Clase De Dise O De Obras Hidraulicas 1
Páginas: 6 (1357 palabras)
Publicado: 25 de junio de 2015
6.- Espesor del solado o colchón disipador
Para resistir el efecto de la subpresión es recomendable que el colchón disipador tenga un espesor que soporte el empuje que ocasiona la subpresión.
Fig. Efecto de la subpresión
La fórmula que permite calcular el espesor conveniente se basa en que el peso del solado debe ser mayor que la subpresión, es decir:
Ws > Sp
s. A . e > . h . A
De donde:
e = . h / s
e = . h / (s- Ec. (13) Corrección por saturación del suelo.
h = h – hf
hf = h. (Sp / St)
Donde:
Sp; camino de percolación parcial
St; camino de percolación total
Recomendaciones:
El espesor dado por Ec. (13), debe ser corregido por seguridad, se tiene así:
e = (4/3).. h / (s-
Serecomienda que e 0.90 m
7.- Enrocado de Protección o Escollera
Al final del colchón disipador es necesario colocar una escollera o enrocado, con la finalidad de reducir el efecto erosivo y contrarrestar el arrastre del material fino por acción de la filtración.
Fig. Escollera al final del colchón disipador
CORTE 1-1
La longitud de escollera recomendada por Bligh es:
Ls = Lt - Lc
Lt= 0.67 C (Db . q)1/2
Lc = 0.60 C D11/2
Donde:
C : coeficiente de Bligh (ver tabla)
Db : altura comprendida entre la cota del extremo aguas abajo del colchón
Disipador y la cota de la cresta del barraje vertedero, en m.
q : avenida de diseño por unidad de longitud del vertedero.
Lc : longitud del colchón.
D1 : altura comprendida entre el nivel de agua en elextremo aguas abajo del colchón disipador y la cota de la cresta del barraje vertedero, en m.
CUADRO
Material del lecho del cauce
Tamaño de grano (mm)
Coeficiente de Bligh
Arena fina y limo
Arena fina
Arena gruesa
Grava y arena
Bolones y arena
Arcilla
0.005 a 0.01
0.1 a 0.25
0.5 a 1
18
15
12
9
4 – 6
6 – 7
8.- Control de filtración
El agua que se desplaza por debajo de la presa vertederocausa arrastre de material fino creando el fenómeno de tubificación; este problema se agrava cuando el terreno es permeable.
El Ingeniero Bligh estudio este fenómeno con presas construidas en la India, recomendando que el camino que recorre el agua por debajo del barraje vertedero (camino de percolación) debe ser mayor o igual que la carga disponible entre los extremos aguas arriba y aguas abajodel barraje vertedero afectado por un coeficiente, es decir:
S ≥ C. h
Donde:
S : camino de percolación
C : coeficiente de Bligh
h : diferencia de nivel entre el nivel de aguas arriba y aguas abajo del barraje vertedero (Ver figura).
Figura. Camino de Percolación
Este criterio fue corregido por Lane después de observar casi 200 estructuras entre las que funcionaban bien ylas que fallaron. Lane planteo la siguiente expresión:
S = 1/3 ∑ L H + ∑ LV > CL h
Donde:
LH : suma de longitudes horizontales.
LV : suma de longitudes verticales.
CL : coeficiente de Lane (ver tabla).
Se consideran como distancias verticales y horizontales las que tienen una inclinación mayor de 45° y menor de 45° respectivamente.
CUADRO
Material del lecho delcauce
Coeficiente de Lane
Arena muy fina o limo
Arena fina
Arena tamaño medio
Arena gruesa
Grava fina
Grava media
Grava gruesa
Bloques con grava
Arcilla plástica
Arcilla de consistencia media
Arcilla dura
Arcilla muy dura
8.5
7
6
5
4
3.5
3.0
2.5
3.0
2.0
1.8
1.6
Es por este criterio que se busca alargar el camino de percolación de un dentellón aguas arriba y aguas abajo, manteniendo siempre unaseparación entre ellos, que debe ser mayor que el doble de la profundidad del dentellón más profundo.
Asimismo; se acostumbra a poner un zampeado aguas arriba del vertedero, sobre todo cuando el suelo es permeable, con el fin de alargar el camino de percolación así como dar mayor resistencia al deslizamiento y prevenir efectos de erosión, en especial en épocas de avenidas. La longitud...
6.- Espesor del solado o colchón disipador
Para resistir el efecto de la subpresión es recomendable que el colchón disipador tenga un espesor que soporte el empuje que ocasiona la subpresión.
Fig. Efecto de la subpresión
La fórmula que permite calcular el espesor conveniente se basa en que el peso del solado debe ser mayor que la subpresión, es decir:
Ws > Sp
s. A . e > . h . A
De donde:
e = . h / s
e = . h / (s- Ec. (13) Corrección por saturación del suelo.
h = h – hf
hf = h. (Sp / St)
Donde:
Sp; camino de percolación parcial
St; camino de percolación total
Recomendaciones:
El espesor dado por Ec. (13), debe ser corregido por seguridad, se tiene así:
e = (4/3).. h / (s-
Serecomienda que e 0.90 m
7.- Enrocado de Protección o Escollera
Al final del colchón disipador es necesario colocar una escollera o enrocado, con la finalidad de reducir el efecto erosivo y contrarrestar el arrastre del material fino por acción de la filtración.
Fig. Escollera al final del colchón disipador
CORTE 1-1
La longitud de escollera recomendada por Bligh es:
Ls = Lt - Lc
Lt= 0.67 C (Db . q)1/2
Lc = 0.60 C D11/2
Donde:
C : coeficiente de Bligh (ver tabla)
Db : altura comprendida entre la cota del extremo aguas abajo del colchón
Disipador y la cota de la cresta del barraje vertedero, en m.
q : avenida de diseño por unidad de longitud del vertedero.
Lc : longitud del colchón.
D1 : altura comprendida entre el nivel de agua en elextremo aguas abajo del colchón disipador y la cota de la cresta del barraje vertedero, en m.
CUADRO
Material del lecho del cauce
Tamaño de grano (mm)
Coeficiente de Bligh
Arena fina y limo
Arena fina
Arena gruesa
Grava y arena
Bolones y arena
Arcilla
0.005 a 0.01
0.1 a 0.25
0.5 a 1
18
15
12
9
4 – 6
6 – 7
8.- Control de filtración
El agua que se desplaza por debajo de la presa vertederocausa arrastre de material fino creando el fenómeno de tubificación; este problema se agrava cuando el terreno es permeable.
El Ingeniero Bligh estudio este fenómeno con presas construidas en la India, recomendando que el camino que recorre el agua por debajo del barraje vertedero (camino de percolación) debe ser mayor o igual que la carga disponible entre los extremos aguas arriba y aguas abajodel barraje vertedero afectado por un coeficiente, es decir:
S ≥ C. h
Donde:
S : camino de percolación
C : coeficiente de Bligh
h : diferencia de nivel entre el nivel de aguas arriba y aguas abajo del barraje vertedero (Ver figura).
Figura. Camino de Percolación
Este criterio fue corregido por Lane después de observar casi 200 estructuras entre las que funcionaban bien ylas que fallaron. Lane planteo la siguiente expresión:
S = 1/3 ∑ L H + ∑ LV > CL h
Donde:
LH : suma de longitudes horizontales.
LV : suma de longitudes verticales.
CL : coeficiente de Lane (ver tabla).
Se consideran como distancias verticales y horizontales las que tienen una inclinación mayor de 45° y menor de 45° respectivamente.
CUADRO
Material del lecho delcauce
Coeficiente de Lane
Arena muy fina o limo
Arena fina
Arena tamaño medio
Arena gruesa
Grava fina
Grava media
Grava gruesa
Bloques con grava
Arcilla plástica
Arcilla de consistencia media
Arcilla dura
Arcilla muy dura
8.5
7
6
5
4
3.5
3.0
2.5
3.0
2.0
1.8
1.6
Es por este criterio que se busca alargar el camino de percolación de un dentellón aguas arriba y aguas abajo, manteniendo siempre unaseparación entre ellos, que debe ser mayor que el doble de la profundidad del dentellón más profundo.
Asimismo; se acostumbra a poner un zampeado aguas arriba del vertedero, sobre todo cuando el suelo es permeable, con el fin de alargar el camino de percolación así como dar mayor resistencia al deslizamiento y prevenir efectos de erosión, en especial en épocas de avenidas. La longitud...
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