SEMANA 06 1 PRESIONES

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Mecánica de suelos II
Profesora 
Mg. Luz Matilde García Godos Peñaloza
1
DIAGRAMA DE SUBPRESIONES Y ESTABILIDAD DE PRESAS
:
Propósito de la sesión: 
Dibujar el diagrama de subpresiones de presas y determinar la estabilidad de presas.
Subpresión en presas
La subpresión es la fuerza ejercida por el agua de filtración que satura la masa de suelo en la cimentación sobre la base de las estructuras. 
Hay diversos medios de calcular esta fuerza, uno de los mas útiles y sencillos es el uso de las redes de flujo
La subpresión en la base de una presa deber ser considerada en la determinación dela estabilidad de dicha estructura.
Diagrama de subpresion
Para conocer la fuerza de subpresion a partir de la red de flujo de la presa, se debe trazar el Diagrama de subpresiones de la siguiente forma:
1. Sobre la recta horizontal que supone la base de la presa, se determina trazos perpendiculares correspondientes a cada equipotencial.
1. Dibujo red de flujo y trazo líneas equipotenciales
Líneas equipotenciales: 
6.6 m
2 m
1 m
6 m
3 m
1 m
2. Sobre estos trazos perpendiculares se ubica a escala el valor de subpresion (que será igual a la diferencia de niveles entre la superficie del agua de la presa y un punto considerado, menos la correspondiente perdida de potencial)
Calculo de subpresion
Recordar que la carga hidrostática se pierde por fricción en el recorrido de la filtración, correspondiendo a cada espacio entre equipotenciales la misma perdida de carga. 
		1	2	3	4	5	6	7	8
		6	5	5	5	5	5	5	6
		8	7.71	7.42	7.13	6.84	6.55	6.26	6
		2	2.71	2.42	2.13	1.84	1.55	1.26	0
: Carga de elevación
: Carga total
: Carga de subpresion
∆h
1
2
3
4
5
6
7
8
2 m
6 m
1 m
=6
3. Luego se traza para cada equipotencial el valor dela subpresion a escala (esfuerzo) y así se obtiene una curva semejante a dos parábolas conjugadas.
Esta curva se compensa mediante una recta, y se acepta el diagrama de subpresiones, para fines prácticos como un triángulo o un trapecio.
NF
NF
2 m
6 m
1 m
1
2
3
7
8
4
5
6
2.71 tonf/m2
2.42 tonf/m2
2.13 tonf/m2
1.84 tonf/m2
1.55 tonf/m2
1.26 tonf/m2
		1	2	3	4	5	6	7	8
		6	5	5	5	5	5	5	6
		8	7.71	7.42	7.13	6.84	6.55	6.26	6
		2	2.71	2.42	2.13	1.84	1.55	1.26	0
Se dibuja el esfuerzo de subpresion 
Estabilidad de presas
En las presas de tierra y cualquier tipo de estructura de cimentación actúan diferentes fuerzas sobre la misma, las cuales deberán ser evaluadas para determinar si el elemento es estable ante el volteo o el deslizamiento.
En esta unidad se determinara la estabilidad ante el volteo causado por las fuerzas de subpresion y de esfuerzo propio del agua
Para determinar la estabilidad de la presa se debe determinar el centro de subpresion, en este punto se ubica la fuerza de subpresion de la presa.
Del resultado del diagrama de subpresion se ha obtenido trapecios, por tanto se debe usar estática para calcular el centroide y fuerza de subpresion de cada trapecio.
Continuando con el ejemplo:
		B	b	H	c	A=
		2.71	2.42	1	0.49	2.57
		2.42	2.13	1.3	0.64	2.96
		2.13	1.84	2.1	1.02	4.17
		1.84	1.55	1.7	0.83	2.88
		1.55	1.26	0.5	0.24	0.70
Para trapecios:
2.57
2.96
4.17
2.88
0.7
6.6 m
2.57
2.96
4.17
2.88
0.7
0.49m
1.64m
3.32m
5.23m
6.34m
2 m
6 m
1 m
0.5
O
0.33m
1m
3 m
1 m
6.6 m
5.76
18.82
3.47m
6.1m
Estabilidad al volteo:
 
+ 
 
 
Entonces, 
 
 * NO CUMPLE ESTABILIDAD AL VOLTEO
 
*Para verificar la estabilidad al volteo, este valor debe ser mayor a 2 (Según Norma)
1. Determinar el esfuerzo de subpresion en la base de la presa y estabilidad:
10 m
2 m
3 m
1 m
3 m
NF
NF
1.5 m
Ejercicios propuestos
10 m
O
x
2. Determinar el esfuerzo de subpresion en la base de la presa:
15 m
 5 m
7 m
2 m
NF
NF
30 m
O
x
2. Determinar el esfuerzo de subpresion en la base de la presa y estabilidad en punto O:
6 m
 3 m
5 m
2 m
NF
NF
8 m
O
x