sismisidad en presas

EL COEFICIENTE SISMICO EN EL DISEÑO DE
PRESAS DE TIERRA Y DE ENRROCADO

Pedro F. Ruesta Ruiz
Jorge Díaz Collantes
Jorge E. Alva Hurtado

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RESUMEN
En el presente artículo se presenta una revisión del coeficiente sísmico utilizado en el
diseño de presas de tierra y de enrrocado. Se establecen los criterios existentes para la
selección del coeficiente sísmico y serecomiendan valores para su empleo en el análisis y
diseño de presas en el Perú.
Asimismo, se describe la aplicación de dicho coeficiente en los métodos seudo-estáticos de
equilibrio límite en la estabilidad de taludes. Finalmente, se presenta un ejemplo de la
aplicación del coeficiente sísmico en el Método Simplificado de Bishop, en donde la acción
sísmica se reemplaza por una fuerza estáticahorizontal.

INTRODUCCION
Las presas de tierra están entre las más antiguas estructuras de tierra construidas por el
hombre que han resistido el paso del tiempo y de los sismos. Este buen comportamiento
asociado a su adaptabilidad a distintas condiciones de cimentación, dan a este tipo de
presas una gran ventaja sobre las otras, por lo que progresivamente con el adelanto de la
mecánica de suelosy el desarrollo de la maquinaria empleada en su construcción, han ido
incrementando en altura. En la actualidad algunas presas de tierra llegan a superar los 200
m. y algunas de enrrocado bordean los 300 m. de altura.
El diseño sísmico de presas de tierra y de enrrocado por el método seudo-estático incluye la
selección del coeficiente sísmico a utilizar en el análisis, el cual depende de laubicación,
condiciones de cimentación, importancia del proyecto, de un posible daño aguas abajo de la
presa y del criterio y experiencia del diseñador. En los métodos seudo-estáticos la fuerza de
inercia y la presión de poros inducidas por el sismo son reemplazadas por una fuerza
estática horizontal que es proporcional al coeficiente sísmico.
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Ingeniero Investigador,Laboratorio Geotécnico, CISMID, Facultad de Ingeniería Civil,
Profesor Auxiliar, Facultad de Ingeniería Civil,
Profesor Principal, Sub-Director de Investigación, CISMID, Facultad de Ingeniería Civil, Universidad
Nacional de Ingeniería, Lima, Perú.

Ponencia presentada en el VII Congreso Nacional de Ingeniería Civil, 5-11 Setiembre de 1988, Huaraz

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Actualmente se han desarrollado métodossofisticados en el diseño sísmico de presas,
como el análisis de respuesta dinámica, en donde se toma en cuenta los esfuerzos y
deformaciones inducidos por el sismo. Sin embargo, todavía quedan problemas no
resueltos acerca de la precisión del cálculo numérico y de las propiedades dinámicas de los
materiales utilizados, por lo que siguen en vigencia los métodos seudo-estáticos en el
diseño de presasde pequeña y mediana altura.

EL COEFICIENTE SÍSMICO EN PRESAS DE TIERRA Y ENRROCADO
Los métodos más comunes utilizados en el análisis sísmico de la estabilidad de presas de
tierra y enrrocado son los métodos seudo-estáticos de equilibrio límite. Estos métodos
consideran que la acción sísmica puede reemplazarse por una fuerza horizontal
proporcional al peso de la masa deslizante (F=K.W). Enla Tabla 1 se presentan los factores
de seguridad mínimos requeridos en los taludes de presas para las diferentes condiciones
de carga que se presentarán en la vida útil de una presa, según el Cuerpo de Ingenieros del
Ejército Americano (USACOE, 1970).
El coeficiente sísmico a utilizarse en el diseño está influenciado por los factores siguientes:
a. Sismicidad de la zona
b. Condicioneslocales de la cimentación, cuanto mayor sea la densidad natural del
subsuelo menor será la amplificación sísmica.
c. Período fundamental de la presa, implícitamente considera la altura y propiedades de
los materiales.
d. Importancia de la estructura y riesgo de daños aguas abajo de la presa.
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Selección del Coeficiente Sísmico en el Análisis Seudo-Estático

Constituye uno de los mayores...