influencia de la geotecnia en la normatividad de presas de ... · iii seminario sobre presas de...

III SEMINARIO SOBRE PRESAS DE JALESIII SEMINARIO SOBRE PRESAS DE JALESFacultad de Minas, Facultad de Minas, MetalurgMetalurgííaa y Geology Geologííaa

Universidad de GuanajuatoUniversidad de Guanajuato

““Influencia de la geotecnia en la normatividad Influencia de la geotecnia en la normatividad de presas de jales mexicanasde presas de jales mexicanas””

(Criterios B(Criterios Báásicos)sicos)

Dr. RaDr. Raúúl Vicente Orozco Santoyol Vicente Orozco Santoyo

Presidente del Consejo Consultivo y Presidente del Consejo Consultivo y Coordinador del ComitCoordinador del Comitéé de Presas de Jales SMMSde Presas de Jales SMMS

Guanajuato, Guanajuato, GtoGto..Jul 27 y 28, 2006Jul 27 y 28, 2006 1

NOM-141-SEMARNAT-2003:

“Que establece el procedimiento para caracterizar los jales, así

como las especificaciones y criterios para la caracterización y

preparación del sitio, proyecto, construcción, operación y post-operación de presas de jales”

(SEMARNAT, 2004) 2

MINATajo a cielo abierto

Subterránea

3

PLANTA CONCENTRADORA

MoliendaReacciónFlotaciónFiltradoEspesado

Extracciónmetales

Pb, Zn, Cu, Au, Ag, …

4

JALESResiduos

para almacenar

5

Presa de JalesPresa de Jales

Cortina contenedoraVaso de almacenamientoSistema decantador drenanteVertedor de excedencias

6

CORTINAIMPERMEABLE

AGUA

7

CORTINA PERMEABLE, FILTRANTE

SÓLIDOS

8

• GEOMETRÍA • ACABADOS • MATERIALES• PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS

NIVEL DECALIDAD (OBRA)

• LICUACIÓN BAJO SISMO O EXPLOSIÓN• TUBIFICACIÓN FÍSICA• DESLIZAMIENTO DE TALUDES (s/t SISMO)• EROSIÓN PLUVIAL Y EÓLICA• DERRAMAMIENTO SOBRE LA CORTINA

RESISTENCIA(CORTINA)

• MATERIALES DRENANTES• PROCESOS CONSTRUCTIVOS IDÓNEOS • GEOMETRÍA EQUILIBRADA• ACABADOS SUPERFICIALES ECOLÓGICOS

PERMEABILIDAD(CORTINA)

• CORTINA EN ARCO ROBUSTA(RESISTENTE Y PERMEABLE)

• VASO MÍNIMO (ESTANQUE ALEJADO)• ALCANTARILLA FUNCIONAL (SECCIÓN PORTAL)• VERTEDOR GENEROSO (“EN FIRME”)

SEGURIDAD(OBRA)

Propiedades fundamentales de las presas de jales

9

• CORTINA EN ARCO ROBUSTA(RESISTENTE Y PERMEABLE)

• VASO MÍNIMO (ESTANQUE ALEJADO)• ALCANTARILLA FUNCIONAL (SECCIÓN PORTAL)• VERTEDOR GENEROSO (“EN FIRME”)

SEGURIDAD(OBRA)

Propiedades fundamentales de las presas de jales

10

• CORTINA EN ARCO ROBUSTA(RESISTENTE Y PERMEABLE)

• VASO MÍNIMO (ESTANQUE ALEJADO)• ALCANTARILLA FUNCIONAL (SECCIÓN PORTAL)• VERTEDOR GENEROSO (“EN FIRME”)

SEGURIDAD(OBRA)

Propiedades fundamentales de las presas de jales

11

• CORTINA EN ARCO ROBUSTA(RESISTENTE Y PERMEABLE)

• VASO MÍNIMO (ESTANQUE ALEJADO)• ALCANTARILLA FUNCIONAL (SECCIÓN PORTAL)• VERTEDOR GENEROSO (“EN FIRME”)

SEGURIDAD(OBRA)

Propiedades fundamentales de las presas de jales

12

• CORTINA EN ARCO ROBUSTA(RESISTENTE Y PERMEABLE)

• VASO MÍNIMO (ESTANQUE ALEJADO)• ALCANTARILLA FUNCIONAL (SECCIÓN PORTAL)• VERTEDOR GENEROSO (“EN FIRME”)

SEGURIDAD(OBRA)

Propiedades fundamentales de las presas de jales

13

• CORTINA EN ARCO ROBUSTA(RESISTENTE Y PERMEABLE)

• VASO MÍNIMO (ESTANQUE ALEJADO)• ALCANTARILLA FUNCIONAL (SECCIÓN PORTAL)• VERTEDOR GENEROSO (“EN FIRME”)

SEGURIDAD(OBRA)

Propiedades fundamentales de las presas de jales

14

• MATERIALES DRENANTES

• PROCESOS CONSTRUCTIVOS IDÓNEOS

• GEOMETRÍA EQUILIBRADA

• ACABADOS SUPERFICIALES ECOLÓGICOS

PERMEABILIDAD(CORTINA)

Propiedades fundamentales de las presas de jales

15

MÉTODO CONSTRUCTIVO: "AGUAS ARRIBA”CON ARENA “CICLONEADA”

BL = BORDO LIBRE

NAME = NIVEL DE AGUAS MAXIMAS EXTRAORDINARIAS NAMO = NIVEL DE AGUAS MAXIMAS ORDINARIAS (OPERACIÓN)

BL

C

TORMENTA DE DISEÑO ARENA “CICLONEADA”

NAMENAMO

Ac

CORAZA ARENOSA RESISTENTE Y PERMEABLE

“AGUAS ARRIBA”(UPSTREAM)

BORDO INICIADOR RESISTENTE Y PERMEABLE

TUBERIA DECANTADORA DRENANTE (ALCANTARILLA)

Bi

PILE

TA

RE

CU

PER

AD

OR

A D

E A

GU

A

L

Ac

Bi

C

k = COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

LAMA

AGUA

= PERFORACIONES ABIERTAS= PERFORACIONES CERRADAS

LEY: k < k < kL A Bc i

¡OJO!

16

MÉTODO CONSTRUCTIVO: "AGUAS ARRIBA”CON ESPIGAS

BL = BORDO LIBRE

NAME = NIVEL DE AGUAS MÁXIMAS EXTRAORDINARIAS NAMO = NIVEL DE AGUAS MÁXIMAS ORDINARIAS (OPERACIÓN)

BL

C

TORMENTA DE DISEÑO

NAMENAMO

“AGUAS ARRIBA”(UPSTREAM)

PILETA R

ECU

PERA

DO

RA

DE A

GU

ALEY: k < k < kJ F Bg i

k = COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

B i

Fg

ESPIGAS

JAL(arena + lama)

J

NAME

AGUA

= PERFORACIONES ABIERTAS (AGUA CLARIFICADA)= PERFORACIONES CERRADAS (BLOQUEAR SÓLIDOS)

FILTRO DE GRAVA - ARENA

BORDO INICIADOR RESISTENTE Y PERMEABLE

TUBERIA DECANTADORA DRENANTE (ALCANTARILLA)

Fg

B i

C

¡OJO!

17

MÉTODO CONSTRUCTIVO: "AGUAS ABAJO”CON ENROCAMIENTO

Fg FILTRO DE GRAVA-ARENA

Ech ENROCAMIENTO CHICO

Eg ENROCAMIENTO GRANDE

Ac ARENA “CICLONEADA”

"AGUAS ABAJO" (DOWNSTREAM)

L Ech

Ac

Eg

BL

TUBERIA DECANTADORADRENANTE

NAME

PILETA R

ECU

PERA

DO

RA

DE A

GU

A

LAMA

LEY: k < k < k < k < kL A Fc Ech Egg

Fg

AGUA

k = COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD = PERFORACIONES ABIERTAS (AGUA CLARIFICADA)= PERFORACIONES CERRADAS (BLOQUEAR SÓLIDOS)

BL = BORDO LIBRE NAME = NIVEL DE AGUAS MAXIMAS EXTRAORDINARIAS

18

MÉTODO CONSTRUCTIVO: “AGUAS ABAJO”CON CHIMENEA Y DELANTAL

BL = BORDO LIBRE

NAME= NIVEL DE AGUAS MÁXIMAS EXTRAORDINARIAS

k = COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

BLNAME

Jal

TRINCHERA DREN DE PIE

ETAPA INTERMEDIA

C

Ci

"AGUAS ABAJO" (DOWNSTREAM)

Fg

CHIMENEACi

DELANTALJ

Dp

LEY: k < k < k < k J C Fi g Dp

AGUA

CORTINA IMPERMEABLE DE SUELO COMPACTADO

Fg FILTRO DE GRAVA-ARENA

Ci

19

MÉTODO CONSTRUCTIVO: “AGUAS ABAJO”CON ARENA “CICLONEADA” Y COMPACTADA

BL = BORDO LIBRE NAME = NIVEL DE AGUAS MÁXIMAS EXTRAORDINARIAS

BLNAME

LAMA

CORTINA ARENOSA COMPACTADA, RESISTENTE Y PERMEABLEFg

"AGUAS ABAJO" (DOWNSTREAM)

ARENA “CICLONEADA”

C

Bi Bt

Ac

LFg

LEY: k < k < k < k L A Fc g Bi ó t

Ac

AGUA

BORDO INICIADOR RESISTENTE Y PERMEABLE

TUBERIA DECANTADORA DRENANTE

BORDO TERMINAL RESISTENTE Y PERMEABLE

FILTRO DE GRAVA - ARENA

Bi

C

Bt

Fg

¡OJO!

20

MÉTODO CONSTRUCTIVO: “AGUAS ABAJO” Y “AGUASARRIBA”, CON ENROCAMIENTO Y ARENA “CICLONEADA”

NAME = NIVEL DE AGUAS MÁXIMAS EXTRAORDINARIAS

Fg FILTRO DE GRAVA-ARENA

Ech ENROCAMIENTO CHICO

Eg ENROCAMIENTO GRANDE

Ac ARENA “CICLONEADA”

k = COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

NAMO = NIVEL DE AGUAS MÁXIMAS ORDINARIAS (OPERACIÓN)

L

Fg

Ec

h

Eg

BL

Ac

NAMENAMO

PILETA R

ECU

PERA

DO

RA

DE A

GU

A

TORMENTA DE DISEÑO

"AGUAS ABAJO" (DOWNSTREAM)

"AGUAS ARRIBA" (UPSTREAM)

LAMA

TUBERÍA DECANTADORADRENANTE

LEY: k < k < k < k < kL A Fc Ech Eg

¡OJO!

21

MÉTODO CONSTRUCTIVO: “AGUAS ABAJO” Y “AGUASARRIBA”, CON ENROCAMIENTO Y ESPIGAS

Fg FILTRO DE GRAVA-ARENA

Ech ENROCAMIENTO CHICO

Eg ENROCAMIENTO GRANDE k = COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

NAME = NIVEL DE AGUAS MÁXIMAS EXTRAORDINARIAS

NAMO = NIVEL DE AGUAS MÁXIMAS ORDINARIAS (OPERACIÓN)

Fg

Ec

h

Eg

BL

NAMONAME PILETA

REC

UPER

AD

OR

A D

E AG

UA

TORMENTA DE DISEÑO"AGUAS ARRIBA"

(UPSTREAM)

TUBERÍA DECANTADORA DRENANTE

LEY: k < k < k < k < kL A Fc Ech Eg

"AGUAS ABAJO" (DOWNSTREAM)

JAL(arena + lama)

J

AGUA

ESPIGAS ¡OJO!

22

JAL ESPESADO(arena + lama)

CAMINOPERIMETRAL

CAMINOPERIMETRAL

RESIDUOS SÓLIDOSCOMPLETOS

11

22

MÉTODO CONSTRUCTIVO: CONCENTRACIÓNDE SÓLIDOS (TTD)*

* Thickened Tailings Disposal

LEY: k < k1 2

1

2

k = COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

= MÁS FINO

= MÁS GRUESO

RVOSJul 17, 01NOTA: También puede transportarse estratégicamente los jales espesados por las laderas del "cerro"

JAL ESPESADO(arena + lama)

CAMINOPERIMETRAL

CAMINOPERIMETRAL

RESIDUOS SÓLIDOSCOMPLETOS

1111

2222

MÉTODO CONSTRUCTIVO: CONCENTRACIÓNDE SÓLIDOS (TTD)*

* Thickened Tailings Disposal

LEY: k < k1 2

1

2

k = COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

= MÁS FINO

= MÁS GRUESO

RVOSJul 17, 01NOTA: También puede transportarse estratégicamente los jales espesados por las laderas del "cerro" 23

PRESA CONVENCIONAL “SECCIÓN GRADUADA”

Ci

Ech

Fg

AGUA O JAL

Eg

TRINCHERA

Ci

F g

Ech

CORAZÓN IMPERMEABLE

FILTRO DE GRAVA - ARENA

ENROCAMIENTO CHICO

ENROCAMIENTO GRANDEEg

LEY: kC < kF < kE < kE i g ch g

BL

NAMO

NAME

TORMENTA DE DISEÑO

BL = BORDO LIBRE

NAME = NIVEL DE AGUAS MAXIMAS EXTRAORDINARIAS NAMO = NIVEL DE AGUAS MAXIMAS ORDINARIAS (OPERACIÓN)

Fg

Ech

Eg

24

LEY: kC < kM < kE < kE i t ch g

CORAZÓN IMPERMEABLE

MATERIAL DE TRANSICIÓN

ENROCAMIENTO CHICO

ENROCAMIENTO GRANDE

BL = BORDO LIBRE

NAME = NIVEL DE AGUAS MÁXIMAS EXTRAORDINARIAS NAMO = NIVEL DE AGUAS MÁXIMAS ORDINARIAS (OPERACIÓN)

Ci

Mt

Ech

Egk = COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

Ech

AGUA

Eg

GALERÍA DE INSPECCIÓN Y DRENAJE

BL

NAMO

NAME

TORMENTA DE PROYECTO

Ech

Eg

Mt

Ci

PANTALLA IMPERMEABLE DE INYECCIÓN

CORTINA COMPACTADA Y ARQUEADA DE “SECCIÓN GRADUADA”CON CORAZÓN VARIABLE DE CONCRETO ASFÁLTICO

PAVIMENTO

25

CORTINA COMPACTADA Y ARQUEADA DE “SECCIÓN GRADUADA”CON CORAZÓN CONSTANTE DE CONCRETO ASFÁLTICO

LEY: kC < kT < kT < kE < kE i f 1 ch g

CORAZÓN IMPERMEABLE(E de 0.6 a 1.4 m)

TRANSICIÓN FILTRANTE(E de 2 a 6 m; TM < 6 cm)

ENROCAMIENTO CHICO(TM < 50 cm)

ENROCAMIENTO GRANDE(TM < 1 m)

BL = BORDO LIBRE

NAME = NIVEL DE AGUAS MÁXIMAS EXTRAORDINARIAS NAMO = NIVEL DE AGUAS MÁXIMAS ORDINARIAS (OPERACIÓN)

Ci

T f

Ech

Eg

k = COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

AGUA

GALERÍA DE INSPECCIÓN E INYECCIÓN(Anclada en la roca)

BL

NAMO

NAME

TORMENTA DE PROYECTO

Ech

Eg

Tf 1

Ci

PANTALLA IMPERMEABLE

PAVIMENTO

Tf 2

Ech

Eg

f 2

1 = ZONA DE RETARDO2 = CHIMENEA Y DELANTAL

E = ESPESORTM = TAMAÑO MÁXIMO 26

27

ESTABILIDAD DE PROPIEDADES DEL CORAZÓN DE CONCRETOASFÁLTICO EN CORTINAS PARA PRESAS DE ALMACENAMIENTO DE AGUA

ECONOMÍA***

RESISTENCIA(Corte, Erosión, Envejecimiento,

Sismo y fracturamientohidráulico “colgado” por diferencia de rigideces)

DURABILIDAD(Afinidad asfalto-

agregados)

I M P E R M E A B I L I D A D

COMPOSICIÓN(Agregados duros y sanos,

con cemento asfálticoy filler calificados)

COMPACIDAD(Alta concentración

de sólidos)

CONSISTENCIA(Adhesividad y

fluidez de ingredientes calientes)

ELASTO –PLASTICIDAD

(Bajo presión confinante gradual)

MANEJABILIDAD(Colocabilidad y

Compactabilidad)

HOMOGENEIDAD(Equilibrio armónico

en rigideces relativas)

COMPATIBILIDAD CON TRANSICIONES

F L E X I B I L I D A DD E F O R M A B I L I D A D

CIMENTACIÓN IMPERMEABLE Y RESISTENTE

SEGURIDAD

(Control eficaz y continuo de filtraciones)

(Antifisuramiento sostenido)

(Adaptabilidad a asentamientos diferenciales sin riesgos de agrietamiento)

(Buena liga y trabazón; adaptabilidad a deformaciones y filtraciones)

(Pantalla de concreto asfáltico o de inyección convencional)** (Buen comportamiento de la

estructura completa)

SEGURIDAD*

*** (Máxima relación beneficio/costo; llenado parcial antes de terminación de obra)

FUNCIONALIDAD**

* (Confiabilidad en la construcción sin juntas y el antivandalismo)

ESTABILIDAD DE PROPIEDADES DEL CORAZÓN DE CONCRETOASFÁLTICO EN CORTINAS PARA PRESAS DE ALMACENAMIENTO DE AGUA

ECONOMÍA***

RESISTENCIA(Corte, Erosión, Envejecimiento,

Sismo y fracturamientohidráulico “colgado” por diferencia de rigideces)

DURABILIDAD(Afinidad asfalto-

agregados)

I M P E R M E A B I L I D A D

COMPOSICIÓN(Agregados duros y sanos,

con cemento asfálticoy filler calificados)

COMPACIDAD(Alta concentración

de sólidos)

CONSISTENCIA(Adhesividad y

fluidez de ingredientes calientes)

ELASTO –PLASTICIDAD

(Bajo presión confinante gradual)

MANEJABILIDAD(Colocabilidad y

Compactabilidad)

HOMOGENEIDAD(Equilibrio armónico

en rigideces relativas)

COMPATIBILIDAD CON TRANSICIONES

F L E X I B I L I D A DD E F O R M A B I L I D A D

CIMENTACIÓN IMPERMEABLE Y RESISTENTE

SEGURIDAD

(Control eficaz y continuo de filtraciones)

(Antifisuramiento sostenido)

(Adaptabilidad a asentamientos diferenciales sin riesgos de agrietamiento)

(Buena liga y trabazón; adaptabilidad a deformaciones y filtraciones)

(Pantalla de concreto asfáltico o de inyección convencional)** (Buen comportamiento de la

estructura completa)

SEGURIDAD*

*** (Máxima relación beneficio/costo; llenado parcial antes de terminación de obra)

FUNCIONALIDAD**

* (Confiabilidad en la construcción sin juntas y el antivandalismo)

Dam Storglomvatn under construction in 1995. With a height of 125 meters it is cur worldhighest rockfill dam with a central asphalt concrete core. Owner: Statki. Sweden

Dam Storglomvatn under construction in 1995. With a height of 125 meters it is cur worldhighest rockfill dam with a central asphalt concrete core. Owner: Statki. Sweden

28

• LICUACIÓN BAJO SISMO O EXPLOSIÓN• TUBIFICACIÓN FÍSICA• DESLIZAMIENTO DE TALUDES (s/t SISMO)• EROSIÓN PLUVIAL Y EÓLICA• DERRAMAMIENTO SOBRE LA CORTINA

RESISTENCIA(CORTINA)

Propiedades fundamentales de las presas de jales

29

• LICUACIÓN BAJO SISMO O EXPLOSIÓN• TUBIFICACIÓN FÍSICA• DESLIZAMIENTO DE TALUDES• EROSIÓN PLUVIAL Y EÓLICA• DERRAMAMIENTO SOBRE LA CORTINA

RESISTENCIA(CORTINA)

Propiedades fundamentales de las presas de jales

30

• LICUACIÓN BAJO SISMO O EXPLOSIÓN• TUBIFICACIÓN FÍSICA• DESLIZAMIENTO DE TALUDES• EROSIÓN PLUVIAL Y EÓLICA• DERRAMAMIENTO SOBRE LA CORTINA

RESISTENCIA(CORTINA)

Propiedades fundamentales de las presas de jales

31

• LICUACIÓN BAJO SISMO O EXPLOSIÓN• TUBIFICACIÓN FÍSICA• DESLIZAMIENTO DE TALUDES• EROSIÓN PLUVIAL Y EÓLICA• DERRAMAMIENTO SOBRE LA CORTINA

RESISTENCIA(CORTINA)

Propiedades fundamentales de las presas de jales

32

• LICUACIÓN BAJO SISMO O EXPLOSIÓN• TUBIFICACIÓN FÍSICA• DESLIZAMIENTO DE TALUDES• EROSIÓN PLUVIAL Y EÓLICA• DERRAMAMIENTO SOBRE LA CORTINA

RESISTENCIA(CORTINA)

Propiedades fundamentales de las presas de jales

33

• LICUACIÓN BAJO SISMO O EXPLOSIÓN• TUBIFICACIÓN FÍSICA• DESLIZAMIENTO DE TALUDES• EROSIÓN PLUVIAL Y EÓLICA• DERRAMAMIENTO SOBRE LA CORTINA

RESISTENCIA(CORTINA)

Propiedades fundamentales de las presas de jales

34

• LICUACIÓN BAJO SISMO O EXPLOSIÓN• TUBIFICACIÓN FÍSICA• DESLIZAMIENTO DE TALUDES• EROSIÓN PLUVIAL Y EÓLICA• DERRAMAMIENTO SOBRE LA CORTINA

RESISTENCIA(CORTINA)

Propiedades fundamentales de las presas de jales

35

3 x 3 x 3 =27

Asísm

ica

Penesísm

ica

Sísm

ica

Seca

Húm

eda

Ciclónica

Plano

Lomerío

Montañoso

(3)(2)(1)(3)(2)(1)(3)(2)(1)

Número deCategorías

SismicidadRegión

HidrologíaZona

TopografíaTerreno

Clasificación de Presas de Jales Mexicanas

36

M L P C H S S P A Cs Ac Ae AE Ach Ac AcE Ae

E Sg

1 x x x 2 - - 1 1 1 3 4 11 2 x x x 2 4 3 1 1 1 2 3 1

3 x x x 2 4 3 1 1 1 1 2 14 x x x 2 4 3 1 1 1 2 3 1

I 2 5 x x x 2 4 3 1 1 1 1 2 16 x x x 2 3 2 1 1 1 1 1 17 x x x 2 4 3 1 1 1 1 2 1

3 8 x x x 2 3 2 1 1 1 1 1 19 x x x 2 2 1 1 1 1 1 1 110 x x x 2 4 3 1 1 1 2 3 1

4 11 x x x 2 4 3 1 1 1 1 2 112 x x x 2 3 2 1 1 1 1 1 113 x x x 2 4 3 1 1 1 1 2 1

II 5 14 x x x 2 3 2 1 1 1 1 1 115 x x x 2 2 1 1 1 1 1 1 116 x x x 2 3 2 1 1 1 1 1 1

6 17 x x x 2 2 1 1 1 1 1 1 118 x x x 2 1 1 1 1 1 1 1 119 x x x 1 3 2 1 1 1 1 2 1

7 20 x x x 1 3 2 1 1 1 1 1 121 x x x 1 2 1 1 1 1 1 1 122 x x x 1 3 2 1 1 1 1 2 1

III 8 23 x x x 1 2 1 1 1 1 1 1 124 x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 125 x x x 1 2 1 1 1 1 1 1 1

9 26 x x x 1 2 1 1 1 1 1 1 127 x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 1

I II III IV V VI VII VIII IX

Enrocam

iento y espigas

Presa convencional sección graduada

Grupo

Sub-grupo

Categoría

Aguas arriba Aguas abajo Aguas abajo y aguas arribaC

oncentración de sólidos

Arena "cicloneada"

Espigas

Enrocam

iento

Hom

ogénea con filtro

Arena "cicloneada" y

compactada

Enrocam

iento y arena "cicloneada"

Clasificación de presas de jales mexicanas

Montañoso

Lom

erío

Plano

Ciclónica

Húm

eda (lluviosa)

Seca

Sísmica

Penesísmica

Asísm

ica

SISMICIDADREGIÓN

MÉTODOCONSTRUCTIVOTERRENO ZONA

HIDROLOGÍATOPOGRAFÍA

37

Ec Ef Pe Sf Sn P I R S Sp Cc Bb S1 4 1 4 1 2 1 2 1 1 1 2 - -

1 2 3 1 3 1 2 1 3 1 2 1 2 3 -3 2 1 - - - 2 - 1 - 1 2 3 44 4 1 4 1 2 1 2 1 1 1 2 3 -

I 2 5 3 1 3 1 2 1 3 1 2 1 2 3 46 2 1 - - - 2 - 1 - 1 2 2 37 3 1 3 1 2 1 2 1 1 1 2 3 4

3 8 2 1 2 1 2 1 3 1 2 1 2 3 49 2 1 - - - 2 - 1 - 3 2 1 210 2 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 - -

4 11 2 1 2 1 2 1 3 1 2 1 2 3 -12 2 1 - - - 2 - 1 - 1 2 3 413 2 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 3 -

II 5 14 2 1 2 1 2 1 3 1 2 1 2 3 415 1 2 - - - 2 - 1 - 1 2 2 316 2 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 3 4

6 17 2 1 1 1 2 1 3 1 2 1 2 3 418 1 2 - - - 2 - 1 - 3 2 1 219 2 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 - -

7 20 2 1 2 1 2 1 3 1 2 1 2 4 -21 2 1 - - - 2 - 1 - 1 2 3 422 2 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 4 -

III 8 23 2 1 2 1 2 1 3 1 2 1 2 3 424 1 2 - - - 2 - 1 - 1 2 2 325 2 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 3 4

9 26 1 2 1 2 2 1 3 1 2 1 2 3 427 1 2 - - - 2 - 1 - 3 2 1 2

Sifones

Clasificación de presas de jales mexicanas

Elem

ento finito

Red neuronal

ANÁLISISESTABILIDAD

INSTRUMENTACIÓN SISTEMA DECANTADOR DRENANTE

Estático

Convencional

Elem

ento finito

Pseudoestático

SísmicoPiezóm

etros

Inclinómetros

Referencias superficiales

Sismógrafos

Alcantarilla

Sección Portal

Conducto circular o

cuadrado

Grupo

Sub-grupo

Categoría

Bom

beo en balsa

38

CO

NTR

OL

DE

CA

LID

AD

(CER

TIFI

CA

)

CO

NST

RU

CC

IÓN

(ASE

GU

RA

)

OPE

RA

CIÓ

N(V

IGIL

A)

GEOMETRÍA, ACABADOS, MATERIALES YPROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS

PLANIFICACIÓN(DEFINE)

SUPE

RVI

SIÓ

N(V

ERIF

ICA

)

PRO

YEC

TO(E

STA

BLE

CE)

CO

NSE

RVA

CIÓ

N(M

AN

TIEN

E)

Responsables del nivel de calidad en la obra civil

• GEOMETRÍA • ACABADOS • MATERIALES• PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS

NIVEL DECALIDAD (OBRA)

39

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Peso de pisón, Pp (g)

Rel

ació

n de

vac

íos,

ew=5%w=7%w=9%w=11%w=13%

C

0.70

0.357

0.60

0.50

0.40

FIGURA 3. Variación de “e” o “C” con “Pp” y la humedad (w), para 10% de finos (F) 40

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Peso de pisón, Pp (g)

Rel

ació

n de

vac

íos,

ew=7%w=9%w=12%

0.700

0.60

0.50

0.40

0.36

C

FIGURA 4. Variación de “e” o “C” con “Pp” y la humedad (w), para F = 48% 41

1.00E-06

2.10E-05

4.10E-05

6.10E-05

0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

Relación de vacíos, e

Coe

ficie

nte

de p

erm

eabi

lidad

, k (c

m/s

eg)

Resultados experimentales

0.6 0.55 0.5 0.45 0.4 0.35C

FIGURA 5. Variación de “k” en función de “e” o “C”, para F = 48%42

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

0.1 1 10

Esfuerzo efectivo, σ' (kg/cm2)

Rel

ació

n de

vac

íos,

e

Esfuerzo de pseudo-preconsolidación

0.35

0.40

0.60

0.80

1.00

C

FIGURA 6. Curvas de compresibilidad, en función de “e” o “C”, para F = 10% 43

0.00

0.200.40

0.60

0.801.00

1.20

1.40

1.601.80

2.00

0.1 1 10

Esfuerzo efectivo, σ' (kg/cm2)

Rel

ació

n de

vac

íos,

e

Esfuerzo depseudo-preconsolidación

0.35

0.40

0.60

0.80

1.00

C

FIGURA 7. Curvas de compresibilidad, en función de “e” o “C”, para F = 48% 44

0

0.5

1

1.5

2

0.01 0.1 1 10

Esfuerzo promedio, p' (kg/cm2)

Rel

ació

n de

vac

íos,

e

E-I-TA-10%FE-I-TA-48%F

SSL 48%F

SSL 10%F

0.35

0.40

0.60

0.80

1.00

C

FIGURA 8. Líneas de estado estable (SSL), en función de “e” o “C”, para F = 10 y 48% 45

0

20

40

60

80

1000.010.11

Abertura, mm

% q

ue p

asa,

en

peso

48%F

10%F

FIGURA 9. Curvas granulométricas de los jales ensayados, para F = 10 y 48% 46

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 0.5 1 1.5 2

Esfuerzo promedio, p' (kg/cm2)

Esfu

erzo

cor

tant

e, q

(kg

/cm

2 ) E-I-TA-10%F

E-I-TA-48%F Líneas de falla

Líneas de inestabilidad

48%F

10%F

48%F

10%F

FIGURA 10. Curva p´- q para jales con F = 10 y 48 % 47

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0.01 0.1 1 10Distorsión angular, γ (%)

Mód

ulo

de ri

gide

z, G

(kg/

cm2 ) D-I-TC-10%-1

D-I-TC-10%-2D-I-TC-10%-3D-I-TC-10%-4D-I-TC-10%-5D-I-TC-10%-6D-I-TC-10%-7

FIGURA 11. Degradación de ”G” en función de “γ”, para F = 10%48

0

5

10

15

20

25

30

0.01 0.1 1 10Distorsión angular, γ (%)

Am

ortig

uam

ient

o, λ

(%)

D-I-TC-10%-1D-I-TC-10%-2D-I-TC-10%-3D-I-TC-10%-4D-I-TC-10%-5D-I-TC-10%-6D-I-TC-10%-7

FIGURA 12. Variación de “λ" en función de “γ", para F = 10% 49

FIGURA 13. Número de ciclos necesarios para generar licuación en los jales, para F = 10 y 48 % 50

0.2

0.22

0.24

0.26

0.28

0.3

0.32

0.34

0.36

10 100 1000 10000

Ciclo en el que se presenta licuación

Def

orm

ació

n un

itaria

axi

al,

ε (%

)0.738 (10%F)

0.945 (10%F)

1.157 (10%F)

1.20 (48%F)

σ'= 1 kg/cm2

C=0.46 0.51 0.58

C=0.45

e (%)

FIGURA 14a. Incremento de la presión de poro normalizada (f = u/ σ´) con “N” , para el jal con F = 10%, e = 1.157, C = 0.046 y ε = 0.22, 0.28 y 0.34 %

51

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

11.1

0 10 20 30 40 50 60 70 80Número de ciclo, N

f=u/

σ'

ε = 0.34 % ε = 0.28 % ε = 0.22 %

10%Fe=1.157C=0.046

FIGURA 14b. Incremento de la presión de poro normalizada (f = u/ σ´) con “N” , para el jal con F = 10%, e = 0.945, C = 0.51 y ε = 0.22, 0.28 y 0.34 % 52

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 50 100 150 200 250 300 350 400Número de ciclos, N

f=u/

σ'

ε =0.34%

10%Fe=0.945C=0.51

ε =0.28% ε =0.22%

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 200 400 600 800 1000 1200Número de ciclos, N

f=u/

σ'

10%Fe=0.738C=0.580

ε = 0.34 % ε = 0.22 %

FIGURA 14c. Incremento de la presión de poro normalizada (f = u/ σ´) con “N” , para el jal con F = 10%, e = 0.738, C = 0.580 y ε = 0.22 y 0.34 % 53

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

11.1

0 100 200 300 400 500 600 700Número de ciclos, N

f=u/

σ'

ε = 0.34% ε = 0.22%

48%Fe=1.20C=0.45

FIGURA 15. Incremento de la presión de poro normalizada (f = u/ σ´) con “N” , para el jal con F = 48% e = 1.20, C = 0.45 y ε = 0.22 y 0.34 % 54

Propiedades fundamentales de una presa de jales

RES

ISTE

NTE

*

ESTA

BLE

RES

ISTE

NTE

S E G U R I D A D F Í S I C A Y A M B I E N T A L+

ECONOMÍA

PER

MEA

BLE

DEF

INID

O**

HO

LGA

DO

EN F

IRM

E°G

ENER

OSO

CO

RTI

NA

CO

NTE

NED

OR

A

VASO

DE

ALM

ACEN

AMIE

NTO

SIST

EMA

DEC

AN

TAD

OR

DR

ENA

TE

VER

TED

OR

DE

EXC

EDEN

CIA

S

APOYO FIRME Y HOMOGÉNEODurante la construcción, operación y después del colmado y abandono de la obraA la erosión: pluvial y eólica o por derrames incidentales, a la tubificación: física y química, a la licuación bajo sismo o explosión, al deslizamiento de talud, por saturación incontrolada e inestabilidad general principalmente, sobre todo bajo sismo o explosiónEn terreno natural “firme” (en “hueso”)El estanque de agua libre y clarificada por sedimentación de los sólidos debe estar alejada lo más posible de la corona de la cortina contenedora, de tal manera que se tenga una playa amplia que asegure la estabilidad general de la cortina, evaluada ésta mediante redes de flujo completas y variables, según las etapas de desarrollo concebidas dentro de la vida (útil o económica) esperada en (o asignada a) la obra.

+

**

*

°

55

Tabla 5. Clasificación general de las presas de jales mexicanas

56

sdts VVC γγ // ==

srG

Swe

C+

=+

=1

11

1

COMPACIDAD = CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS

57

Lámina 21

DIAGRAMA CAS (COMPACIDAD-AGUA O ASFALTO-SATURACION)

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120

Contenido de Líquido (CL), %

Com

paci

dad

(C),

%

102030405060708090100

C = 1

1+ CS

GL

rs

Gs = Densidad relativa del Sólido = 2.55

Grado de saturación (S r), %

Lámina 21

DIAGRAMA CAS (COMPACIDAD-AGUA O ASFALTO-SATURACION)

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120

Contenido de Líquido (CL), %

Com

paci

dad

(C),

%

102030405060708090100

C = 1

1+ CS

GL

rs

Gs = Densidad relativa del Sólido = 2.55

Grado de saturación (S r), %

58