal.


Teniendo las propiedades fsicas de los materiales disponibles para

la construccin de la represa Shullucocha (densidad del material,

Angulo de friccin (), cohesin (C) y el trazo de la lnea de

corriente superior o lnea de saturacin), se realizaron los clculos

correspondientes de los factores de seguridad para los casos de

presa zonificado sin filtro y presa zonificada con filtro horizontal;

para cada uno de las condiciones (iniciales, embalse lleno y

desembalse rpido), con el uso del GeoStudio 2012 (SLOPE/W)

ingresando valores de las propiedades mecnicas del suelo,

geometra de la presa y lnea superior de saturacin .

Ingresamos datos de las propiedades mecnicas del suelo siendo las

mismas para todas las condiciones por ser de carcter acadmico:

Descripcin Densidad C K

(KN/m3) (Kpa) () (m/s)

Espaldn 23.5 0 70 1x100

Ncleo 21.2 4.4 27.1 8.7x10-9

Coluvial - glaciar 22 0 40 1x10-11


IV. RESULTADOS 4.1. PRESA ZONIFICADA

Anlisis de Filtraciones:

Caudal (m3/s): Ncleo = 1.99*10

-8

Caudal (m3/s): Ncleo=1.8962*10

-8

Longitud de drenaje (desde talud aguas abajo)=12 m.

Longitud de drenaje (desde talud aguas abajo del ncleo)=3.3 m.

Descripcin K

(m/s)

Espaldn 1x100

Ncleo 8.7x10-9

Coluvial - glaciar 1x10-11


ANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES: PRESA ZONIFICADA SIN DREN:

ANLISIS DE ESTABILIDAD-EMBALSE VACA-TALUD AGUAS ARRIBA

Descripcin Densidad C

(KN/m3) (Kpa) ()

Espaldn 23.5 0 70

Ncleo 21.2 4.4 27.1

Coluvial - glaciar 22 0 40

Condicin: FACTORES DE SEGURIDAD

Morgenstem-price Spencer Bishop Jambu Ordinary

Embalse vaco talud aguas arriba 2.388 2.376 2.338 2.077 2.142

ANLISIS DE ESTABILIDAD-EMBALSE VACA-TALUD AGUAS ABAJO

condicin: FACTORES DE SEGURIDAD


Embalse vaco talud aguas abajo 1.897 1.886 1.836 1.661 1.704


ANLISIS DE ESTABILIDAD - EMBALSE LLENA TALUD AGUAS ARRIBA


(KN/m3) (Kpa) ()

Espaldn 23.5 0 70

Ncleo 21.2 4.4 27.1




Desembalse rpido 3.863 3.852 3.843 3.082 3.055

ANLISIS DE ESTABILIDAD - EMBALSE LLENA TALUD AGUAS ABAJO



Embalse Lleno 2.113 2.113 2.049 1.686 1.603


PRESA ZONIFICADA CON DREN:

ANLISIS DE ESTABILIDAD - EMBALSE LLENA - TALUD AGUAS ARRIBA


(KN/m3) (Kpa) ()

Espaldn 23.5 0 70

Ncleo 21.2 4.4 27.1



Morgenstem-price spencer bishop jambu ordinary


ANLISIS DE ESTABILIDAD - EMBALSE LLENA - TALUD AGUAS ABAJO


Morgenstem-price spencer bishop jambu ordinary

Embalse Lleno 2.440 2.437 2.390 1.947 1.921


IV. DISCUSIN DE RESULTADOS:

Los caudales unitarios calculados con el GeoStudio 2012 SEEP/W en el anlisis de la red de flujo fueron los siguientes:

Condicin sin dren:

Condicin con dren:

Los factores de seguridad obtenidos con el programa Geostudio 2012 (SLOPE/W), se muestra en el siguiente cuadro resumen de los F.S. calculados para los diferentes mtodos:

Presa Zonificada sin dren


Morgenstern-Price Spencer Bishop Jambu Ordinary



Embalse lleno 2.113 2.113 2.049 1.686 1.603


Presa Zonificada con dren


Morgenstern-Price Spencer Bishop Jambu Ordinary



Embalse lleno 2.44 2.437 2.390 1.947 1.921


Como podemos observar en la condicin crtica de embalse llena para la

presa zonificada sin dren el valor del factor de seguridad por el mtodo

ordinario (1.603) supera el valor mnimo establecido (1.5) para esa

condicin, pero como sabemos que en el proceso constructivo a veces no

se llega a tener un talud exacto es por eso que procedimos a analizar en

la condicin con dren horizontal.

Para la Presa zonificada con dren horizontal, el valor del factor de

seguridad en la condicin crtica de embalse llena por el mtodo

ordinario (1.921) supera en mayor magnitud al valor mnimo establecido

(1.5) por lo que consideramos como adecuada para nuestro diseo.

Para el resto de condiciones los valores del factor de seguridad superar el

mnimo establecido, lo cual nos indica que la represa Shullucocha es

estable con las dimensiones dadas.


V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Es de vital importancia el trazo de la lnea superior de flujo a travs de la

presa, ya que nos da una visin aproximada de cmo se mueve el fluido y

el caudal que atraviesa por la presa.

Los valores del factor de seguridad obtenidos en las diferentes

condiciones superan los valores mnimos permisibles de los factores de

seguridad.

Obtuvimos valores elevados en los casos de desembalse rpido, ya que el

talud aguas arriba es 1:2.5, esto es debido fundamentalmente a que

trabajamos con las mismas caractersticas fsicas de los materiales para

las diferentes condiciones, lo cual en la prctica se tienen que hacer

estudios de suelos para obtener un resultado ms real.

Para evitar cometer muchos errores en el factor de seguridad en

estabilidad de taludes, recomendamos que se deban obtener los valores

en los laboratorios de mecnica de suelos para obtener la cohesin,

ngulo de friccin y peso especfico y no de tablas, ya que no se especifica

muy bien los rangos de valores, y solamente podramos usarlos como

valores referenciales.


VII. BIBLIOGRAFA:

ANLISIS DE ESTABILIDAD Y FILTRACIONES UNALM.Pdf

ANEXO DE ESTABILIDAD Y RED DE FLUJO DE LA REPRESA CHUQUIMARAN.Pdf


VIII. ANEXO

analisis de red de flujo y estabilidad de talud shullucocha

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