CAPÍTULO III: ANÁLISIS DE ESTABILIDAD ESTABILIDAD EN UN CASO REAL DE UNA UN A PRESA Análisis De Estabilidad De La Presa Teputepe! L"!ali#a!i$n: Se localiza en el municipio de Contepec, Michoacán. Se localizó utilizando cartas cartogr cartográfic áficas as del Institu Instituto to Naciona Nacionall de Estadís Estadística tica y eogra eografía fía !INEI", !INEI", a una escala #$%&&&&, y puntos georreferenciados de la presa, apoyados del Sistema de Información eográfica '(CIN)*.
Figura 1: Localización de la presa Tepuxtepec
Estudi" T"p"%rá&i!" T"p"%rá&i!" de la Presa de Teputepe! +ara +ara reali realiza zarr el leant leantami amien ento to topo topográ gráfic fico o se locali localiza zaro ron n ein einte te punt puntos os de referencia con una estación total, u-icados en puntos estratgicos para poder isualizar todos los detalles de la cortina. ' partir de estos puntos se hicieron radiaciones a toda la estructura para o-tener las coordenadas de los puntos /ue permitieron construir el modelo digital de la cortina de la presa
+or otra parte, para conocer la configuración del fondo de la presa, principalmente de la zona cercana a la cortina, se realizó un perfila0e -atimtrico continuo con la ayuda de una ecosonda instalada en un -ote y con +S geodsico. Este estudio permitió determinar la profundidad del tirante de agua y erificar el ángulo del talud aguas arri-a, además de estimar el espesor del azole /ue e0erce presiones so-re la cortina. +or otra parte esta información permitió definir correctamente las secciones de los cortes transersales de la cortina utilizados en los análisis numricos. El espesor del azole y el tirante de agua se utilizaron para calcular las presiones hidrodinámicas a las /ue puede estar sometida la cortina durante un eento sísmico, de-ido al empu0e horizontal /ue generan.
Figura 2: Modelo digital de la presa de Tepuxtepec
Figura 3: Corte transversal de la cortina.
Estudi" 'e"l$%i!" de la Presa de Teputepe! 1a presa de 2epu3tepec se u-ica en la proincia petrográfica del E0e Neoolcánico, )a0a 4olcánica 2ransme3icana o E0e 4olcánico Me3icano. Se trata de una zona geológicamente actia por la presencia de sistemas de fallas normales. El estudio geológico ha permitido tener un me0or conocimiento del peligro sísmico de la zona, de-ido a /ue se han reportado sismos de magnitud entre 5 y 6 en la escala de (ichter.
Figura 4: Mapa geológico simpliicado del sistema de allas del gra!en de "cam!a# # localización de los sismos ocurridos en la región $adaptado de "guirre et al% 1&&&'
Estudi" 'e"t(!ni!" de la Presa de Teputepe! +ara o-tener el perfil litológico y estratigráfico de la presa se realizó un estudio geotcnico, con el /ue se o-tuieron muestras de los materiales /ue conforman la cortina para definir sus propiedades mecánicas. 1os tra-a0os de campo consistieron en la realización de sondeos geotcnicos en el cuerpo de la cortina y la roca de cimentación, utilizando como tcnica de muestreo la prue-a de penetración estándar, com-inada con la recuperación de muestras inalteradas mediante tu-o de pared delgada en suelos finos, y en las zonas con roca, mampostería y concreto se empleó la e3tracción de n7cleos con el -arril N81. El programa de e3ploración y muestreo consistió en la realización de 9 sondeos so-re la corona de la presa y dos sondeos al pie del talud aguas a-a0o y por 7ltimo se realizó una prue-a de permea-ilidad 1efranc en el sondeo SM28:%. Como parte de la e3ploración se o-tuieron muestras alteradas empleando la tcnica S+2 y muestra inalterada utilizando un tu-o Shel-y o muestreador de pared delgada con el fin de determinar sus propiedades mecánicas. 1os tra-a0os de muestreo y prue-as de la-oratorio se -asaron en las normas 'S2M.
Figura (: )!icación de los sondeos de exploración # muestreo en la presa Tepuxtepec
;na ez concluidos los tra-a0os de e3ploración y muestreo, 0unto con los resultados de la-oratorio, se identificaron los materiales constitutios de la cortina y los del terreno de cimentación.
Figura *: +eril estratigr,ico de la sección longitudinal de la cortina de la presa de Tepuxtepec
Análisis de Estabilidad ;na ez conformada las secciones de la presa y la secuencia estratigráfica, se procedió al análisis de esta-ilidad utilizando los procedimientos del estado límite de e/uili-rio y el mtodo del elemento finito, com7nmente aceptados en la práctica profesional. En el caso del procedimiento límite de e/uili-rio está diidido en$ a" mtodos simplificados !por e0emplo, el mtodo ordinario, mtodo de , siendo, por otra parte, la más alta e importante de la cortina. +ara el análisis de esta-ilidad de la presa se
consideraron tres condiciones de análisis$ flu0o esta-lecido, aciado rápido y sismo !utilizando el programa E*S2;?I*".
Cuadro -: actores de seguridad reueridos para las condiciones de carga considerados en el an,lisis
Calibra!i$n del )"del" en 'EOESTUDIO +ara erificar los resultados se realizó una comparación sencilla entre el Mtodo de la Cu@a !mtodo estándar de análisis de taludes" y un preanálisis con el programa E*ES2;?I*. +ara la comparación se consideraron las condiciones de flu0o esta-lecido !estático" y por sismo !dinámico" en la cortina En la figura se muestra el es/uema de la sección má3ima de la cortina con la inclinación del plano de falla, así como los resultados o-tenidos de los factores de seguridad, el mínimo estático igual a 5.>A# y el dinámico igual a 9.>B9, o-tenidos con el Mtodo de la Cu@a.
Figura /: 0ección analizada en el prean,lisis # actor de seguridad o!tenidos con el Mtodo de la Cua
+or otra parte, con el programa E*ES2;?I* se realizó el análisis de la misma sección, o-teniendo los alores de factor de seguridad
Ta!la &: Factores de seguridad o!tenidos con el programa 50T)675
Comparando los resultados del Mtodo de la Cu@a con los o-tenidos con el programa E*ES2;?I*, se o-sera /ue los factores de seguridad son similares, lo /ue garantiza el uso del programa.
*(t"d" de l"s ele)ent"s &init"s )inalmente, empleando el mtodo de los elementos finitos !para esto se utilizó el programa S2''?" se reisó el estado de esfuerzos a los /ue está sometida la cortina y se compararon con la resistencia de los materiales. El factor de seguridad se definió como el cociente entre la resistencia y el esfuerzo actuante.
Ta!la 18: revisión de esuerzos a la compresión
En la ta-la se muestra /ue la reisión realizada de los esfuerzos resistentes a la compresión, diididos entre los esfuerzos actuantes a la compresión, arro0an alores de factores de seguridad mayores a A !)SA". 'demás, se muestra el factor de seguridad para cada tipo de material considerado en el análisis, siendo el menor para mampostería seca. En la figura se muestra la posición de los elementos con el factor de seguridad menor, siendo en este caso el elemento #&6
1os resultados o-tenidos confirman la seguridad de la esta-ilidad de la presa de 2epu3tepec, lo /ue permitirá /ue siga realizando las funciones para las /ue fue dise@ada. En los estudios de campo no se isualizó deterioro grae del material ni de la configuración original, lo anterior fue confirmado con los estudios geotcnicos y leantamientos topográficos realizados. No o-stante se detectó una altura de azole importante, /ue aun/ue no afecta estructuralmente a la cortina, si reduce la capacidad de em-alse de la presa. +or otra parte se ha recomendado instalar instrumentos como son los acelerómetros y sismógrafos, para conocer el comportamiento de la cortina y actiidad sísmica del lugar, de-ido al sistema de fallas actias /ue se localizan en la zona.
Ob+eti,": (ealizar un análisis de esta-ilidad en un caso real de una presa.
C"n!lusi$n: El análisis de esta-ilidad se lo realizó en la presa de 2epu3tepec, localizado en Michoacan D M3ico, el cual confirma la esta-ilidad de la presa, lo /ue permitirá /ue siga realizando las funciones para las /ue fue dise@ada.
Bibli"%ra&-a
Hernández, U. M., Tristán, O. E., & Nuño, I. E. (Enero-Marzo de 2010). ná!isis de Esta"i!idad de !a #resa $Te#u%te#e$. Boletín IIE. 'eu#erado e! 20 de 12 de 201, de tt#*++.inee!.%+"o!etin012010+tenden.#d
