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estabilidad de barraje
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HIDROGRAMA UNITARIO SINTETICO
PARAMETROS DE LA CUENCA
Datos de entrada CálculosLong cauce= 25.22 km. Pendiente= 0.0468 m/m
Cota max= 2260 m t conc= 154.9 minutos tiempo Q
Cota min= 1080 m t conc= 2.58 horas 0.00 0.00
Superficie= 198.56 km2 tiempo punta= 4.05 horas 4.05 632.88
Precipitación= 62.05 mm tiempo base= 10.81 horas 10.81 0.00
Duración P neta= 5 horas Caudal de la punta= 632.88
Comprobación:Volumen total por el área bajo el hidrograma
12316311 m3
Volumen total (area cuenca X lámina agua caída):
12320648 m3
Datos para dibujar el triángulo
m3/seg.
(area triángulo = Base X altura / 2):
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.000.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
700.00
CAUDALES DE ENTRADA
t / tp Q / Qp t( h) Q0 0 0.00 0.00
0.1 0.015 0.40 9.490.2 0.075 0.81 47.470.3 0.16 1.21 101.260.4 0.28 1.62 177.210.5 0.43 2.02 272.140.6 0.6 2.43 379.730.7 0.77 2.83 487.310.8 0.89 3.24 563.260.9 0.97 3.64 613.891 1 4.05 632.88
1.1 0.98 4.45 620.221.2 0.92 4.86 582.251.3 0.84 5.26 531.621.4 0.75 5.67 474.661.5 0.65 6.07 411.371.6 0.57 6.48 360.741.8 0.43 7.29 272.142 0.32 8.10 202.52
2.2 0.24 8.91 151.892.4 0.18 9.72 113.922.6 0.13 10.53 82.272.8 0.098 11.34 62.023 0.075 12.15 47.47
3.5 0.036 14.17 22.784 0.018 16.20 11.39
4.5 0.009 18.22 5.705 0.004 20.25 2.53
0 5 10 15 20 250
100
200
300
400
500
600
700
tiempo (horas)
Cau
dal
(m
3/se
g)
TRANSITO Y AVENIDAS
cotas Elevaciòn H Caudal Q Tiempo Tiempo Q de entradam m3/s indice j (min.) (cfs)
1188 0 0.00 1 0.00 0.001189 1 0.06 2 24.30 9.491190 2 0.16 3 48.59 47.471191 3 0.23 4 72.89 101.261192 4 0.31 5 97.18 177.211193 5 0.39 6 121.48 272.141194 6 0.47 7 145.77 379.731195 7 0.54 8 170.07 487.311196 8 0.62 9 194.37 563.261197 9 0.70 10 218.66 613.891198 10 0.77 11 242.96 632.881199 11 0.85 12 267.25 620.221200 12 0.93 13 291.55 582.251201 13 1.01 14 315.84 531.621202 14 1.08 15 340.14 474.661203 15 1.16 16 364.44 411.371204 16 1.24 17 388.73 360.741205 17 1.32 18 437.32 272.141206 18 1.39 19 485.91 202.521207 19 1.47 20 534.51 151.891208 20 1.55 21 583.10 113.921209 21 1.62 22 631.69 82.271210 22 1.70 23 680.28 62.021211 23 1.78 24 728.87 47.471212 24 1.86 25 850.35 22.781213 25 1.93 26 971.83 11.391214 26 2.01 27 1093.31 5.701215 27 2.09 28 1214.79 2.531216 28 2.161217 29 2.241218 30 2.321219 31 2.401220 32 2.471221 33 2.551222 34 2.631223 35 2.701224 36 2.781225 37 2.861226 38 2.941227 39 3.021228 40 3.091229 41 3.171230 42 3.24
dt = 24.3 min. 1458 seg.area del vaso 4308435.60 m2
Desarrollo de la funciòn Almacenamiento - Caudal de salida para un embalse de detenciòn
Elevaciòn H Caudal Q Almac. S (2S/dt)+Qm m3/s m3 cfs0 0.00 0 01 0.06 4308435.5981 5910.12072 0.16 8616871.1962 11820.28053 0.23 12925306.794 17730.42074 0.31 17233742.392 23640.56185 0.39 21542177.991 29550.70256 0.47 25850613.589 35460.84157 0.54 30159049.187 41370.98198 0.62 34467484.785 47281.12189 0.70 38775920.383 53191.2596
10 0.77 43084355.981 59101.39911 0.85 47392791.579 65011.540912 0.93 51701227.177 70921.682113 1.01 56009662.775 76831.821114 1.08 60318098.373 82741.960215 1.16 64626533.972 88652.100216 1.24 68934969.57 94562.240217 1.32 73243405.168 100472.3818 1.39 77551840.766 106382.51819 1.47 81860276.364 112292.65720 1.55 86168711.962 118202.79721 1.62 90477147.56 124112.93722 1.70 94785583.158 130023.07823 1.78 99094018.756 135933.21824 1.86 103402454.35 141843.35925 1.93 107710890.0 147753.49826 2.01 112019325.55 153663.63527 2.09 116327761.15 159573.77428 2.16 120636196.75 165483.91529 2.24 124944632.34 171394.05730 2.32 129253067.94 177304.19731 2.40 133561503.54 183214.33632 2.47 137869939.14 189124.47533 2.55 142178374.74 195034.61534 2.63 146486810.34 200944.75435 2.70 150795245.93 206854.89336 2.78 155103681.53 212765.03237 2.86 159412117.13 218675.17338 2.94 163720552.73 224585.31539 3.02 168028988.33 230495.45540 3.09 172337423.92 236405.59441 3.17 176645859.52 242315.73142 3.24 180954295.12 248225.871
Trànsito de caudal a travès de un embalse de detenciòn utilizando el metodo de piscina nivelada.
Tiempo Tiempo Q de entrada 2Sj+1/dt + Qj+1 Q de salidaindice j (min.) m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s
1 0.00 0.00 0 0 0.00 02 24.30 9.49 9.49 9.5 9.49 0.00013 48.59 47.47 56.96 66.5 66.45 0.00074 72.89 101.26 148.73 215.2 215.18 0.00215 97.18 177.21 278.47 493.6 493.64 0.00496 121.48 272.14 449.34 943.0 942.97 0.00937 145.77 379.73 651.86 1594.8 1594.81 0.01578 170.07 487.31 867.04 2461.8 2461.82 0.02429 194.37 563.26 1050.57 3512.3 3512.35 0.0346
10 218.66 613.89 1177.15 4689.3 4689.43 0.046111 242.96 632.88 1246.77 5936.0 5936.10 0.058612 267.25 620.22 1253.09 7188.9 7189.08 0.079213 291.55 582.25 1202.46 8391.2 8391.38 0.099014 315.84 531.62 1113.86 9504.8 9505.05 0.117315 340.14 474.66 1006.27 10510.8 10511.08 0.133816 364.44 411.37 886.03 11396.5 11396.84 0.148417 388.73 360.74 772.11 12168.3 12168.65 0.159918 437.32 272.14 632.88 12800.9 12801.21 0.168219 485.91 202.52 474.66 13275.2 13275.53 0.174520 534.51 151.89 354.41 13629.2 13629.59 0.179121 583.10 113.92 265.81 13894.7 13895.04 0.182622 631.69 82.27 196.19 14090.5 14090.87 0.185223 680.28 62.02 144.30 14234.4 14234.79 0.187124 728.87 47.47 109.49 14343.5 14343.91 0.188525 850.35 22.78 70.25 14413.4 14413.78 0.189426 971.83 11.39 34.18 14447.2 14447.57 0.189927 1093.31 5.70 17.09 14463.9 14464.28 0.190128 1214.79 2.53 8.23 14471.7 14472.13 0.1902
CALCULO DE ALTURA PARA MAXIMAS AVENIDAS
Q SALIDA ALTURA2
X-1222 0.030.16
1 X 0.19 0.083 0.23
CALCULO 2.45 m
Ij + Ij+1 2Sj/dt-Qj
ALTURA TOTAL DE LA PRESA
NAMO 1222.79 msnmFONDO 1188 msnmALTURA DE OPERACIÓN 35 mALTURA MAXIMA AVENIDA 2.45 mALTURA BORDE LIBRE 1.5 mALTURA DE LA CORTINA 39 m
se ha graficado por separado por que el caudal de salida es muy pequeño y se confunde con la abcisa
0.00 500.00 1000.00 1500.000.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
700.00
caudal de entrada vs tiempo
0 50000 100000 150000 2000000
0.020.040.060.08
0.10.120.140.160.18
0.2
caudal de salida vs( 2s/dt)+Q
0.00 500.00 1000.00 1500.000
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
caudal de salida vs tiempo
PREDIMENCIONAMIENTO DE LA PRESAPre-Dimensionamiento de las características Geométricas de la PresaDe los cálculos obtenidos (sección máxima de la presa) Asumo que la roca se encuentra a 7 metros de la baseLínea de excavación máxima : 1181 m.s.n.m
Cota del terreno : 1188 m.s.n.m
Profundidad de Dentellòn : d= 7 m
NAMO : 1222.79 m.s.n.m
NAME : 1227 m.s.n.m
Altura de ola por viento : Formula empírica de STEVENSON
Donde : F: fetch en KmF = 1.25 km del vaso
0.865
Nota: para nuestro pre dimensionamiento no hemos considerado la altura de ola por sismo.
Borde libre mínimo, procedimiento combinado de Knapen:
Vg= 3.25 m/s
Bl (min) = 1.19 m
para asimilar la ocurrencia mayor de las olas debido a sismo tomamos como Bl = 1.5m
H= cota de la corona – cota de excavación máximaH= 46 m
Altura de Presa : (H)h = NAME – Cota del Terrenoh= 39
H0 = 0.76 + 0.34(F)1/2 – 0.26(F)1/4 .....(m)
H0 =
Bl (min) = 0.75H0 + (Vg)2/2g
Donde: H0 : altura de la ola según stevenson
Vg (m/s) : velocidad ola según Gaillard = 1.52 + 2 H0
Altura de Presa mas dentellon : (H)
W = h – dDonde : w : ancho del fondo de la zanja del dentellon.h : carga hidráulica arriba de la superficie del terreno.
d : profundidad de la zanja del dentellòn debajo de la superfice del terrenoh = NAME – Cota del Terreno w = h - dw = 32 m
para un estrato por debajo de la superficie de terreno de la presa se recomienda un ancho mayor de 7mAncho de corona minimo
z : altura de la presa en pies arriba del punto más bajo en el cause de la corrienteAc = H/5+1Ac = 10.2
Otra formula usada por la normativa española
Ac = 7.71207098 m
POR LO TANTO EL ANCO DE CORONA SERA DE 10m
Ancho de Dentellòn : ( w )
Ac = 3+ 1.5( H -15) 1/3
GRAFICO
calculo m calculo de y0 y0=R-dm= 35 m talud1:1 y0 9.01 m
calculo de B2B calculo de AG AG=(1/2)*Y0 B2B=0.3m AG 4.50
B2B 10.5 m h ag arriva 35 m h ag abajo m 0.7853
h 35 m a+∆a= 30.76long de base 88 m ∆a/(a+∆a)= 0.34 grafico
calculo de d ∆a= 10.46 md=L-0.7m a= 20.30 m
d= 63.5 m calculo del flujo q=k*y0calculo de R k= 0.00002 cm/s
R=(d^2+h^2)^0.5 b= 100R= 72.51 m q= 1.80 cm^3/s/ml
CALCULO DE CAUDALES EN LACIMENTACIONLEY DE DARCY Q=K*i*A
h= 35 m d= 7 mL= 88 m b= 100 mK= 0.00002 cm/s i= 0.398
Q= 0.557 cm3/s/mlcaudal total de la presa 2.36 cm3/s/ml
conclucion : para reducir la filtracion se ha predimencionado el dentellon
CALCULO DE LA LINEA DE SATURACION Y CAUDALES EN LA PRESA
del grafico con el valor de ѳ se determinan c,co.a+∆a=(y0)/(1-cosѳ) [ѳrad=45
TRAZO DE LA LINEA DE SATURACION
CALCULO DE LAS FUERZAS DE SUB PRESION
CALCULO DEL CAUDAL POR LA RED DE FLUJO Nf= 4
Nd= 10Qt=k*H*(Nf/Nd)
Qt= 2.8 cm3/s/ml
CALCULO DE LAS FUERZAS DE SUB PRESION
H 35Nd 10∆H= 3.5
P=H-∆H*#EQUIP
PA 35 - 3.5*1= 31.5PB 35 - 3.5*2= 28.0PC 35 - 3.5*3= 24.5PD 35 - 3.5*4= 21.0PE 35 - 3.5*5= 17.5PF 35 - 3.5*6= 14.0PG 35 - 3.5*7= 10.5PH 35 - 3.5*8= 7.0
P I 35 - 3.5*9= 3.5PJ 35 - 3.5*10= 0.0
FUERZA DE SUBPRESION O LEVANTE
S=Acm2*1000kg/m3*1.0mCALCULO DEL AREA SE HIZO MEDIANTE EL AUTOCAD
Ac= 1539.66 m21000 kg/m3
b 1.00 mS= 1539660 kg
CARGA POR PERDER ∆H=H/Nd
γw
ANALISIS DE ESTABILIDADLOCALIZACION DEL CIRCULO DE FALLA
Se dibujo el circulo de falla utilizando la grafica adjunta
CIRCULO DE FALLA
AREAS DE DOVELAS A1 25.81 A6 248.034A2 79.76 A7 214.78A3 134.66 A8 152.91A4 186.99 A9 82.28A5 232.63 A10 24.08
DETERMINACION DE FUERZAS NORMALESθ (45)=rad 0.78539816densidad 1920 kg/m3
b 1 mN1 35040.818 kg/m N6 336742.12486 kg/mN2 108285.767 kg/m N7 291594.99737 kg/mN3 182820.478 kg/m N8 207597.49999 kg/mN4 253866.042 kg/m N9 111707.03224 kg/mN5 315828.961 kg/m N10 32692.092079 kg/m
DETERMINACION DE FUERZAS TANGENCIALES
N1 35040.818 kg/m N6 336742.12486 kg/mN2 108285.767 kg/m N7 291594.99737 kg/mN3 182820.478 kg/m N8 207597.49999 kg/mN4 253866.042 kg/m N9 111707.03224 kg/mN5 315828.961 kg/m N10 32692.092079 kg/m
AREAS NORMALES Y TANGENCIALES
AREA T=AREA N= 1252.63 m2FT=FN= 2405049.6 kg
FS=L= 73.95 m
T c= 290 kg/m2β= 0.61
FS= 0.71
Las fuerzas tangenciales son menores que las fuerzas de cohesion por lo tanto no hay dezlizamiento
N*Tagβ+L*c