Acostumbrados a protegernos del frío y el calor, de la lluvia y la nieve, de los accidentes y la contamnación, de modo que ¿ por qué no habríamos de protegernos de las malas influencias que nos rod...
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Ni-Co alloys cavitation tests erosion
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UNIVERSIDAD DE PIURA Maestría en Infraestructura Vial
Erosión y cálculo de protecciones ribereñas
Jorge D. Reyes Salazar
Erosión general Lacey 2 1/ 3 DS 1.4859 * (q / f )
f
1.75 *
d m
dm
en mm
q
caudal unitario
Ds
Nivel de agua – fondo erosionado
Datos - Caudal: - Ancho: - Diámetro medio: - Nivel de agua: - Co Cota ta de fo fond ndo o sin sin er eros osió ión: n:
3900 m3/s 120 metros 0.3 mm 27.85 msnm 20.7 20 .75 5 ms msnm nm
Resultados q caudal unitario = f = Ds = Cota de fondo erosionada = Altura de erosión =
32.5 m3/s / m 0.96 15.3 m 12.5 msnm 8.2 m
Dimensionamiento Dimensionami ento de enrocados
0.36 y
D30
0. 5
vo
gy
2.5
Ejemplo: Tirante 14 metros Velocidad 3.62 m/s
0.36 y s
D3 0
D30 = 0.14 m
0.5
vo
gy
2.5
CURVA DEL ENROCADO CURVA GRANULOMETRICA Diámetro Diámetro 50 = 250 m m Log-normal mm , Desv=3
100 90 80 70 a s a p e u q e j a t n e c r o P
60 50 40 30 20 10
10000.00
1000.00
100.00 milimetros
0 10.00
CABLE CONCRETO
¿ POR QUE PROTE PROTEGER GER CON SISTEM SISTEMA A CAB L E CONCRETO CONCRETO? ? -
Veloc idades cercanas Veloc c ercanas a 5 m/s. Flexibi Fle xibi lidad alta por fuerte erosi erosi ón. Ejecuc Eje cución ión co n mano de obra local.
PROTECCION FLEXIBLE
SECCIÓN TÍPICA
ESTRUCTURA EXISTENTE 0.15
10.20
0.60-0.80
LOSA DE CONCRETO EXISTENTE 4.0 x 7.80 x0.075, f'c=175 kg/cm
2
1.50
30.10
30.00
FILTRO - VENAS CADA 4.0 m
29.50
ANCHO 0.60 m, ESPESOR 0.325 m LOSA DE CONCRETO 4.0 x3.60x0.15, f'c=175 Kg/cm
2 2
FILTRO A LO LARGO DEL TALUD ESPESOR 0.175 m 9.76(2x4.88)
0.50
1
4.50
MATERIAL GRAVA ARCILLOSA
26.70
DETALLE "A"
RELLENO CON ARENA DE CANTERA
25.00
LINEA DE FONDO SS CABLE 5/32" TIPO 302
LOSAS FRAGMENTADAS UNIDAS CON CABLES DE ACERO INOXIDABLE CC-70
24.00 23.40
2 1
22.75 1
2 .2 0
23.00
MATERIAL IMPERMEABLE
RELLENO DEL DIQUE EXISTENTE
.60
RCc
1.5
ARENA RIO SECO 1 1.5
GEOTEXTIL 220gr/m
2
ANCLAJES m .0 2 . in m
ZAPALLAL
ZAPALLAL
TABLESTACA DE CONCRETO(EXISTENTE)
DETALLE "A"
14.00 -- 20.00
ESC. 1/50 (0.60-0.80)
SELLADOR-DINATRED O SIMILAR
PLANTA DE LOSAS FRAGMENTADAS UNIDAS CON CABLES ESC. 1/25
LOSA DE CONCRETO A RECONSTRUIR e = 0.075, f'c=175 kg/cm2
FILTRO A RECONSTRUIR A LO LARGO DEL TALUD e = 0.25 LOSA DE CONCRETO A RECONSTRUIR
0.80
1
e = 1.00 (EXISTENTE)
FILTRO A RECONSTRUIR A LO LARGO DEL TALUD e = 0.175
9.65
2
RELLENO IMPERMEABLE
e = 0.15, f'c=175 Kg/cm2
26.60 RELLENO RI
MAT
RELLENO CON ARENA DE CANTERA
25.00
EXISTENTE
6 0 . 0 0 °
24.60
LOSAS FRAGMENTADAS UNIDAS CON CABLES DE ACERO INOXIDABLE (CABLE CONCRETO CC-70) o SIMILAR
22.75
2 2. 0
2
23.40
RCc
1
23.00 0.60
1.5 1
1 1.5
1.20 7.60
RPa
GEOTEXTIL 220gr/m2 0.25
ANCLAJES
TABLESTACA DE CONCRETO EXISTENTE
RELLENO PLUVIAL
m 0. 2 . ní m
ZAPALLAL
ZAPALLAL 16.00 - 22.00
FUERZA DE DESLIZAMIENTO Fd ANCLAJE
NIVEL D E SEDIM ENTACION ENTAC ION
FUERZA DE FRICCION F f ESTADO DESPUES DE EROSION CABLE CONCRETO CC-70
Cable concreto concreto CCCC - 70 Paños de 4.88 m x 2.44 m elementos elementos tronco tronco piramidales piramidales de 0.217 m de altura altura . Datos: Nivel de carpeta flexible ........ .... ....... ....... ........ ........ ....... ....... ........ ........ .... Nivel de erosión máxima......... máxima..... ....... ....... ........ ........ ........ ....... ....... ....... ...... ... Longitud Mínima de carpeta flexible ( L = 2* 4.30 m).. Velocidad máxima ............... ........ ............... ................ ............... ............... .......... .. Nivel de
22.75 m.s.n.m 18.45 m.s.n.m 8.60 m
5.26 m/s 27.45
FUERZA DE DESLIZAMIENTO Fd ANCLAJE
NIVEL DE SED IMENT ACIO N
FUERZA DE FRICCION F f ESTADO DESPUES DE EROSION CABLE CONCRETO CC-70
Cable concreto CC- 70 Paños de 4.88 m x 2.44 m elementos elementos tronco tronco piramidales piramidales de 0.217 m de altura altura . Datos: Nivel de carpeta flexible ...... ... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... .. Nivel de erosión máxima..... máxima.. ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ... Longitud Mínima Mínima de carpeta flexible flexible ( L = 2* 4.30 m)..
22.75 m.s.n.m m.s.n. m 18.45 m.s.n.m m.s.n. m 8.60 m
Veloci Velocidad dad máxima máxima ............. .............. .............. ....... 5.26 m/s Nivel de agua ...... ... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ... 27.45 27.4 5 msnm
FUERZA DE DESLIZAMIENTO Fd
COMPONENTE DE PESO PERPENDICULAR AL TALUD P p
Fd
P p
P
PESO DEL CABLE CONCRETO P
GEOWEB
Dimensionamiento de la protección flexible tipo geoweb Se debe verificar el comportamiento del revestimiento ante tensiones actuantes y resistentes en el fondo y en las orillas del río. Se supone una protección flexible Geoweb e=0.10 m
Criterio de dimensionamiento para el fondo t 0 t
c
Tensión de arrastre en el fondo
t
max 0
w
* y * i
Donde:
y es la profundidad del agua ( de 31.00 m.s.n.m a 24.00 m.s.n.m)igual a 7.0 m; i pendiente energética
es el peso específico del agua1000 Kg/m³;
w
para caudal máximo 0,0012 t 0 1000 * 7.0 * 00012= .
8.4 Kg/m2
Tensión tangente permitida en el fondo
t c
c * ( s
w
) * d
Donde: C es el coeficiente de Shields igual a 0.10 ( gaviones y estructuras similares) es el peso específico del concreto poroso (2300 Kg/ m 3); d es el espesor del s
geoweb (0.10m) t c
8.4
0.10 * (2300 1000) * 0.10 13Kg / m
<
13
Factor de seguridad 1.55
2
ESQUEMA DE ANALISIS
FUERZA DE DESLIZAMIENTO Fd NIVE L DE SE DIMEN TACIO N
FUERZA DE ANCLAJE FUERZA DE FRICCION F f
NIVE L DE ER OSIO N MAX IMO
GEOWEB e=10 cm, RELLENO CON CONCRETO POROSO
Geoweb e=0.10 m Datos: Nivel de carpeta flexible ................ ........................... ...................... ........... 27.00 m.s.n.m Nivel de erosión máxima........ máxima.................. ..................... ...................... ............. 24.00 m.s.n.m Longitud de carpeta flexible ( L = 2* 3.00 m)....... 6.00 m Velocidad elocid ad máxima
2.50 m/s
FUERZA DE DESLIZAMIENTO Fd
PESO DEL GEOWEB P COMPONENTE DE PESO PERPENDICULAR AL TALUD P p
FUERZA DE ANCLAJE Fa
Fa
Fd
P p
P
EROSION LOCAL
1 La erosión local alrededor de un pilar
Foso Socavado Ag. Arr.
Foso Socavado Ag. Ab.
CURVA CURVA GRANULOM ETRICA Diámetro Diámetro 50 = 0.3 mm Log-normal Log-normal mm, Desv=2 Desv= 2
Fórmula de Lacey para el cálculo de la erosión en un cauce:
DS
C S
2
1/ 3
1.4859(q / f )
CWSL
DS
f d s
Dm
C 0
Donde:
DS Q F D m C S CWSL C0
= Tirante de agua en el cauce socavado = Caudal unitario del cauce principal = coeficiente del material del lecho = Diámetro medio del fondo del cauce en mm = Nivel de socavación =Nivel de pelo de agua en el cauce socavado = Nivel de refer referencia encia
