Deformaciones permanentes en presas de tierra

Abstract

Una presa es una obra civil que se construye a través de un curso de agua con objeto de derivar o almacenar sus aguas. Los usos que puede tener una presa son muy variados, sin embargo, se pueden distinguir dos grandes grupos. Aprovechamiento (por ejemplo para irrigación, abastecimiento de agua potable, generación de energía eléctrica, navegación, etc.) y defensa (por ejemplo control de avenidas). La presa de tierra es, sin lugar a dudas, una de las estructuras de Ingeniería más importantes, tanto por su complejidad técnica, como por las inversiones que generalmente requiere y los servicios que presta; una de las estructuras de ingeniería en que más deja sentir su influencia la Mecánica de Suelos actual. De hecho, en una presa de tierra es preciso aplicar prácticamente todos los conocimientos que la Mecánica de Suelos ha ido incorporando a la Ingeniería y los avances en el campo de la teoría en esta rama se han reflejado siempre de un modo inmediato en la tecnología de las presas. La técnica de construcción de presas de tierra plantea problemas de particular interés, se construyen continuamente presas de mayor tamaño, que imponen una extrapolación de las experiencias adquiridas en las anteriores, extrapolación que puede resultar muy riesgosa, si no se acompaña de un criterio bien definido; para muchos, la observación de fenómenos a menor escala es quizá el mayor problema ligado a la construcción de grandes presas de tierra. Por esto es necesario utilizar técnicas apropiadas que tomen en cuenta factores principales que influencian su comportamiento cuando son sometidas a cargas sísmicas, que permitan asegurar la estabilidad antes y después de un evento sísmico. El objetivo del presente trabajo es presentar los diferentes aspectos que intervienen en el comportamiento dinámico de presas de tierra y el método analítico propuesto por Makdisi y Seed en 1978 para calcular las deformaciones permanentes por sismo que ocurren en este tipo de estructuras, incorporando condiciones no homogéneas y no uniformes, muy comunes en presas de tierra, que no fueron consideradas en el método original. Asimismo, se ha desarrollado el programa de cómputo “GEODAM“ de fácil manejo para el usuario para el cálculo de deformaciones permanentes de presas de tierra. En el segundo capítulo se presenta una revisión completa de los factores que influyen en la determinación de los parámetros dinámicos como son el módulo de corte y relación de amortiguamiento de los suelos granulares y suelos finos. Los resultados se presentan en forma tal que proporcionan Uría guía útil en la selección de las características del suelo para propósitos de análisis. En el tercer capítulo se da a conocer algunas formulaciones analíticas / numéricas para predecir la respuesta sísmica de las presas de tierra este capítulo enfoca principalmente métodos numéricos para estimar las deformaciones, aceleraciones y esfuerzos generados en las presas de tierra 1 enrocamiento en respuesta a la vibración del suelo producida por un sismo. En el cuarto capítulo se hace una breve revisión sobre conceptos de peligro sísmico. Debido a la importancia de las estructuras de tierra (presas), se deben evaluar su capacidad de resistir terremotos basándose en estudios detallados de peligro sísmico. Luego se desarrolla el análisis dinámico de presas de tierra por el método simplificado de Makdisi y Seed para condiciones uniformes y homogéneas~ además se incorpora condiciones no homogéneas y no uniformes, para estudiar el comportamiento más real en este tipo de estructura geotécnica. En el quinto capítulo se hace referencia al lenguaje Visual Basic usado en el desarrollo del programa “GEODAM“ y el procedimiento detallado de la ejecución del programa. En el sexto capítulo se presenta la aplicación del procedimiento propuesto y los resultados del programa “GEODAM“ desarrollado en el estudio de algunas aplicaciones de estructuras de tierra construidas en diferentes partes del Perú. En el séptimo capítulo se formulan las recomendaciones del caso y las conclusiones respectivas obtenidas en la elaboración de este trabajo.