UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRICOLA I-CURSO DE ACTUALIZACIONPROFESIONAL 2013 APLICACION DEL SOFTWARE SLOPE/W-GEOSTUDIO 2012 PROFESOR ALUMNO : Ing. Mgs Leónidas Arias Baltazar : Ortega Machaca, Smith Linneo AYACUCHO – PERU 2013 I. REVISION BIBLIOGRAFICA 1.1 Características del programa El programa a cuyo uso nos vamos a introducir tiene fundamentalmente en su versión 1.1.1 Métodos de cálculo: El programa permite realizar el cálculo de estabilidad a través de una gran variedad de métodos : Ordinario (Fellenius). Bishop implificado. Janbu simplificado. Spencer. Morgentern-Price. Cuerpo de Ingenieros Americanos. Lowe-Karafiath. Sarma Método de equilibrio límite generalizado. Método de los elementos finitos En la versión reducida con licencia de estudiante no todas están disponibles. 1.1.2 Geometría y estratigrafía: La introducción de los condicionantes geométricos son muy versátiles y se adaptan prácticamente a cualquier geometría: Geometría adaptable a cualquier contorno estratigráfico gráficas a través de la definición de regiones. Definición de grietas de tracción. Parcialmente sumergidos. 1.1.3 Superficie de deslizamiento: Dispone de distintos sistemas de modelización de las superficies de rotura: Malla de centros y límites. Superficies de rotura p Por bloques. Zonas de entrada salida acotando los posibles círculos de rotura. Búsqueda automática de superficies de rotura Optimización de búsqueda de superficies de rotura. Posicionamiento automática de grietas de tracción. 5 Propiedades de los suelos: Con objeto de modelizar el comportamiento de los suelos el programa dispone de varios modelos de comportamiento. 1.4 Presión hidrostática: Se puede modelizar las acciones del agua en el terreno a través de los siguientes Sistemas: Coeficiente de presión de agua.6 Tipos de cargas: Cargas superficiales Cargas lineales.1. Presión hidrostática para cada punto. Criterios de rotura específicos. Tensiones totales y efectivas (σ y σ’) Resistencia al corte sin drenaje (υ = 0). Cargas sísmicas Anclajes y bulones (activos y pasivos) Suelo reforzado 1. Resistencia al corte cero (agua. etc) .2 1. τ = c. c = 0 y υ = 0 Materiales impenetrables (lechos rocosos). Sigma/W orientado al cálculo tensodeformacional.1.1.1. terraplenes. Contornos de presiones hidrostáticas. Incrementos de la cohesión con la profundidad. Modelo de Hoek y Brown 1. Ru Superficie piezométrica. Resistencia al corte anisótropa. Criterios de rotura bilineales.2 USOS Y FUNCIONALIDADES El paquete de programas Geostudio está compuesto de varias distintos usos y funcionalidades: Slope/W para cálculo de estabilidad de taludes Seep/W para cálculo de redes de flujo. Quake/W para cálculo de los suelos (presas. 50 m 1:2. Altura total de la Presa Ancho de la corona Bordo libre Talud Dentellón Longitud y espesor de Filtro : : : : : : 17. II.. 1:2.00 m respectivamente .50 m 4.75 (Aguas Arriba).50 (Aguas Abajo) 5.00 m y 1.CONDICIONES GEOMETRICAS DE LA PRESA.00 m (Profundidad) x 2. Ctran/W aplicado a fenómenos de contaminación de suelos Vadose usado en la modelización de acuiferos.00 m (Ancho) 27.1.Temp/W aplicación de la ecuación del calor sobre estructuras de suelos.00 m 1.-METODOLOGIA 2. Aquí presentamos los datos ingresados al programa. Ahora para el análisis de la estabilidad de la presa.. y usando estos valores brindados por la mecánica suelos. pero en nuestro análisis utilizaremos 3 de ellos. 3 consideraciones principales el peso específico.3 Analysis Methods Analysis Methods used: Bishop simplified Janbu simplified Spencer Number of slices: 25 . Bishop simplificado. cohesión y ángulo de fricción. DATOS DE CÁLCULO Los datos del cálculo han sido proporcionados por los estudios de suelos realizados. Janbu simplificado y Spencer. tanto para el análisis como los datos de suelos: Slide Analysis Information Project Settings Project Title: PRESA PAMPACOCHA Failure Direction: Right to Left Units of Measurement: SI Units Pore Fluid Unit Weight: 9. el cual nos brinda. en el cual podemos utilizar una diversidad muy amplia de métodos para este análisis. vamos a utilizar el software SLOPE/W-GEOESTUDIO 2012.81 kN/m3 Groundwater Method: Water Surfaces Random Numbers: Pseudo-random Seed Random Number Seed: 10116 Random Number Generation Method: Park and Miller v. Tolerance: 0.92 kN/m3 Cohesion: 1.17 Material Properties Material: CUERPO DE PRESA Strength Type: Mohr-Coulomb Unit Weight: 19.961 kPa Friction Angle: 37 degrees Material: FILTRO Strength Type: Mohr-Coulomb Unit Weight: 21 kN/m3 Cohesion: 1 kPa Friction Angle: 25 degrees .005 Maximum number of iterations: 50 Surface Options Surface Type: Circular Radius increment: 10 Reverse Curvature: Create Tension Crack Loading Seismic Load Coefficient (Horizontal): 0. 5 kN/m3 Cohesion: 5 kPa Friction Angle: 36 degrees Material: MATERIAL ROCOSO .Material: GAVION Strength Type: Mohr-Coulomb Unit Weight: 24 kN/m3 Cohesion: 4 kPa Friction Angle: 25 degrees Material: ESTRATO 01 Strength Type: Mohr-Coulomb Unit Weight: 19 kN/m3 Cohesion: 4 kPa Friction Angle: 37 degrees Material: ESTRATO 02 Strength Type: Mohr-Coulomb Unit Weight: 18 kN/m3 Cohesion: 6 kPa Friction Angle: 38 degrees Material: ESTRATO 03 Strength Type: Mohr-Coulomb Unit Weight: 18. se ha efectuado empleando datos de la resistencia drenada para el estado estático y resistencias no drenadas para el evento sísmico (0.Al Final de la Construcción Análisis estático y sísmico con datos de la resistencia no drenada aguas arriba y aguas abajo.A Largo plazo y con Presa Llena .17g) Talud aguas arriba y aguas abajo.5H.75H y el talud aguas abajo tiene 1V:2. (Durante la Operación). este es un predimensionamiento que va a ser verificado . los taludes tienen las siguientes dimensiones: el talud aguas arriba tiene 1V:2. con resistencias drenadas para el caso estático y resistencias no drenadas para el evento sísmico .Strength Type: Mohr-Coulomb Unit Weight: 26 kN/m3 Cohesion: 3798 kPa Friction Angle: 58.A Desembalse Rápido Ahora también es necesario agregar las siguientes especificaciones.58 degrees CONDICIONES DE CÁLCULO Los análisis que se muestran a continuación han sido realizados para las tres condiciones críticas que son: . análisis del talud aguas arriba y aguas abajo. .-Iniciar el programa en el modo Student License 2.El software Geostudio 2012 posee un grupo de aplicaciones de las cuales seleccionamos el SLOPE/W para el análisis de estabilidad del talud de la presa .2.2.1. 4.Vamos a la barra de menús en la opción de SET (PAGE).3.Una vez abierto configuramos las propiedades: En análisis type ponemos: Bishop.2.. donde se configura la página en mm . ordinary and Jambu 2.. De la misma manera al paso anterior vamos a la opción SET (AXES)..definiremos los factores de escala de los eje “x” e “y” . Le damos en ok Automáticamente nos aparece la opción SET AXIS SIZE.5.así mismo en la barra de menús ir a la opción SET (UNITS AND SCALE) . por defecto el programa establece la configuración distancia vs elevación. 2.6.2.. en el cual podemos definir los límites de nuestros ejes según las dimensiones de nuestro proyecto. 2..y)de nuestra presa desde el suelo de cimentación hasta la coronación. y desde el pie de talud aguas abajo hasta el pie de talud aguas arriba. además del núcleo . “y” adecuándolos a nuestra hoja de trabajo con los ejes definidos..2.Definiremos los factores de escala de nuestros ejes “x”.En el menú KeyIn ahí abrimos KEYIN (POINTS) para ubicar las coordenadas (x.8.7. 2.Con el menú DRAW (REGIONS) En esta opción podremos dibujar líneas sobre los puntos marcados. espaldón y cimiento .9. Gavión. delimitando así regiones de distintos tipos de suelos a usarse.9. 2.. Filtro.1 Delimitando de esta manera las regiones del Cuerpo. 2 Delimitando las regiones de la cimentación dela presa pampaccocha .2.9. . 10.Siguiendo en el menú de DRAW. espaldón y cimiento de la presa. .2. En la opción de KEYIN MATERIALS. y entramos a la opción KEYIN. Gavión. Filtro. podemos adicionar en la pantalla diferentes tipos de materiales con sus respectivas propiedades de cada suelo.. mecánicas de cada material como ser: Peso específico. ángulo de fricción y cohesión. nos vamos a DRAW (MATERIALS). n nuestro ejemplo agregaremos 7 diferentes tipos de materiales de distintos colores tanto para: regiones del Cuerpo. . . . nos vamos a la barra de menus en DRAW (PORE-WATER PRESSURE) y hacemos click en la opcion ADD.. Espaldón y cimentación 2. damos las coordenadas de los puntos para nuestra línea de corriente superior cumplit tanto las condiciones de entrada como las condiciones de salida.una vez ubicado los puntos de coordedadas de la ecuacion de la linea de corriente superior.Volviendo a la barra de menus en KEYIN (POINTS).13. 2.Seleccionamos los materiales de cada parte de la presa de tierra. .. núcleo.12. 14..Nos vamos a DRAW (SLIP SURFACE RADIUS) es trazamos cuatro puntos para definir nuestra region donde queremos saber la estabilidad.bujar nuestra linea de corriente superior siguiendo los puntos ya determinados. . apply y ok. haciendo clik en la opcion DRAW 2. Cada punto de la grilla sera un posible centro del circulo de falla . START para hacer el calculo .Para empezar a calcular la estabilidad primero debemos cuardar todo el trabajo realizado con SOLVE ANALYSES..13. 392 Presa Llena 2.414 2.217 AGUAS ABAJO SIN SISMO Presa Presa Descarga Presa CON SISMO Presa Descarga .183 1.473 Descarga Rápida 2.279 1.548 2.216 2.556 1.555 1.151 Descarga Rápida 1.291 1.109 Presa Vacía 1.200 1.12.225 2.569 2.1.1 RESUMEN DE LOS RESULTADOS : CUADRO 02 AGUAS ARRIBA SIN SISMO Presa Vacía Bishop Spencer Janbu 2.509 CON SISMO Presa Llena 1.417 2. 878 1.191 1.237 1. todos nuestros factores de seguridad son mayores a los mínimos factores de seguridad permitidos.893 1. tanto en las figuras y haciendo una comparación entre los cuadros 01 y 02.223 1.Vacía Bishop Spencer Janbu 1.760 Vacía 1.205 1.111 Rápida 1.742 Rápida 1.856 1.226 1.176 Llena 1.853 1.881 1. por lo cual no debemos hacer ninguna modificación y se puede concluir que la presa es estable .818 Llena 1.881 1.133 Como se puede apreciar.209 1.