Estabilidad de las Presas de Gravedad

Estabilidad de las Presas de Gravedad:

La estabilidad de la estructura debe garantizarse de forma que esté en condiciones de resistir las diferentes cargas que puedan actuar sobre ella durante su vida útil. La estabilidad debe analizarse para varios estados de carga: embalse lleno y embalse vacío, y para varias situaciones: presa sorda o vertedora, con compuertas o sin compuertas.

El perfil transversal de la presa y sus dimensiones obtenidas mediante el análisis del perfil teórico deben ser sometidas a comprobación de resistencia general y estabilidad de cuerpo de la presa y de su cimentación para los diversos estados de trabajo. Se estudian los siguientes casos:

1) Caso de operación permanente: para la estructura totalmente construida y cuando la presa puede verse sometida a la acción de todas las posibles combinaciones de cargas principales y secundarias. Es el caso más importante.

2) Caso durante la construcción: para presas que durante el período de construcción comienzan a ser explotadas sometiéndolas a una altura de presión parcial.

3) Caso de reparación: ocurre una redistribución y modificación del estado de esfuerzos en la presa. Esto sucede no solamente en el caso que toque reforzarla, sino también en el caso de modificaciones en su altura.

El Vuelco

Existe una tendencia en las presas de gravedad a volcarse girando hacia aguas abajo en la cimentación, o alrededor en las aristas aguas debajo de cada sección horizontal. Si la subpresión ejercida por el peso propio de la estructura excede a la subpresión del agua represada se considerará que la presa es segura contra el vuelco con amplio factor de seguridad; en cambio, si la subpresión de aguas arriba excede el esfuerzo vertical en cualquier sección horizontal, aumenta la posibilidad de vuelco en la presa.

Se comprueba con la formula:

(∑▒M_R )/(∑▒M_D )>1

Donde:

∑MR= Sumatoria de los momentos de fuerzas restauradoras (W)

∑MD= Sumatoria de los momentos de fuerzas desestabilizadoras (E y Eu)

W= Peso propio de la estructura.

E= Empuje hidrostático del agua en el embalse.

Eu= Subpresión.

El empuje del agua es considerado en forma horizontal y se desprecia el empuje vertical.

El empuje horizontal por unidad de longitud es:

E=1/2 γA∙H^2

Donde:

E = Empuje aguas arriba de la presa (t/m)

γA = Peso especifico del agua igual a (1t/m^3)

H= Altura del agua (m)

El empuje de agua debido a la subpresión (Eu) por unidad de longitud se obtiene del área del diagrama de presiones por el peso específico del agua igual a γA=(1t/m^3).

Dicho diagrama de presiones se determina de la siguiente forma: la presión aguas arriba de la presa es igual a la altura de agua (H) y aguas abajo es igual a la altura de agua (HR), generándose un diagrama

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