Cortinas Flexibles , Cortinas Rigidaz

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

E.S.I.A UNIDAD ZACATENCO

Obras Hidráulicas de Captación Superficial

PROFESOR: ROSALES RAMIREZ LUCIO

PRESAS:

TENORIO RIVERA EROS

7CM01

Cortinas Flexibles y Cortinas Rigidaz.

NSTITUTO POLITECNICO NACIONAL




PRESAS:

TENORIO RIVERA EROS

7CM01

Cortinas Flexibles.

1. Cortina Flexible de 1 material

Lo primero que tenemos que hacer es calcular la longitud de la curva de filtración con la siguiente expresión:

Dónde:

Posteriormente con el dato ya conocido de la longitud de la curva de filtración, procedemos a calcular el gasto de filtración lineal con la siguiente expresión.

Dónde:

Finalmente ya conociendo el dato del gasto de filtración lineal , procederemos a calcular la altura de la curva de filtración , y así poderla graficar en un dibujo a escala de la presa con la siguiente expresión:

Dónde:

Por ultimo realizamos la tabulación de la distancia vertical de la longitud de la curva en relación a la altura de la curva de filtración.

Realizamos el dibujo a escala para apreciar el comportamiento de la curva de filtración.

Comportamiento de la curva de filtración.

2. Cortina Flexible de un material con dren

Lo primero que tenemos que hacer es calcular el nivel de aguas abajo con la siguiente expresión:

Lo segundo que tenemos que hacer es calcular la longitud de la curva de filtración con la siguiente expresión:

Dónde:

Posteriormente con el dato ya conocido de la longitud de la curva de filtración, procedemos a calcular el gasto de filtración lineal con la siguiente expresión.


Dónde:



Comportamiento de la curva de filtración.

3. Cortina Flexible de 2 o mas materiales.

Lo primero que tenemos que hacer es calcular el incremento teórico con la siguiente expresión:

Lo segundo que tenemos que hacer es calcular la longitud de la curva de filtración con la siguiente expresión:

Dónde:

Posteriormente con el dato ya conocido de la longitud de la curva

de filtración, procedemos a calcular el gasto de filtración lineal con

la siguiente expresión.


Dónde:



Calculo de estabilidad de un talud en cortinas flexibles

1. Cortina Flexible de 1 material

Cálculos para zona de seguridad. El primer trazo que debemos hacer sobre el dibujo de la cortina es una

línea a 90 grados con respecto al eje x, donde su punto inicial es en la mitad de la distancia total del talud m2 es decir el punto A. ( )

Posteriormente procedemos a hacer el trazo de una una línea a 85 grados con respecto a la línea del talud m2 a partir del punto A antes descrito. ( )

Luego entonces , trazaremos los radios (R1) y (R2) donde su punto central será el punto A hasta que se intersecten con las líneas antes trazadas tomando las siguientes consideraciones:

Si m=3 Si m=2

R1=1.0 (H+ H) R1=0.75 (H+ H) ⍙ ⍙

R2=2.3 (H+ H) R2=1.75 (H+ H)⍙ ⍙

En este caso tenemos m=3

R1=1.0 (28.3+3.5) = 31.80

R2=2.3 (28.3+3.5) =73.14

R=68.51 (Sacado gráficamente del dibujo en AutoCAD.)

Cálculo de punto crítico en zona de falla.

El primer trazo que debemos hacer sobre el dibujo de la cortina de la presa es una línea a 90 grados respecto a el talud m2 , donde su punto inicial es el punto A. ( )

El siguiente trazo es dibujar una línea perpendicular a 85 grados a la mitad de R1 y R2. ( )

Donde intersectan los dos puntos anteriores le llamaremos (0), trazamos con centro el punto (0) con un radio de 68.51 que calculamos anteriormente, de manera que toque el eje x inferior de la cortina, trazando su circunferencia.

Trazo de dovelas. La primer línea que se debe trazar para el dibujo de las dovelas es

una línea que parta del punto (0) antes descrito, hasta el eje x inferior de la cortina. ( )

Posteriormente, procedemos a trazar líneas paralelas a la línea anterior con una distancia de 0.1(R) las cuales vamos a llamar ejes de las dovelas. ( )

Posteriormente pasaremos a llenar la tabla 1 para poder saber diferentes aspectos de la dovela, como por ejemplo el esfuerzo que genera la dovela por peso propio. esfuerzo normal de la dovela por peso propio , esfuerzo normal de la supresión en la dovela , esfuerzo normal de la dovela , para al final de la tabla obtener los valores de Gn Y Gt que divididos nos van a dar el resultado de KS.

KS= GN/GT

Donde el valor de KS se debe encontrar en un rango de 1.3 a 2.3

Para el llenado de la tabla 1 debemos tomar en cuenta las siguientes expresiones:

o Sen =0.1(n)α

o Cos =Raiz ( 1^2 – (0.1(n))^2 )α

Y también los datos propios del material con el que se cuenta en este caso arcilla.

o arcillaseca= 1.35 T/m3ˠ

o sat= 1.22 T/m3ˠ

o C= 2.5 T/m3

o =24°ˠ

o Agua = 1 Ton/m3

En la parte superior de cada columna observaremos su fórmula correspondiente para llegar a ese resultado.

= Numero de dovela en la que estamos trabajando

= Obtendremos el seno de la dovela donde estamos trabajando con la expresión: Sen =0.1(n) donde n es el número de αdovela.

= Obtendremos el seno de la dovela donde estamos trabajando con la expresión: Cos =Raiz ( 1^2 – (0.1(n))^2 ) donde n esα el número de dovela.

= Sera la altura obtenida de la curva de filtración hacia arriba en el dibujo de la cortina, gráficamente dependiendo de la dovela en estudio.

= Sera la altura obtenida de la curva de filtración hacia abajo en el dibujo de la cortina, gráficamente dependiendo de la dovela en estudio.

= Sera la multiplicación peso volumétrico en seco de la arcilla por la altura obtenida de esa dovela.

= Sera la multiplicación peso volumétrico en sat de la arcilla por la altura obtenida de esa dovela.

= Sumatoria de +

= Sera el producto de la multiplicación de

*

=Sera el producto de multiplicar * 1 Ton/m3 y

eso dividirlo entre .

=Sera restar y restarlo

y eso multiplicarlo por la tangente en radianes de 24°.

=La división de C=2.5 Ton/m3 entre .

Con los valores obtenidos en las columnas

y

Podremos obtener a Ks= / donde:

=9.547

=8.5184

Entonces el resultado de Ks=1.120 Ton/m3


2. Cortina Flexible de 1 material con un dren





Si m=3 Si m=2

R1=1.0 (H+ H) R1=0.75 (H+ H) ⍙ ⍙

R2=2.3 (H+ H) R2=1.75 (H+ H)⍙ ⍙


R1=1.0 (28.3+3.5) = 31.80

R2=2.3 (28.3+3.5) =73.14


Calculo de punto crítico en zona de falla.



Donde intersectan los dos puntos anteriores le llamaremos (0), trazamos con centro el punto (0) con un radio de 68.51 que calculamos anteriormente, de manera que toque el eje x inferior de la cortina, trazando su circunferencia.





KS= GN/GT



o Sen =0.1(n)α

o Cos =Raiz ( 1^2 – (0.1(n))^2 )α



o sat= 1.22 T/m3ˠ

o C= 2.5 T/m3

o =24°ˠ

o Agua = 1 Ton/m3









= Sumatoria de +


*







y


=14.055

=11.578



3. Cortina Flexible de 2 o mas materiales





Si m=3 Si m=2

R1=1.0 (H+ H) R1=0.75 (H+ H) ⍙ ⍙

R2=2.3 (H+ H) R2=1.75 (H+ H)⍙ ⍙


R1=0.75 (95.5+3.5) = 74.25

R2=1.75 (95.5+3.5) = 173.25


Calculo de punto crítico en zona de falla.



Donde intersectan los dos puntos anteriores le llamaremos (0), trazamos con centro el punto (0) con un radio de 68.51 que

calculamos anteriormente, de manera que toque el eje x inferior de la cortina, trazando su circunferencia.





KS= GN/GT



o Sen =0.1(n)α

o Cos =Raiz ( 1^2 – (0.1(n))^2 )α



o sat= 1.22 T/m3ˠ

o C= 2.5 T/m3

o =24°ˠ

o Agua = 1 Ton/m3

Y también los datos propios del material con el que se cuenta en este caso roca.


o sat= 1.76 T/m3ˠ

o =39°ˠ

o Agua = 1 Ton/m3









= Sumatoria de +


*






PRIMERO REALIZAREMOS LOS CALCULOS PARA LA TABLA QUE CONTIEN ARCILLA.


y


=18.567

=13.456


PRIMERO REALIZAREMOS LOS CALCULOS PARA LA TABLA QUE CONTIENE ROCA.


y


=19.563

=12.681


INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL




PRESAS:

TENORIO RIVERA EROS

7CM01

Cortinas RigidazCortinas Rígidas.

1. Cortina Tipo Gravedad

El primer paso que se deba hacer es en base a la tabulación obtenida de valores para el eje “x” y el eje “y” para el trazo del cimacio para un Ho=1.0 mts:

Deberemos multiplicar los valores correspondientes a la tabla anterior por ello de nuestra presa que en este caso es 2.2 mts obteniendo así la tabal siguiente con los valores que debemos graficar para trazar nuestro cimacio:

Se debe tomar en consideración que el primer punto del cimacio parte del segmento localizado en la parte superior de la cortina ( Cresta del cimacio) y con las coordenadas en el eje de las x de; 0.3Ho y en el eje de las y -016Ho justo aquí es el primer punto donde debemos empezar a graficar los puntos tabulados en la tabla anterior para así obtener el siguiente trazo:

Consideraremos entonces los valores de H=18.5 y ho=2.2, para el trazo de la sección transversal sabemos que el primer dentellón podrá tener una altura en un rango establecido de 2mts a 3mts, con una longitud de 1mts a 3mts, el segundo dentellón estará establecido en un rango de 5mts a 7mts y una altura de 1mts, el resto de la base estará constituido por el trazo del cimacio, el cual esta trazo en el dibujo con una línea color rojo. ( ), , el radio que completara el trazo del cimacio en la parte inferior lo podremos obtener interpolando los valores de Ho=2.2 mts y H= 18.5 mts.

De estos valores si procedemos a la interpolación podremos obtener un valor de radio para nuestra presa de: 6.089 mts, con este valor podremos obtener la parte arceada al final del cimacio.

Posteriormente procedemos a calcular las fuerzas normales y tangenciales que pueden trabajar sobre nuestra presa, para así poder calcular el ks que se va a presentar y así saber la estabilidad que tendrá nuestra presa, luego de identificar su valor debemos identificar el brazo de palanca correcto que trabajara a la par de esta fuerza y que a su vez generara un momento, responsable de producir el volteo de la presa, estos valores los podremos representar en el siguiente diagrama:

Sabiendo ya entonces dichos valores procederemos al llenar la tabal que nos indicara que fuerzas multiplicadas por sus brazos de palancas correspondientes y también su signo para así clasificarlo en fuerza normal o en fuerza tangencial.

Para el llenado de estas tablas se hicieron los siguientes cálculos para Gv=Av* concreto*Bsecc [TON]ˠ

También para Wfi=Atrapecio* aguaBsecc:}ˠ

También para PH O= (( agua(H+Ho)^2)/2)*Bsecc₂ ˠ

Obteniendo así entonces el valor de KS e la siguiente manera:

Ya

teniendo entonces el trazo del cimacio bien definido y los valores antes calculados para poder saber conque KS estamos trabajando podemos proceder a el trazo de una línea paralela es decir a 90 grados con relación al cimacio, esta línea será traza calculando los tirantes a cada altura comprendida entre 0 y 18.5 mts, en este casi se realizará en intervalos de 2 mts, estos tirantes se trazaran sobre el cimacio para saber las coordenadas de la línea en cada punto. A continuación se muestra la expresión con la cual se calcularán los tirantes, donde el tirante que estamos buscando será aquel que este igualado en los valores para hc y hc, y las los valores.

A continuación se muestra la tabulación para cada tirante a cada 2 mts:

mts mts

mts mts

mts mts mts

mts mts

Procederemos a trazar la línea correspondiente a cada tirante a cada 2 mts la cual está representada en el dibujo por una línea en color ( ) .

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