UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR ECUADOR
FACULT ACULTAD DE INGENIERÍA, INGENIE RÍA, CIENCIAS CIENCIA S FÍSICAS FÍS ICAS Y MATEMÁTICA
ESCUELA: CIVIL
DISEÑO HIDRÁULICO II
TEMA: ESTABILIDAD DE UN AZUD
NOMBRE: SIMBAÑA NARVÁEZ NARVÁEZ ISRAEL ALFREDO
CURSO: 6to SEMESTRE
PARALELO: 1 FECHA DE ENVÍO: ! 1" ! "1 FECHA DE ENTREGA: # ! 1" ! "1
Análisis de los estados de carga de un AZUD.
Es necesario comprobar la estabilidad del azud es decir asegurarse que las fuerzas a las que está sometido el azud no produzcan hundimientos, deslizamientos o volcamientos, para lo cual el azud debe hacerle frente a las siguientes cargas
Empuje Hidrostático: debe ser contrarrestado por la fricción entre estructura y suelo Acciones Dinámicas sobre la estructura: es muy desfavorable porque provocan erosión Vuelco: generalmente no hay problema porque el azud es bajo y largo Filtraciones: como los azudes son característicos de zonas de llanura, y en estas la roca
puede estar muy profunda, impermeabilizar puede resultar muy caro, por lo tanto la obra se asienta sobre material permeable y en consecuencia se producen dos problemas. 1. Subpresiones: presión del agua de abajo hacia arriba. or un lado la fle!ión resultante puede quebrar la estructura, y por el otro, el peso propio debe ser capaz de soportarlas. ". Sifonaje: si la velocidad que adquiere el agua bajo el azud no es compatible con la granulometría del suelo, comienza a sacar el fino y se van formando canalículos que pueden hacer peligrar la estabilidad del azud. # otras fuerzas que act$an sobre el azud como%
resi!n Hidráulica: se calcula con el má!imo nivel posible resi!n de Hielo: depende del espesor de hielo que se forme, si este no supera los"& cm.
no se considera. 'e toma ",( t)m cada 1& cm. de espesor de hielo. "#o$ue de olas % elementos flotantes: no se tiene en cuenta en los cálculos, se previene
con una cuidadosa ejecución. Efecto de &ac'o en escarpe: el efecto de vacío no se produce por la forma que adopta el perfil *perfil +reager que hace que la vena liquida se pegue a la superficie del -zud. En caso de no usar este tipo de perfil, deben tomarse todas las medidas para airear la lámina.
(o)amiento del agua en escarpe: por el perfil +reager/ el rozamiento es muy
peque0o, si se adopta otra forma el rozamiento es despreciable. eso ropio: depende del material eso del agua sobre el coronamiento: no se tiene en cuenta por la forma del perfil Erosión al pie de la presa. nfiltraciones
2os casos de destrucción que hay que verificar con estos estados de carga son%
3alla por deslizamiento 3alla por vuelco
Es decir a los efectos que producen la inestabilidad determinados anteriormente. or lo que primero tenemos que verificar que la obra no se hunda, ya que puede estar fundada sobre un suelo saturado. 'i esto ocurre hay que verificar el empuje lateral que genera el desplazamiento con la fricción generada entre la fundición y el suelo saturado. or la carga 4, se puede producir el sifonamiento, en la cual la velocidad del agua de infiltración tiende a arrastrar el material fino, aumentando el área del tubo sobre el cual circula el agua, haciendo aumentar el caudal que se infiltra, permitiendo el arrastre de partículas de mayor tama0o, aumentando a$n más el diámetro del tubo5 este proceso cíclico termina disminuyendo la resistencia del suelo haciendo que la obra colapse por hundimiento, por lo cual se plantea las siguientes teorías para que el azud siga permaneciendo estable Estabilidad del AZUD.
2a p6rdida de estabilidad de un azud se puede producir en los siguientes casos% 1. 7esplazamiento a partir de la destrucción del contacto azud 8 fundación, ó por las grietas de la fundación en caso de aparecer tensiones de tracción y tangenciales. ". 9uelco posteriormente al perderse contacto del cuerpo de la represa con la fundación. :. +olapso del macizo rocoso de la fundación fruto de las tensiones desarrolladas en esta. El cálculo del desplazamiento del azud se lo puede evaluar por la metodología del ;6todo de equilibrio límite. Esta metodología ha sido asumida en 1<=1 por el #.'. -rmy +orps of Engineers para evaluar la resistencia al desplazamiento en presas de gravedad. En tal sentido el factor de seguridad se define por la siguiente fórmula% FS = (C+σ*tan φ) / τ
or recomendación del #.'.-. -rmy +orps of Engineers con el uso del m6todo del equilibrio límite se adopta un coeficiente de seguridad de ",& para condiciones normales de operación. ara condiciones de carga sísmica se asume un coeficiente de seguridad de 1,:. El siguiente cuadro e!plica los diferentes coeficientes de seguridad a utilizarse para evitar la pedida de la estabilidad por las razones antes mencionadas 3actores de 'eguridad para las 7iferentes 6rdidas de Estabilidad del -zud
Seguridad al Vuelco
El coeficiente de seguridad al vuelco >v se define como% >9 ? ;e ) ;v 7onde % ;e ? 'uma de los momentos de las fuerzas estabilizantes ;v ? 'uma de los momentos de las fuerzas volcantes Seguridad al Desli)amiento
@esistencia al corte en la superficie de cálculo >7 ? A*B 9 8 # ! tg C D + ! - ) B 4 B 9% 'umatoria de cargas verticales B 4% 'umatoria de todas las fuerzas horizontales tg C% +oeficiente de fricción de los materiales en el plano considerado # % Esfuerzos de subpresión sobre el plano de cálculo + % +oeficiente de cohesión de los materiales en el plano considerado - % 'ección efectiva de cálculo para el plano considerado Seguridad a la Flotaci!n
El coeficiente de seguridad respecto a la flotación >3 queda definido por% >3 ? B 9 ) #
*ibliograf'a:
http://www.santacruz.gob.bo/archivos/PN13102010103958.pdf http://es.scribd.co/doc/!"""0189/#zudes $en &e 'how ( )idr*u+ica de 'ana+es #biertos ( Pags. 51 ( 5" ( Pags &ota+ !!,
