Tesis doctoral sismo en presas

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE PRESAS BÓVEDA. INFLUENCIA DE ALGUNOS PARÁMETROS GEOMÉTRICOS.

TESIS DOCTORAL

presentada por JUAN CARLOS MOSQUERA FEIJOO Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

Madrid, Mayo de 1993
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S¡GNA]Üi}.A..^J...!?;^.... ^ jk* coeficientes de interpolación para la estimación de los períodos ^ propios. 4»: matriz que contiene las funciones de interpolación, < ¡ > | e»: tensor de deformaciones totales. c'»: tensor de deformaciones lineales. e"y: tensor de deformaciones no lineales. A : índice deflexibilidaddel terreno. , V : módulo de Poisson. Y : pesoespecífico. w,: rotación alrededor del eje i, i= 1,2,3. U|: frecuencias propias del embalse. O j : frecuencia propia j-ésima del canal infinito. ) «Pj : frecuencia propia j-ésima de la presa. Q : cociente entre las frecuencias propias fundamentales del embalse y de la presa sola.

XI

capítulo 1 INTRODUCCIÓN

1.1.- Consideraciones generales. El diseño de grandes presas frente a efectossísmicos constituye una parte importante de la ingeniería sísmica, dado que las consecuencias de un fallo en una gran presa pueden ser desastrosas. Aunque no ha habido presas de fábrica que hayan fallado a causa de un terremoto, es importante reconocer que dichas estructuras no se han visto seriamente probadas -en el sentido de que muy raramente ha ocurrido un terremoto fuerte en las cercanías de unapresa con su embalse lleno- . Sin embargo se han producido terremotos de magnitud próxima a 6.5 en las cercanías de la presa de contrafuertes de Hsinfengkiang (China) en 1962, y en la de gravedad de Koyna (India) en 1967. Ambas presas resultaron dañadas hasta incluso niveles alarmantes. La presa bóveda de Pacoima (California, U.S.A.) soportó con ligeros daños el terremoto de San Fernando en 1971.En ese momento, el embalse estaba parcialmente lleno. La experiencia del rendimiento de estas presas parece indicar que las presas de fábrica no son inmunes a los terremotos, tal como se presumía comúnmente. 1.2.- Reseñas históricas. Las presas bóveda han sido construidas con cierta frecuencia en zonas de sismicidad media o alta. Estudios recientes indican que el 46% de las presas cuyas alturasson superiores a 100 m. son presas bóveda, lo que muestra que las grandes presas bóveda se pueden proyectar y construir en zonas sísmicas. Además, al menos diecisiete presas de fábrica de nueve países han sido sometidas a sacudidas con aceleraciones superiores a 0.10 g. A continuación se citan algunas referencias de presas bóveda que han soportado con éxito terremotos de cierta consideración.Las presas bóveda de Lumiei, Pieve di Cadore y Val Gallina fueron diseñadas para resistir terremotos de intensidad inedia. Soportaron sin daños seismos de intensidad VIII en la escala Mercalli Modificada (M.M.)' Las tres presas fueron provistas de junta perimetral entre la bóveda y su pulvino. La presa de Ambiestal^^^H^ 54in.) se diseñó especificamente para resistir terremotos. Los proyectistasenunciaron que "en caso de desastre, una estructura tipo arco, con sus diversas partes bien unidas entre si, se considera que es la que sufrirla menos agrietamientos a lo largo de todo su espesor, incluso en el caso de que la estructura sufra daños considerables". Está ubicada a quince kilómetros de lo que fue en 1956 el epicentro de dos terremotos (Carnia) de magnitudes 6* y 5.9 que tuvieron lugarel mismo dia. Soportó igualmente sin daños el terremoto de Friuli, de magnitud 6.5, y del que se midieron aceleraciones de 0.3 g en el estribo derecho. Durante un periodo de cuatro meses se registraron sacudidas de magnitudes comprendidas entre 5.0 y 6.5. Ni la presa de Ambiesta ni otras trece presas arco de la región sufrieron daños. La presa de Corfino (H=40 m.) resulto sin daños tras un...