presas

Curso: GEOLOGIA APLICADA

CAPITULO VII:

Geotecnia aplicada a estudio de Canales presas, trasvases y otrosDocente: Ing. Hernan Fernandez

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFacultad de INGENIERA

Escuela Acadmico Profesional de INGENIERA HIDRULICA

Captulo VII: GEOTECNIA APLICADA A ESTUDIO DE CANALES, PRESAS, TRASVASES Y OTROS

Influencia de las condiciones geolgicas en los estudios de canales

Problemas de emplazamiento, exploracin y aplicacin en Presas.

Estudios de trasvases sobre suelos y rocas. Problemas de aguas subterrneas en el diseo de estructuras hidrulicas.

Programas exploratorios para diversas categoras de estructuras hidrulicas .





EL MEDIO GEOLGICO Y SU RELACIN CON LA INGENIERA

El medio geolgico esta en continua evolucin y los procesos afectan tanto los materiales

rocos a los suelos como al medio natural en su conjunto. El antrpico, representado por las

ciudades, la infraestructuras, obras pblicas, etc., irrumpe con frecuencia en regiones

geolgicamente inestables modificando, incluso desencadenando, los procesos geolgicos.

La bsqueda de soluciones armnicas

entre el medio geolgico y el antrpico

precisa de la consideracin previa de

ciertos factores diferenciadores entre

ambos, cuyo desconocimiento es causa

de interpretaciones errneas. Entre

estos factores destacan:

La escala geolgica y la ingenieril

El tiempo geolgico y el antrpico

El lenguaje geolgico y el ingenieril



Ingeniera del terreno, geotecnia

Aplicaciones de los conceptos y de la informacin de las ciencias geolgicas-geotcnicas al

estudio del comportamiento del terreno para optimizar sus condiciones de ocupacin

Disciplinas bsicas:

Resistencia de materiales Geologa y geomorfologa Mecnica de suelos Mecnica de rocas Hidrologa e hidrulica

INGENIERA GEOTCNICA.



CONSIDERACIONES PREVIAS



Propiedades de los materiales tipo cohesivo



INFRAESTRUCTURAS DE REGULACIN HDRICA

Las infraestructuras de regulacin hdrica, y en particular las grandes presas, constituyen una de las tipologas esenciales de la ingeniera civil. La

regulacin de los recursos hdricos es una funcin bsica del proyecto, que de

forma ordinaria est vinculado a otras funciones: abastecimiento, regado,

refrigeracin, produccin energtica, (regulacin de avenidas)

Estos proyectos tienen una gran capacidad transformadora del

territorio, con marcados impactos

positivos y negativos. La

construccin supone una

alteracin potente del rgimen

hidrolgico, y la explotacin

implica la gestin y transferencia

de importantes volmenes de

recursos hdricos.



El objetivo primordial es almacenar

grandes cantidades de agua para

diferentes propsitos:

Riego.Abastecimiento poblacional.Generacin de energa hidroelctrica.

Control de inundaciones.Para recreacin, pesca, actividades deportivas.

Usos mltiples.



En la actualidad hay aprox. unas 45.000 presas en todo el mundo, regulando cerca

del 15% de los caudales superficiales fluyentes. La superficie ocupada por el agua

embalsada es del 1% de la superficie; y la fragmentacin del continuo hidrolgico

ha afectado al 60% de los ros.



De acuerdo al tipo de material predominante en su construccin se clasifican en dos

grupos: presas de materiales sueltos y presas de fbrica (concreto).

TIPOS DE PRESAS

Presas de Tierra:Secciones Homogneas.Seccin graduada o zonada, con ncleo impermeable.Seccin de enrrocamiento (escollera) con corazn impermeable.Presas de pantalla.

Presas de concreto u hormign:Presas de gravedad (mayor volumen de hormign sin estribos).Presas de contrafuerte (presas de gravedad aligeradas conelementos estructurales transversales)

Presas de Arco gravedad (con estribos y planta en arcos)Presas de arco bveda (estructuras esbeltas, planta y seccin curva)



Presas de Tierra:



PARTES CONSTITUYENTES DE UNA PRESA

Presa (material de concreto o de tierra)Aliviaderos o vertedor de excedencias.Obras de toma.Vaso de almacenamientoObras miscelneas (Instalaciones, vialidad)

Presas de gravedad

Son estructuras de hormign de seccin

triangular; la base es ancha y se va

estrechando hacia la parte superior; la cara

que da al embalse es prcticamente vertical.

Vistas desde arriba son rectas o de curva

suave. La estabilidad de estas presas radica

en su propio peso. Es el tipo de construccin

ms duradero y el que requiere menor

mantenimiento. Su altura suele estar

limitada por la resistencia del terreno.

Debido a su peso las presas de gravedad de

ms de 20 m de altura se construyen sobre

roca.



Presas de bveda o de arco

Este tipo de presa utiliza los fundamentos

tericos de la bveda. La curvatura

presenta una convexidad dirigida hacia el

embalse, as la carga se distribuye por

toda la presa hacia los extremos; las

paredes de los estrechos valles y caones

donde se suele construir este tipo de

presa. En condiciones favorables, esta

estructura necesita menos hormign que

la de gravedad, pero es difcil encontrar

emplazamientos donde se puedan

construir.



Presas de contrafuertes

Las presas de contrafuertes tienen una pared

que soporta el agua y una serie de

contrafuertes o pilares, de forma triangular,

que sujetan la pared y transmiten la carga del

agua a la base. Estas presas precisan de un 35 a

un 50% del hormign que necesitara una de

gravedad de tamao similar. Hay varios tipos de

presa de contrafuertes: los ms comunes son de

planchas uniformes y de bvedas mltiples. A

pesar del ahorro de hormign las presas de

contrafuertes no son siempre ms econmicas

que las de gravedad. El coste de las

complicadas estructuras para forjar el hormign

y la instalacin de refuerzos de acero suele

equivaler al ahorro en materiales de

construccin. Pero este tipo de presa es

necesario en terrenos poco estables.





METODOLOGA DE LOS ESTUDIOS GEOLGICOS Y GEOTCNICOS

Los estudios

geolgicos y

geotcnicos de

presas se desarrollan

en consonancia con

las distintas fases del

proyecto y

construccin de una

presa



Estudios a realizar para construir las

presas:

1.- Estudio Hidrogeolgico.

2.- Estudio topogrfico.

3.- Estudio geolgico.

4.- Estudios geotcnicos.

5.- Estudios econmicos.

6.- Estudios de Impacto ambiental.

ESTUDIOS A REALIZAR EN PRESAS



RECONOCIMIENTOS GEOLGICOS E INVESTIGACIONES in situ

Las investigaciones in situ para presas dependen tanto de las condiciones geolgicas

como el tipo de presa, sus dimensiones y estructuras auxiliares, debiendo adaptar en

cada caso los reconocimientos a las condiciones del proyecto.



Aspectos a considerar en los estudios geolgicos, regionales y

estudios previos de cerradas.



CRITERIOS GEOLGICO-

GEOTCNICOS DE SELECCIN DE

PRESAS



Cmo seleccionar el tipo de presa?, Cules son las caractersticas

principales?

1.- Debe ser lo ms impermeable posible, geolgicamente ptima.

2.- Debe poseer un sitio adecuado para colocar la presa, es decir, una

garganta y un suelo resistente.

3.- Disponibilidad de materiales de construccin prxima a la presa.

4.- Geolgicamente estable para fundar estribos.

5.- Buena capacidad de almacenamiento, es decir, que se almacenen

grandes volmenes de agua, con costos relativamente bajos.

6.- agua de buena calidad.

7.- Sitio apropiado para la colocacin de aliviaderos u obras de toma.

CARACTERISTICAS DE UNA PRESA



Materiales geolgicos para la construccin:

Se inicia en los estudios previos, deben cumplir

los siguiente requisitos:

-Volumen apropiado a la magnitud de la presa.

-Calidad adecuada para los diferentes fines.

-Distancia operativa.

-Facilidad de extraccin.

-Condiciones medio-ambientales aceptables

para su explotacin.

CARACTERISTICAS DE UNA PRESA



MATERIALES GEOLGICOS PARA LA CONSTRUCCIN DE PRESAS

Segn la utilizacin del material se tiene:

Ncleos impermeables: Impiden el paso a

travs del cuerpo de la

presa:

-Baja permeabilidad < 10-5cm/seg.

-Arcillas y limos o arenas con alto contenido

de arcillas, o margas y argilitas.

-IP entre 15 y 35.

-Se compactan en espesores de 20 a 30 cm

con rodillo pata de cabra.



Espaldones o escolleras:

-Transmiten a la presa resistencia y

estabilidad, y la protegen de la erosin.

-Se compactan a menores de 2 m de

altura con rodillos vibratorios.

-Menor al 5% de finos y bien gradados.

Filtros y drenes:

-Evitan el paso de las partculas finas de

los materiales contiguos y permiten el

drenaje

-Son materiales granulares, con criterio

granulomtrico estricto, ausencia de finos,

alta resistencia e inalterables.

ridos para hormigones.



Fuerzas Ejercidas

CONDICIONES

GEOLGICO-

GEOTECNICAS DE

CIMENTACIN EN

PRESAS



Mecanismos de Rotura



MECANISMO DE FALLA EN PRESAS TIERRA

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