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