Cimentación de presas sobre suelos orgánicos

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(1)UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL. TESIS "CIMENTACIÓN DE P RESAS SOB RE SUELOS ORGÁNICOS" TOMOI. PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL. ELABORADO POR. JOSÉ ÁNGEL CANAZA TORRES ASESOR. DR. JORGE E. D. ALVA HURTADO LIMA-PERÚ 2017.

(2) DEDICATORIA A mis padres, Luz y León, a mis hermanos, Betzy, Frank y Marcos, a mis sobrinos Katty, Esteban, Yemina, Misael, Ambar y Franquito, a Diana, Luz y Edison por todo su ánimo, estima y confianza en mí..

(3) AGRADECIMIENTOS. A Dios por proveerme salud, unos grandiosos padres, buenos hermanos, los mejores cuñados, una cálida compañera y proveerme todas las experiencias con las que voy forjando mi camino. A mis padres, por su continuo y abnegado apoyo, animándome a buscar el equilibrio y bienestar en mi vida. A mis hermanos, por brindarme felicidad, comprensión y por los buenos ratos de felicidad. A la Universidad Nacional de Ingeniería, a la Facultad de Ingeniería Civil, y al Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres (CISMID) por brindarme los conocimientos que me permiten desarrollarme y afrontar las exigencias del mundo profesional. Al lng. Armando Olazábal y Dr. Jorge Alva Hurtado por sus enseñanzas, experiencias, conocimientos y consejos que me inculcaron; así como su paciencia y tiempo, pudieron ayudarme a crecer profesional y personalmente, y me permitieron culminar esta investigación. A Diana Vigo, mi querida novia y compañera, a mis amigos y compañeros Juan Torres, Maru Carranza, Miguel Quispe, Nilton Guillen por su estímulo y apoyo durante el desarrollo de la presente tesis. A todos ustedes muchas gracias..

(4) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL. ÍNDICE. ÍNDICE DEDICATORIA AGRADECIMIENTOS RESUMEN. ............................................................................................................ 4. ABSTRACT. ............................................................................................................ 5. PRÓLOGO. ............................................................................................................ 6. LISTA DE TABLAS ..................................................................................................... 7 LISTA DE FIGURAS ................................................................................................. 11 LISTA DE SíMBOLOS .............................................................................................. 17 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 18 CAPÍTULO I 1.1. ANTECEDENTES ............................................................................ 20. CONTEXTO MUNDIAL Y LOCAL DE LA CONSTRUCCIÓN DE REPRESAS ................................................................................................. 20. 1.2. LAS REPRESAS EN EL SIGLO XX ............................................................ 21. 1.3. CIMENTACIONES DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGÁNICOS............ 22. CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO .......................................................................... 24. 2.1. TIPOS DE SUELOS .................................................................................... 24. 2.2. ORIGEN Y FORMACIÓN DE LOS SUELOS ORGÁNICOS ...................... 25. 2.2.1. Procesos de Descomposición del Material Orgánico .......................... 25. 2.2.2. Ecosistemas de Formación del Material Orgánico .............................. 26. 2.2.3. Tasa de Acumulación de la Turba ....................................................... 28. 2.3. CLASIFICACIÓN GEOTÉCNICA ................................................................ 28. 2.3.1. Clasificación de Suelos Orgánicos....................................................... 29. 2.3.2. Clasificación de Suelos Altamente Orgánicos (Turba, Muskeg) ......... 31. 2.3.3. Clasificación de Von Post (Turbas) ...................................................... 32. 2.3.4. Clasificación de Hobbs ......................................................................... 33. 2.3.5. Clasificación Recomendada ................................................................. 34. 2.4. ENSAYOS DE LABORATORIO .................................................................. 35. 2.4.1. Propiedades Índice ............................................................................... 36. 2.4.2. Propiedades de Deformación ............................................................... 46. 2.4.3. Parámetros de Resistencia ..................... , ............................................ 53. 2.4.4. Parámetros de Permeabilidad .............................................................. 63. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL.

(5) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAO DE INGENIERfA CIVIL. 2.5. ÍNDICE. INVESTIGACIONES GEOTÉCNICAS DE CAMPO ................................... 68. 2.5.1. Muestreo ............................................................................................... 68. 2.5.2. Ensayo de Cono de Penetración - CPT - Piezocono Eléctrico.......... 69. 2.5.3. Ensayo de Penetración Estándar- SPT ............................................. 74. 2.5.4. Penetrómetro Dinámico Ligero - DPL .................................................. 74. 2.5.5. Dilatómetro............................................................................................ 75. 2.5.6. Presiómetro........................................................................................... 77. 2.5.7. Veleta de Campo .................................................................................. 79. 2.6. TERRAPLENES SOBRE SUELOS ORGÁNICOS ..................................... 83. 2.6.1. Modos de Falla ..................................................................................... 83. 2.6.2. Reforzamiento con Geosintéticos ........................................................ 85. 2.6.3. Falla por Capacidad Portante............................................................... 86. 2.6.4. Falla Rotacional .................................................................................... 88. 2.6.5. Falla por Desprendimiento Lateral ....................................................... 89. CAPÍTULO III MÉTODOS DE MEJORAMIENTO .................................................. 92 3.1. INTRODUCCIÓN......................................................................................... 92. 3.2. DRENES VERTICALES PREFABRICADOS .............................................. 93. 3.2.1. Introducción .......................................................................................... 93. 3.2.2. Consideraciones de Diseño ................................................................. 95. 3.2.3. Ecuaciones de Diseño .......................................................................... 95. 3.2.4. Evaluación de los Parámetros de Diseño .......................................... 102. 3.2.5. Ventajas Sobre los Drenes de Arena ................................................. 117. 3.2.6. Influencia en la Consolidación Secundaria ........................................ 118. 3.3. CONSTRUCCIÓN POR ETAPAS............................................................. 119. 3.3.1. Introducción ........................................................................................ 119. 3.3.2. Consideraciones de Diseño ............................................................... 119. 3.4. REMOCIÓN Y REEMPLAZO DEL MATERIAL ORGÁNICO.................... 121. 3.5. INCLUSIÓN DE BOLONERÍA ................................................................... 121. CAPÍTULO IV DISEÑO DE LA PRESA COLTANl............................................... 122 4.1. INTRODUCCIÓN....................................................................................... 122. 4.2. ESTUDIOS GEOLÓGICOS....................................................................... 124. 4.2.1 4.3. Geología Local.................................................................................... 124. ESTUDIOS GEOTÉCNICOS EN EL EMPLAZAMIENTO DE LA PRESA 126. 4.3.1. Exploración Geofísica............................. .' ........................................... 126. 4.3.2. Exploración Geotécnica...................................................................... 131. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 2.

(6) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA FACULTAO DE INGENIERfA CIVIL. ÍNDICE. 4.3.3. Ensayos de Campo ............................................................................ 137. 4.3.4. Ensayos de Laboratorio...................................................................... 145. 4.3.5. Peligro Sísmico ................................................................................... 152. 4.3.6. Perfil Estratigráfico ............................................................................. 153. 4.4. CARACTERÍSTICAS DE LA PRESA COLTANl ....................................... 154. 4.4.1 4.5. CRITERIOS DE DISEÑO .......................................................................... 155. 4.5.1 4.6. Características Generales .................................................................. 154 Criterios de Estabilidad....................................................................... 155. PROPIEDADES GEOTÉCNICAS ............................................................. 155. 4.6.1. Parámetros del Suelo de Fundación (Turba) ..................................... 155. 4.6.2. Parámetros del Material de Terraplén................................................ 166. 4.6.3. Parámetros de la Roca Base ............................................................. 167. 4.7. DISEÑO CONSTRUCCIÓN POR ETAPAS .............................................. 168. 4.7.1. Consideraciones de Diseño ............................................................... 168. 4.7.2. Limitaciones ........................................................................................ 169. 4.7.3. Parámetros del Suelo de Fundación y Terraplen .............................. 171. 4.7.4. Primera Etapa de Carga..................................................................... 172. 4.7.5. Segunda Etapa de Carga ................................................................... 188. 4.7.6. Tercera Etapa de Carga ..................................................................... 194. 4.7.7. Estabilidad de Taludes (Etapa Final) ................................................. 201. 4.8. DISEÑO ELIMINACIÓN DEL MATERIAL BLANDO ................................. 202. 4.8.1. Características Generales .................................................................. 202. 4.8.2. Estabilidad de los Taludes ................................................................. 202. 4.8.3. Cálculo de Esfuerzos.......................................................................... 202. 4.8.4. Cálculo del Asentamiento ................................................................... 203. 4.9. CÁLCULO DE LA INFILTRACIÓN ............................................................ 204. 4.9.1. Modelo 1.- Construcción por Etapas con Drenes .............................. 205. 4.9.2. Modelo 2.- Excavación Total .............................................................. 205. CAPÍTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................ 206 5.1. CONCLUSIONES ...................................................................................... 206. 5.2. RECOMENDACIONES ............................................................................. 211. BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................... 212 ANEXOS. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 3.

(7) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAO DE INGENIERÍA CIVIL. RESUMEN. RESUMEN La construcción de presas en nuestro tiempo y condiciones actuales plantea nuevos problemas, ya que muchos lugares de emplazamiento con geología local aceptable (estanqueidad del vaso, taludes estables al corte}, buen aporte hídrico y canteras próximas presentan terrenos de fundación de suelos blandos. Muchos de estos materiales blandos son arcillas, limos o materiales orgánicos o altamente orgánicos como es la turba o una mezcla de éstos. La turba es un material altamente orgánico, con un contenido de materia orgánica superior al 35 % y que ha sido formada en lugares con poco drenaje, frecuentemente inundados y en un medio ácido. La turba presenta características bastante erráticas, en función de su contenido orgánico y degradación, pero en general son pésimas para su utilización como suelo de fundación de presas de tierra, a pesar de que existen técnicas para su utilización en terraplenes de caminos y/o carreteras. Su uso como fundación planteará un adecuado conocimiento de sus propiedades ingenieriles. En este punto es necesario identificar el tipo de suelo orgánico desde los puramente orgánicos hasta los suelos minerales con poco o nulo contenido orgánico, y para el caso de las turbas desde los poco descompuestos (turba fibrosa) hasta las que presentan un alto grado de humificación (amorfas). Todas estos tipos de turba tienen diferentes propiedades entre sí, y dado que los ensayos de laboratorio y de campo normalmente presentan ventajas y desventajas asociadas, es necesario discernir y elegir los ensayos que en conjunto disturben menos el suelo. Las técnicas actualmente disponibles para el diseño de presas de tierra se pueden agrupar en tres grandes grupos: Métodos de mejoramiento, métodos de reemplazo y métodos de desprecio del suelo blando. Los métodos de mejoramiento aprovechan ciertas propiedades y comportamiento del material, aunque por lo general requieren de tiempo considerable para llevarlo a cabo. El método de precarga o construcción por etapas mediante drenes verticales es uno de los métodos más confiables para el diseño de presas de tierra, ya que aprovecha el incremento de la resistencia del material orgánico ante la reducción de vacíos. La presa Coltani, emplazada sobre suelos orgánicos, tendrá dos alternativos: El de la excavación total del material orgánico y el del uso de drenes verticales y construcción por etapas.. EL AUTOR CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 4.

(8) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA FACULTAO DE INGENIERfA CIVIL. ABSTRACT. ABSTRACT Oam construction in our time have new problems because many places with acceptable geology (sealing vessel, stable slopes), water source and quarries close to dam site are constituted by soft soils. Many of these soils are clays, silts, peats, organics soils or a mixed of these. Peat is a highly organic soil with organic matter higher than 35% and which has been formed in places with poor drainage, frequently flooded and formed in an acid medium. Peat has features quite erratic, depending of their organic contents and degradation, but are generally very poor for their use as soil foundation of earth dams. Despite that there are techniques for their use in embankments of roads, its use as foundation lack sufficient knowledge about their engineering properties. At this point it is necessary to identify the type of organic soil from purely organic to mineral soils with a little or no organic content, and in the case of peats, from little decomposed (fibrous peat) to a high grade of decomposition (amorphous). AII these types of peat have different properties each other, and because the testing laboratory and field usually have advantages and disadvantages, is necessary to discern and choose the test which disturb less the sample soil and provided best results. Currently available techniques for designing earth dams can be grouped into three major groups: improvement, replacement and avoiding methods of soft soils. lmprovement methods can take advantage of certain properties and material behavior although usually require considerable time to carry it out. The method of preloading or construction by stages using vertical drains is one of the most reliable methods for the design of earth dams because it uses the increased resistance to organic material due to the reduction of voids in a process of consolidation. The Coltani dam, placed on organic soils, will have two alternatives of construction: The excavation of the total organic material and the use of vertical drains and construction stages.. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 5.

(9) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA FACUL TAO DE INGENIERÍA CIVIL. PRÓLOGO. PRÓLOGO Es ya muy difícil no encontrar suelos problemáticos como el suelo de fundación de la infraestructura civil. Esto es particularmente crítico en países en donde la mayor parte del área ya ha sido construida y solo queda utilizar los terrenos difíciles y marginales. El emplazamiento de presas sobre suelos orgánicos plantea nuevos retos que muy pocas veces son tomados en cuenta por los ingenieros diseñadores razón por lo que prefieren obviarlos y buscar nuevos emplazamientos o elegir la alternativa de reemplazo total que frecuentemente es la más costosa. En esta tesis hace una revisión exhaustiva de la bibliografía de la génesis, clasificación y propiedades de los suelos orgánicos, así como los ensayos geotécnicos más apropiados para su correcta evaluación, para luego plantear un el diseño de una presa cimentada sobre turbas. Esta tesis proveerá un buen punto de partida para el diseño de presa o pequeños terraplenes sobre suelos orgánicos. La diversas fuentes utilizadas y la recopilación de datos efectuadas es de gran ayuda para los retos que se plantean hoy en día.. Jorge Elías Alva Hurtado. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 6.

(10) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAO DE INGENIERÍA CIVIL. LISTA DE TABLAS. LISTA DE TABLAS Tabla Nº 2.1: Clasificación para Suelos Orgánicos .................................................. 30 Tabla N º 2.2: Grados de Humificación ...................................................................... 32 Tabla N º 2.3: Clasificación de la Turba en Función del Nivel de Descomposición en la Escala de Von Post ................................................................... 35 Tabla N º 2.4: Valores para la Clasificación del Suelo en Función del Contenido Orgánico ............................................................................................. 35 º. Tabla N 2.5: Temperaturas de Secado- Contenido para la determinación del Contenido de Humedad de Suelos Orgánicos .................................. 37 Tabla N º 2.6: Temperaturas y Duraciones para la Ejecución del Ensayo de. Pérdida por Ignición (PPI) ......................................................... 39. Tabla Nº 2.7: Densidad Saturada Total Típica de Suelos Orgánicos y Turbas................................................................................................. 41 º. Tabla N 2.8: Características de los Fluidos Alternativos para el Cálculo de la Gravedad Especifica de Sólidos del Suelo ........................................ 44 º. Tabla N 2.9: Consideraciones Válidas para el Análisis de Consolidación Primaria en Suelos Orgánicos mediante la Teoría de Terzaghi ....... 47 Tabla N º 2.10: Valores Típicos del Coeficiente Ca/Ce .............................................. 52 Tabla N º 2.11: Valores Típicos de la Resistencia Cortante No Drenada Normalizada ....................................................................................... 57 Tabla N º 2.12: Valores Típicos de la Permeabilidad Inicial Vertical (kvO), Humedad Natural (wO) y Relación del Coeficiente de Compresión Secundaria (Ca) con el Coeficiente de Compresibilidad Ce en Turbas................................................................................................. 64 º. Tabla N 2.13: Valores Típicos de Permeabilidad para Suelos Orgánicos .............. 68 Tabla N º 2.14: Descripción de las Zonas del Tipo de Comportamiento de Suelo ... 72 Tabla N º 2.15: Aplicabilidad del CPT para la Determinación de las Propiedades de Estado Inicial, Deformación y Flujo .............................................. 73 Tabla N º 2.16: Variación del Factor de Corrección µt con el Tiempo ...................... 81 Tabla Nº 3.1: Diámetro Equivalente de la Zona de Influencia en Función de Distintos Tipos de Patrones ............................................................ 104 º. Tabla N 3.2: Rango de Valores Posibles de la Relación kh/kv para arcillas blandas y otros tipos de depósitos ................................................. 109 Tabla N º 3.3: Capacidad de Descarga Requerida para' los Drenes Verticales Prefabricados ................................................................................... 112 CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 7.

(11) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAO DE INGENIERÍA CIVIL. LISTA DE TABLAS. Tabla N º 4.1: Resumen de los Resultados del Ensayo Tipo Lugeon................... 135 Tabla N º 4.2: Resumen del N10 DPL Promediados cada 20 cm (Estudio de Factibilidad, 201 O) ............................................................................ 139 Tabla N º 4.3: Resumen de los Ensayos de SPT Ejecutados en el Eje y Vaso de la Presa: SPT-C1 -SPT-C12 (Estudio Definitivo, 2013) ........... 141 º. Tabla N 4.4: Resumen de los Ensayos de SPT Ejecutados en el Eje y Vaso de la Presa: SPT-C12 -SPT-C24 (Estudio Definitivo, 2013) ......... 142 Tabla N º 4.5: Resumen de los Ensayos de SPT Ejecutados en el Eje y Vaso de la Presa: SPT-C24 - SPT-C26 (Estudio Definitivo, 2013) ....... 143 Tabla N º 4.6: Resumen de los Resultados de los Ensayos de Densidad Natural - Método del Cono de Arena (ASTM O 1556) - (Estudio Definitivo, 2013) ............................................................................... 145 º. Tabla N 4.7: Resumen de los Resultados de los Ensayos Clasificación: Calicatas (Estudio Definitivo, 2013) ................................................. 146 Tabla N º 4.8: Resumen de los Resultados de los Ensayos Clasificación en Turba: Calicatas (Estudio de Factibilidad, 2010) ............................. 147 Tabla N º 4.9: Resumen de los Resultados de los Ensayos Clasificación en Turba: Ensayos de Penetración Estándar (Estudio de Factibilidad, 201 O) ............................................................................ 147 º. Tabla N 4.1 O: Densidad Natural de la Turba: Vaso Presa Peso Unitario en Suelos Cohesivos -ASTM 0-7263 (Estudio de Definitivo, 2013)................................................................................................. 148 Tabla N º 4.11: Densidad Natural de la Turba: Eje Presa Peso Unitario en Suelos Cohesivos -ASTM 0-7263 (Estudio Definitivo, 2013) ....... 148 º. Tabla N 4.12: Peso Específico de Sólidos: Eje Presa ASTM 0-854 (Estudio de Factibilidad, 2010) ....................................................................... 149 º. Tabla N 4.13: Contenido Orgánico: Eje Presa ASTM 0-2974 (Estudio de Factibilidad, 201 O) ............................................................................ 149 Tabla N º 4.14: Ensayos de Compresión Simple Realizados en Núcleos de Roca ASTM-0-2664 (Estudio de Definitivo, 201O) ......................... 150 Tabla N º 4.15: Resumen de los Ensayos de Consolidación - SPT Eje Presa ASTM-0-2435 (Estudio de Factibilidad, 201 O) .................... 150 º. Tabla N 4.16: Resumen de los Ensayos de Consolidación - Calicata Eje Presa ASTM-0-2435 (Estudio de Factibilidad, 201 O) .................... 151 Tabla N º 4.17: Ensayos de Compresión Triaxial UU y CD - (Estudio de Factibilidad, 201 O) -Muestras Inalteradas ...................................... 152 CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 8.

(12) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAO DE INGENIERÍA CIVIL. LISTA DE TABLAS. Tabla Nº 4.18: Ensayos de Compresión Triaxial UU y CU - Con Medición de Presión de Poros (Estudio de Factibilidad, 201 O)- Muestras Remoldeadas ................................................................................... 152 º. Tabla N 4.19: Ensayos de Permeabilidad ............................................................. 152 Tabla N º 4.20: Factores de Seguridad Mínimos ..................................................... 155 Tabla Nº 4.21: Factores de Seguridad Mínimos - Construcción por Etapas ......... 155 Tabla Nº 4.22: Parámetros del Suelo de Fundación............................................... 155 Tabla Nº 4.23: Ensayos de Compresión Triaxial UU y CD (Estudio de Factibilidad, 201O) - Muestras Inalteradas...................................... 156 º. Tabla N 4.24: Resistencia No Drenada: Ensayo Triaxial UU ................................ 156 Tabla Nº 4.25: Resistencia No Drenada Inicial ln-situ: Ensayo SPT ..................... 158 Tabla N º 4.26: Parámetros de Resistencia No Drenada ........................................ 160 Tabla N º 4.27: Parámetros No Drenados de Deformación..................................... 162 Tabla N º 4.28: Parámetros Drenados de Deformación .......................................... 163 Tabla N º 4.29: Parámetros Drenados de Deformación No Drenados.................... 163 Tabla N º 4.30: Coeficientes de Consolidación Secundaria (Ca) ............................ 164 Tabla N º 4.31: Conductividad Hidráulica Inicial (ko) ............................................... 164 Tabla N º 4.32: Variación de la Permeabilidad en Cada Etapa de Carga en Turba y Arena Limosa Orgánica ...................................................... 166 Tabla N º 4.33: Parámetros Estándar del Terraplén ................................................ 166 Tabla N º 4.34: Parámetros del Resistencia del Terraplén...................................... 166 Tabla N º 4.35: Parámetros Promedio de Conductividad Hidráulica ....................... 167 Tabla N º 4.36: Parámetros de Deformación Edométrica........................................ 167 Tabla Nº 4.37: Parámetros de Deformación ........................................................... 167 Tabla N º 4.38: Parámetros de la Roca Base .......................................................... 168 Tabla Nº 4.39: Parámetros del Suelo de Fundación............................................... 171 Tabla Nº 4.40: Parámetros del Terraplen ............................................................... 172 Tabla N º 4.41: Factores de Seguridad de las Diferentes Condiciones .................. 175 Tabla Nº 4.42: Esfuerzos Verticales Iniciales ......................................................... 177 Tabla N º 4.43: Valores para el Cálculo del Asentamiento Inmediato en el Centro del Terraplén: Primera Etapa de Carga ............................... 180 º. Tabla N 4.44: Análisis de Asentamiento por Consolidación Primaria ................... 182 Tabla Nº 4.45: Módulo de Deformación No Drenado - Segunda Etapa ................ 187 Tabla N º 4.46: Factores de Seguridad .................................................................... 189 Tabla Nº 4.47: Módulo de Deformación No Drenado- Segunda Etapa ................ 190. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 9.

(13) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAO DE INGENIERÍA CIVIL. LISTA DE TABLAS. Tabla N º 4.48: Valores para el Cálculo del A entamiento Inmediato: Segunda Etapa de Carga ................................................................................ 190 Tabla N º 4.49: Módulo de Deformación No Drenado - Inicio Segunda Etapa de Carga ........................................................................................... 193 º. Tabla N 4.50: Factores de Seguridad (Tercera Etapa de Carga - Final de Construcción) ................................................................................... 195 Tabla N º 4.51: Módulo de Deformación No Drenado - Tercera Etapa .................. 196 Tabla N º 4.52: Valores para el Cálculo del Asentamiento Inmediato: Tercera Etapa de Carga ................................................................................ 196 Tabla N º 4.53: Matriz de Asentamientos................................................................. 201 Tabla N º 4.54: Factores de Seguridad en la Construcción por Etapas .................. 201 Tabla N º 4.55: Factores de Seguridad en la Eliminación del Material Blando ....... 202 Tabla N º 4.56: Cálculo del Asentamiento Inmediato del Terreno de Fundación ... 203 Tabla N º 4.57: Caudal Total Infiltrado -Alternativa 01 ........................................... 205 Tabla N º 4.58: Caudal Total Infiltrado - Alternativa 02 ........................................... 205. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 10.

(14) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA FACULTAO DE INGENIERfA CIVIL. LISTA DE FIGURAS. LISTA DE FIGURAS Figura Nº 1.1: Cuencas Fluviales en Antiguas Civilizaciones ....................................20 Figura Nº 1.2: Construcción de Represas por Década...............................................22 Figura Nº2.1: (a)Estructura del Suelo Orgánico (b) Fases de Turba ... ... ... ... ... ... ... 24 Figura Nº 2.2: Esquema del Proceso de. Descomposición de la Materia. Biogénica .............................................................................................25 Figura Nº 2.3: Formación de Depósitos Orgánicos en Medios Glaciares ..................27 Figura Nº 2.4: Vista del Depósito de Turba (Bofedal) en la Quebrada Coltani ..........28 Figura Nº 2.5: Representación del Agua que Envuelve a una Partícula de Suelo ....36 Figura Nº 2.6: Métodos para la Determinación del Contenido Orgánico ...................38 Figura Nº2.7: Contenido de Materia Orgánica en Función de la Humedad..............40 Figura Nº 2.8: Densidad Seca Máxima en Suelos Orgánicos ....................................40 Figura Nº 2.9: Densidad Total Saturada vs Contenido de Humedad en Turbas .......41 Figura Nº 2.1 O: Cambios en los Limites de Atterberg con el Contenido Orgánico en Suelos Orgánicos ...........................................................42 Figura Nº 2.11: Limites de Atterberg de Suelos Orgánicos ........................................43 Figura Nº2.12: Gravedad Específica de las Turbas en Función de la Humedad Natural .................................................................................................45 º. Figura N 2.13: Gravedad Específica de Suelos Orgánicos en Función del Contenido Orgánico ............................................................................45 Figura Nº 2.14: Relación de Vacíos de las Turbas en Función de la Humedad Natural en Estado Saturado................................................................46 Figura Nº2.15: Relación entre el Coeficiente de Consolidación y la Presión Vertical In Situ .....................................................................................50 º. Figura N 2.16: Humedad Natural vs el Índice de Compresión ..................................51 Figura Nº2.17: Coeficiente de Compresibilidad vs Humedad Natural.......................52 Figura Nº 2.18: Relación entre los Ensayos de Corte y los Diversos Mecanismos de Falla en Campo .............................................................................. 56 Figura Nº 2.19: Esfuerzos de Corte Normalizados a la Presión Inicial Vertical .........57 Figura Nº2.20: Variación del Ángulo de Fricción con Esfuerzo Efectivo en Ensayos Triaxiales .........................................................................58 º. Figura N 2.21: Principios del Ensayo de Compresión Triaxial (a) Aplicación de Esfuerzos, (b) Representación de los Esfuerzos Principales (c). CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 11.

(15) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAO DE INGENIERÍA CIVIL. LISTA DE FIGURAS. Arreglo Normal de los Ensayos de Esfuerzo Efectivo (d) Representación de los esfuerzos totales y efectivos .........................59 Figura Nº 2.22: Círculos de Falla en Diferentes Tipos de Ensayo Triaxial ................60 Figura Nº 2.23: Resistencia Compresiva No Confinada en Función del Contenido Orgánico en Suelos Naturales y Mezclas de Suelo-Turba ................61 Figura Nº 2.24: Modos de Falla Cortante en Turbas Fibrosas ...................................62 Figura Nº 2.25: Relación entre la Permeabilidad y la Humedad Inicial de la Turba para Turbas con Diferentes Grados de Humificación en la Escala de Von Post .........................................................................................65 Figura Nº 2.26: Esquema de la Celda de Rowe para el Ensayo de Permeabilidad (a) Flujo Vertical (b) Flujo Radial .............................................................. 67 Figura Nº 2.27: Muestreador de Turba - Instituto Geotécnico Sueco.........................69 Figura Nº 2.28: Esquema del Cono de Penetración ................................................... 70 Figura Nº 2.29: Carta Normalizada para Determinar el Tipo de Comportamiento del Suelo - SBT ..................................................................................71 Figura Nº 2.30: Carta de Clasificación ........................................................................77 Figura Nº 2.31: Esquema del Presurímetro ................................................................78 Figura Nº 2.32: Variación con el Tiempo de la Resistencia Cortante, Presión de Poro, Factor de Seguridad para la Fundación Blanda bajo el Terraplén .............................................................................................84 º. Figura N 2.33: Tipos de Falla de Sobre Suelos Blandos: (a) Falla por Capacidad Portante, (b) Falla Rotacional, (c) Falla por Despredimiento Lateral ..................................................................................................85 Figura Nº 2.34: Esquema General de la Falla por Capacidad Portante.....................86 Figura Nº 2.35: Esquema del Fenómeno de Extrusión Lateral ..................................88 Figura Nº 2.36: Esquema de la Falla Rotacional ........................................................88 Figura Nº 2.37: Esquema de la Falla por Desprendimiento Lateral (Deslizamiento).90 Figura Nº 2.38: Esquema de la Falla por Desplazamiento Lateral (Arranque) ..........90 Figura Nº 3.1: Esquema de la Disposición de los Drenes Verticales para Acelerar el Proceso de Consolidación - Modelo de Celda Unitaria ... ... ... ... 96 Figura Nº 3.2: Elemento Diferencial del Suelo ............................................................96 Figura Nº 3.3: Comparación del Porcentaje de Consolidación Promedio para el Caso de Deformaciones Libres e lguales...........................................99 º. Figura N 3.4: Abaco para el Cálculo del Grado Promedio de Consolidación Vertical .............................................................................................. 102. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGÁNICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 12.

(16) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER{A FACUL TAO DE INGENIER{A CIVIL. LISTA DE FIGURAS. Figura N º 3.5: Tipos deArreglos Comunes en Drenes Verticales .......................... 103 Figura N º 3.6: Vista del Oren Vertical Prefabricado y Detalle del Núcleo Prefabricado ..................................................................................... 104 º. Figura N 3.7: Diámetros Equivalente de Drenes de Banda ................................... 106 Figura N º 3.8: (a) Vista del Mandril y la Placa de Sujeción, (b) Zona de Alteración.......................................................................................... 107 Figura Nº 3.9: Efecto de la Longitud del Oren en el Desfase Hidrodinámico y Variación del Grado de Consolidación ............................................ 109 Figura N º 3.1O: Cálculo de la Caudal Requerido (qreq) en Función del Grado Promedio de Consolidación y Para Diversos Valores de Permeabilidad Radial ....................................................................... 111 º. Figura N 3.11: Influencia de la Permeabilidad Finita del Oren (qw/kh) en la Tasa de Consolidación................................................................... 111 Figura Nº 3.12: Influencia de la Permeabilidad Finita del Oren (qw) en la Tasa de Consolidación ................................................................................... 112 Figura Nº 3.13: Diagrama de los EnsayosASTMD 4716 y Delft para la Medición de la Capacidad de Descarga del Oren ........................................... 114 º. Figura N 3.14: Influencia de la Presión Lateral en la Capacidad de Descarga del Oren Prefabricado ...................................................................... 114 º. Figura N 3.15: Modos Posibles de Deformación del PVD ...................................... 115 Figura N º 3.16: Modos de Deformación Posibles .................................................... 115 Figura Nº 3.17: Efectos de los Parámetros en el Grado de Consolidación ............ 117 Figura Nº 3.18: Porcentaje de Consolidación vs Coeficiente de Consolidación Horizontal ......................................................................................... 117 º. Figura N 3.19: Diagrama del Procedimiento de Sobrecarga ................................. 119 Figura Nº 4.1: Esquema Hidráulico del Proyecto..................................................... 123 Figura Nº 4.2: Sección de Inversión de Resistividades Eléctricas: TE01 (Transversal al Eje de la Presa) ....................................................... 129 Figura Nº 4.3: Sección de Inversión de Resistividades Eléctricas: TE02 (Eje. de. la Presa) ........................................................................................... 129 Figura Nº 4.4: Vista del Sitio de Emplazamiento RíoAbajo de la Presa Coltani ... 131 Figura Nº 4.5: Gráficos de los Ensayos Tipo Lugeon Realizados en las Perforaciones ............. . .......................... . ............................... . .......... 134 Figura Nº 4.6: Permeabilidades Obtenidas en las Perforaciones a Partir de los Ensayos de Permeabilidad Tipo Lefranc y Lugeon (Estudio Definitivo, 2013) ............................................................................... 136 CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 13.

(17) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACUL TAO DE INGENIERÍA CIVIL. LISTA DE FIGURAS. Figura N º 4.7: Permeabilidades Obtenidas en las Perforaciones a Partir de los Ensayos de Permeabilidad Tipo Lefranc (Estudio de Factibilidad, 2010)................................................................................................. 137 Figura Nº 4.8: Fotos Representativas de Turba (SPT-C-15) ................................... 143 Figura N º 4.9: Foto Representativa del Limo Orgánico y de la Turba Pseudofibrosa con Arena ................................................................. 144 º. Figura N 4.10: Foto Representativa del Material de Contacto entre el Material Orgánico y el Nivel Rocoso en el SPT-C-15. .................................. 144 Figura Nº 4.11: Imagen de un Lente de Arena en el Estrato de Turba Pseudofibrosa .................................................................................. 145 º. Figura N 4.12: Variación del Coeficiente de Consolidación con la Presión en el SPT S-2 I M-2 ................................................................................... 151 º. Figura N 4.13: Perfil Estratigráfico S1: Eje Presa................................................... 154 Figura Nº 4.14: Gráficas NsPr vs Profundidad y NoPL vs Profundidad en el Eje de Presa para Suelos Altamente Orgánicos ................................... 157 Figura Nº 4.15: Resistencia Cortante No Drenada Normalizada vs el Nivel de Esfuerzos Efectivos. Verticales. en. los. Turba Fibrosa /. Pseudofibrosa .................................................................................. 160 º. Figura N 4.16: Resistencia Cortante No Drenada Normalizada vs el Nivel de. los. Esfuerzos Efectivos Verticales en Arena Limosa Orgánica ............ 160 Figura Nº 4.17: Curvas de Esfuerzo Deformación Ensayo Triaxial UU en C-1 M1 (Muestra Inalterada) ......................................................................... 161 Figura Nº 4.18: Curvas de Esfuerzo Deformación Ensayo Triaxial UU en C-1 M2 (Muestra Inalterada) ......................................................................... 161 º. Figura N 4.19: Curvas Esfuerzo Deformación Ensayo Triaxial UU en S-8 (Muestra Remoldeada) .................................................................... 161 Figura Nº 4.20: Coeficiente de Consolidación vs Esfuerzo Efectivo Vertical en Turba Fibrosa y Arena Limosa Orgánica ......................................... 164 Figura Nº 4.21: Variación de la Conductividad Hidráulica con el Cambio en la Relación de Vacíos en Turba ........................................................... 165 º. Figura N 4.22: Variación de la Conductividad Hidráulica con el Cambio en la Relación de Vacíos en la Arena Limosa.......................................... 165 Figura N º 4.23: Incremento de Esfuerzos Totales Debido a la Construcción de. la. Presa Coltani .................................................................................... 170 Figura Nº 4.24: Esquema de la Primera Etapa de Carga ........................................ 172. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGÁNICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 14.

(18) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER{A FACUL TAO DE INGENIER{A CIVIL. LISTA DE FIGURAS. Figura Nº 4.25: Estabilidad a la Falla Rotacional sin Reforzamiento -Análisis Estático-1 Etapa (LlH= 2.5 m) ......................................................... 173 Figura Nº 4.26: Estabilidad a la Falla Rotacional sin Reforzamiento -Análisis Pseudostático -1 Etapa (LlH= 2.5 m) ............................................... 173 Figura Nº4.27: Estabilidad a la Falla Rotacional con Refuerzo -Análisis Estático-1 Etapa (LlH= 2.5 m) ......................................................... 173 Figura Nº 4.28: Estabilidad a la Falla Rotacional con Refuerzo-Análisis Pseudoestático- 1 Etapa (LlH= 2.5 m) ............................................ 174 Figura Nº 4.29: Estabilidad al Deslizamiento - 1 Etapa (LlH = 2.5 m) .................... 174 Figura Nº 4.30: Estabilidad al Deslizamiento - 1 Etapa (LlH= 2.5 m) .................... 174 Figura Nº 4.31: Estabilidad por Desprendimiento Lateral: Interfase Cohesiva 1 Etapa (LlH= 2.5 m) ........................................................................ 175 º. Figura N 4.32: Estabilidad por Desprendimiento Lateral: Interfase Friccionante - 1 Etapa (LlH= 3.0 m) ...................................................................... 175 Figura Nº 4.33: Estabilidad a la Falla por Desprendimiento Lateral :Interfase Cohesiva - 1 Etapa (LlH= 2.5 m) ..................................................... 176 Figura Nº 4.34: Incremento Esfuerzos - 1 Etapa (LlH= 2.50 m) .............................. 178 Figura Nº 4.35: Incremento Esfuerzos - 1 Etapa (Ll Altura Terraplén = 2.50 m) (Software Settle 30 v. 2.16- Rocsience- 2007) ............................ 178 º. Figura N 4.36: Esfuerzos Transmitidos vs Distancia, Prof.. =. 6.5 m - 1 Etapa. (Ll Altura Terraplén = 2.50 m) (Software Settle 30 v. 2.16 Rocsience - 2007) ............................................................................ 179 Figura Nº 4.37: Asentamientos Inmediatos Verticales Mediante el Análisis Numérico Empleando Elementos Finitos (Software Sigma, Geostudio 2007) ............................................................................... 181 º. Figura N 4.38: Movimientos Horizontales Inmediatos Mediante el Análisis Numérico Empleando Elementos Finitos (Software Sigma, Geostudio 2007) ............................................................................... 181 Figura Nº 4.39: Distribución de los Esfuerzos Verticales Debido a Primera Etapa de Carga en el Centro del Terraplen ..................................... 182 Figura Nº 4.40: Ábaco para el Cálculo del Espaciamiento Drenes- Arreglo Cuadrangular: Caso General (dw=52mm, ds/dw=2, kh/ks= 5, L=8m, qw=1000 m3/año, kh =10-5 cm/s ........................................... 185 Figura Nº 4.41: Zonificación del Incremento de la Resistencia Cortante ................ 187 Figura Nº 4.42: Coeficiente de Conductividad Hidráulica........................................ 188. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 15.

(19) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAO DE INGENIERÍA CIVIL. Figura Nº 4.43: Incremento Esfuerzos. LISTA DE FIGURAS. - 1 Etapa (Altura Terraplén =. 7.5 m)... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....188 Figura Nº4.44: Estabilidad a la Falla Rotacional (Análisis Estático) -2 Etapa (LlH= 7.5 m) ...................................................................................... 189 Figura N º4.45: Estabilidad a la Falla Rotacional (Análisis Pseudoestático)2 Etapa (LlH= 7.5 m) ........................................................................ 189 Figura Nº4.46: Distribución de los Esfuerzos Verticales Debido a la Segunda Etapa de Carga ................................................................................ 190 Figura N º4.47: Ábaco para el Cálculo del Espaciamiento Drenes- Arreglo Cuadrangular: Caso General (dw=52mm, ds/dw=2, kh/ks= S, L = 8m, qw= 500 m3/año, kh = 2x10-7 cm/s.......................................... 192 Figura N º4.48: Zonificación del Incremento de la Resistencia Cortante ................ 193 Figura N º4.49: Coeficiente de Conductividad Hidráulica ........................................ 194 Figura Nº 4.50: Estabilidad a la Falla Rotacional - 3 Etapa (LlH= 25.0 m) .............. 194 Figura N º4.51: Estabilidad a la Falla Rotacional- 3 Etapa (LlH= 25.0 m) .............. 195 Figura N º4.52: Distribución de los Esfuerzos Verticales Debido a la Tercera Etapa de Carga ................................................................................ 195 Figura Nº 4.53: Ábaco para el Cálculo del Espaciamiento Drenes -Arreglo Cuadrangular: Caso General (dw= 52mm, ds/dw= 2, kh/ks = 5, L = 8m, qw=500 m3/año, kh = 2x10-9 cm/s.......................................... 197 Figura Nº 4.54: Incremento de Esfuerzos al Final del Proceso de Consolidación en la Tercera Etapa de Carga.......................................................... 200 . Figura Nº 4.55: Esfuerzos Totales Generados (Programa Phase2 v. 8, Rocsience)........................................................................................ 202 Figura Nº 4.56: Cálculo del Incremento de Esfuerzos en el Material Orgánico debido al Incremento de Presiones (Programa en VBA Excel Elaborado por el Tesista) ................................................................. 203 Figura Nº 4.57: Asentamientos Inmediatos Mediante el Análisis Numérico Empleando Elementos Finitos (Software Phase2 v. 6.0, Rocsience)........................................................................................ 204. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 16.

(20) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA FACULTAO DE INGENIERfA CIVIL. INTRODUCCIÓN. INTRODUCCIÓN Las presas son una de las construcciones ingenieriles de mayor importancia para el desarrollo de un país, teniendo múltiples fines, entre los que se pueden enumerar, el regadío de terrenos de cultivo, generación de energía eléctrica, abastecimiento de agua, control de avenidas y almacenamiento de residuos mineros. Existen alrededor del mundo más de 40,000 grandes presas, siendo la construcción y puesta en operación de las mismas, símbolos del desarrollo que ha alcanzado el país. La construcción implica el mejoramiento de las necesidades básicas, pero también implica un cambio drástico del entorno medioambiental y el siempre latente riesgo de colapso. El Perú, dada su condición y situación geográfica, presenta deficiencias en lo referente al aprovechamiento del agua. Año tras año, nuestro país sufre las consecuencias de una mala planificación que se pone de manifiesto en las múltiples inundaciones en el interior de nuestro país, el no aprovechamiento de los terrenos costeños para agricultura y la poca generación de energía eléctrica; ello pone en evidencia el importante papel que cumplen las presas y la necesidad de su construcción no sin antes la elaboración de adecuados estudios que aseguren su viabilidad. El Perú posee aproximadamente el 5% del recurso hídrico disponible mundial, sin embargo su disponibilidad espacial y temporal es incierta y errática, teniendo grandes precipitaciones agrupados en 4 meses del año y en los restantes la escasez del agua es extrema, aunado a la aridez de un nuestra costa que a diferencia de la sierra o de la selva, las precipitaciones acaecidas son ínfimas. Ante este panorama, el diseño y construcción de presas de tierra se presentan como una alternativa eficaz para poder abastecer de agua a la población y a la actividad agrícola y pecuaria, entre otros fines. El diseño y construcción de presas va a depender de múltiples factores, tales como la disposición de materiales de construcción, idoneidad del embalse y un adecuado sitio de emplazamiento; sin embargo dado que muchas de las zonas de mejores condiciones ya han sido utilizadas, se elige como emplazamiento zonas que antes eran dejadas de lado; como por ejemplo los suelos blandos. Los suelos blandos más problemáticos son sin lugar a duda los suelos altamente orgánicos (turba), principalmente debido a su gran compresibilidad y su baja resistencia al corte, así como a su gran variabilidad con respecto a su origen lo cual hace que su CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 18.

(21) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAO DE INGENIERIA CIVIL. INTRODUCCIÓN. clasificación, pruebas geotécnica y predicción de su comportamiento ingenieril sea difícil, aunado al hecho de que se comúnmente se encuentran saturados. Estas son las principales razones del porque los ingenieros civiles evitan trabajar con suelos orgánicos, Los métodos de análisis y diseño geotécnico aplicable a suelos inorgánicos hacen suposiciones que no son aplicables a suelos orgánicos (deformaciones, consolidación secundaria y terciaria, entre otras). El conocimiento de este hecho en particular ha generado un particular interés en la investigación de sus propiedades y métodos de análisis. En la presenta Tesis analizaremos los diferentes métodos alternativos para el diseño de una presa de tierra en suelos blandos orgánicos así como el diseño de la Presa Coltani, emplazada sobre turba y arena limosa altamente orgánica.. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 19.

(22) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAO DE INGENIERÍA CIVIL. Cap/lulo 1: Antecedentes. CAPÍTULO I ANTECEDENTES. ''}l{ uti{i.zar {a e}(/Jeriencia aáquiriáa en e{ áiseiio áe una nueva estructura se proceáe por ana{ogía y ninguna condusión, por anafogía, pueáe consiáerarse vá{ü[a a menos que toáos fos factores vitafes invo{ucraáos en fos casos o6jeto áe comparación, sean prácticamente iáénticos. La e}(/Jeriencia no nos tfice naáa so6re {a naturafeza áe estosfactores y muen.os ingenieros que están orgu{{osos cíe su e}(/Jeriencia, ni siquiera sospecnan áe fas contficiones e:xjgiáas para {a vaúáez cíe sus operaciones mentafes. <Por {o tanto nuestra e}(/Jeriencia práctica pueáe ser muy engañosa, a menos que se combine en e{fa una concepción bastante precisa áe {a mecánica áe {osfenómenos en estutfio" 1(arf7'erzaglii 1.1. CONTEXTO MUNDIAL Y LOCAL DE LA CONSTRUCCIÓN DE REPRESAS. El agua es un recurso que ha tenido y tiene una gran influencia en la historia de la humanidad. La mayoría, por no decir la totalidad, de las primeras civilizaciones han visto afectados su hábitat, medios de subsistencia y comercio en función del acceso al agua y en particular de la presencia de ríos en sus territorios. Grandes civilizaciones como la egipcia, la mesopotámica, la india y la china, entre otras, ubicaron sus imperios sobre la base de cuencas fluviales debido a la disponibilidad del agua, presencia de tierras fértiles y a su uso como medio de transporte. (Figura N º 1.1). -. 'r �'�. �I. r. \ ��. (,. HuangHe. {Rkl AmarlllO) Chrna. '·. _,\. ·'-'>. Mesopotamia. ...,.}. 'J. ¡·---,. ��'"]. Tlgrts y Eufrates. . �. India. ,_,('. (,� 1. /. ,(. /°i/. .(. /. 1. >. ,".. Figura N º1.1: Cuencas Fluviales en Antiguas Civilizaciones (World Comission of Dams, 2000). Sin embargo, a pesar de sus idóneas ubicaciones, dos de los principales problemas por los que atravesaban estas grandes ciudades era la disponibilidad del recurso hídrico en épocas de escasez de lluvia y las inundadones producidas por las crecidas de los ríos en épocas de avenidas. Por estos motivos y para fines de CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 20.

(23) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAO DE INGENIERÍA CIVIL. Capítulo 1: Antecedentes. mitigación y almacenamiento se proyectaron las primeras represas y estructuras hidráulicas. La primera evidencia de ingeniería de ríos de la que se tiene conocimiento son los restos de los canales de irrigación de hace más de ocho mil años en Mesopotamia. Asimismo, se han encontrado restos de presas de almacenamiento de agua en Jordania, Egipto y otras partes del Medio Oriente, que se remontan a por lo menos 3000 a.c. Existe también constancia histórica que unos mil años después, la construcción de represas para irrigación y abastecimiento de aguas estaba muy extendida. En el Perú una de las primeras evidencias de ingeniería de ríos fue el acueducto de Cumbemayo, el cual colectaba las aguas de la vertiente de la cuenca del Atlántico, y las direccionaba mediante una serie de canales excavados en roca hacia la vertiente del Pacifico, almacenándolas en el primer reseNorio del continente americano. Un sin número de estructuras hidráulicas tales como Tipon, Pikillakta, etc fueron construidas por los Incas e incluyen acueductos, canales de conducción y vertederos. Sin embargo, los Incas no construyeron represas, en vez de ello los Incas llevaron a cabo un aprovechamiento regulado de las aguas de los lagos mediante ventanas o aperturas en cascadas sobre los diques naturales. Es adecuado agregar que los Incas no construyeron sus ciudades sobre áreas inundables, sino que las emplazaron en las zonas de mayor altura, alejadas de las áreas críticas (Alvarado, 2007). 1.2. LAS REPRESAS EN EL SIGLO XX. En el siglo pasado hubo un acelerado incremento en la construcción de represas. Para 1949 ya se habían construido en todo el mundo unas 5,000 grandes represas, y para finales del siglo XX ya había más de 45,000 grandes represas en más de 140 países. El crecimiento de represas después de la Segunda Guerra Mundial fue realmente abrumador, así como también el descenso de la construcción de las mismas. después de la década de 1970 (Figura N º 1.2). El descenso de la. construcción de represas se debe entre otras cosas a la fuerte oposición debido a los impactos negativos en los ecosistemas fluviales y en la población, además del acaparamiento de los sitios con mejores condiciones ingenieriles (World Comission of Dams, 2000). Muchos de los emplazamiento técnicamente ideales, es decir, de gran capacidad de almacenamiento, laderas estables, materiales de · construcción disponibles, boquilla estrecha, han sido descartados como posible suelo de cimentación de CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 21.

(24) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACUL TAO DE INGENIERÍA CIVIL. Capitulo /: Antecedentes. presas debido a que presentan una profunda cobertura de material blando (arenas sueltas, arcillas blandas, suelos orgánicos y turbas). Con el fin de utilizar aquellos emplazamientos que antes no eran tomados en cuenta, recientemente se han desarrollado técnicas de estabilización y mejoramiento de suelos que permiten un diseño adecuado y seguro de presas, tomando como base la teoría de la mecánica de suelo, la experiencia práctica y la innovación. 6000 5 000 4000 3000. "'. 2000 t 000. Figura N º 1.2: Construcción de Represas por Década Fuente: ICOLD, 1998 (Se excluye las represas de China). 1.3. CIMENTACIONES DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGÁNICOS. Son muy pocas las ocasiones en las que se diseña presas sobre suelos orgánicos, turbas o muskeg. Es de práctica general tratar de evitar el emplazamiento de presas sobre este tipo de terrenos, debido a sus pobres características ingenieriles, aunado al desconocimiento de las propiedades del material orgánico y a la gran variabilidad de sus orígenes. Como se verá más adelante los suelos orgánicos se pueden dividir en dos tipos: Los suelos minerales con algún porcentaje de materia orgánica, conocidos como suelos orgánicos, y los suelos puramente orgánicos también llamados turba. Los criterios de diseño en ambos subtipos de materiales orgánicos varían debido a que sus características y propiedades son también diferentes. Cuando se tiene la necesidad de diseñar presas sobre turbas se debe de considerar lo siguiente: o. La turba en general presenta muy baja resistencia inicial,. o. Es altamente compresible,. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS. CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 22.

(25) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER{A FACUL TAO DE INGENIERÍA CIVIL. Cepltulo I: Antecedentes. o. Tienen una alta permeabilidad inicial,. o. En la mayoría de los casos los ensayos de laboratorio y de campo convencionales no son aplicables, y. o. Presentan una gran variabilidad. Cualquiera de los métodos empleados para el mejoramiento del terreno turboso debe de tomar las consideraciones y el tipo de presa proyectada deberá de adecuarse a estos requerimientos. Es técnicamente inaceptable la cimentación de presas sobre el suelo blando sin que este haya sido removido, estabilizado o mejorado. Sin embargo, a pesar de que el suelo ha sido mejorado, siempre se generan deformaciones remanentes. El tipo de presa que podría ajustarse a esta condición son las presas de materiales sueltos (tierra o escollera), ya que al contrario de las presas de concreto, éstas suelen permitir alguna cantidad de deformación sin que ésta devenga en la falla de la represa. El tipo de presa a elegirse va a depender por lo tanto de los materiales disponibles, la forma de la cerrada o de la boquilla de la presa, la altura de la presa, la sismicidad de la zona, la disponibilidad de los materiales, la inseguridad o riesgos asociados y el suelo de fundación, entre otros factores. En el Perú hay contados casos de cimentación de presas sobre suelos orgánicos. Entre los proyectos que se han dado están el recrecimiento de la presa N °2 de la presa Alpamarca, cimentada sobre suelos orgánicos y la presa Sibinacocha, cimentada sobre suelos orgánicos. La Presa Coltani, la cual será objeto de estudio y análisis en la presente tesis, probablemente será una de las pocas represas de almacenamiento y derivación de agua, emplazada sobre suelos orgánicos en nuestro país.. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 23.

(26) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA. Cepltulo 11: Merco Teórico. FACULTAO DE INGENIERÍA CIVIL. CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO. "Cua{q_uier intento áe áetener e{ asentamiento sin fiacer (a investigación prefiminar propuesta sería una apuesta irresponsa6Ce. Puesto que fie siáo testigo áe mucfias apuestas áe este tipo, pueáo áecir por eJCperiencia personal; que {os afiorros asociaáos con investigaciones prefiminares insuficientes, están tota{mente fuera áe proporción con Cos riesgosfinancieros. " 1(ar{7'erzagfii 2.1. TIPOS DE SUELOS. El suelo es un sistema discontinuo de partículas inorgánicas y orgánicas. La materia inorgánica tiene su origen, directa o indirectamente en las rocas, La materia orgánica, en cambio, proviene de la descomposición de vegetales y/o animales, cuyo producto final es el humus o turba. Se considera por lo tanto que el suelo es una mezcla de materia inorgánica y un cierto porcentaje de materia vegetal descompuesta o en proceso de descomposición (Figura N º 2.1 a). La turba o "muskeg" es un tipo especial de suelo orgánico que está conformado casi enteramente por materia orgánica, y en donde sus propiedades físicas y mecánicas dependen del grado de descomposición de la parte fibrosa y del contenido de humedad (Figura N º 2.1 b). Es frecuente encontrarla en ambientes saturados por agua, tales como en humedales costeros y en turberas altoandinas de las regiones glaciares. /. Agregado Cuerpo Orgánico Partícula del Suelo. o. o. o. º oº. ----Macroporo o o o. �:. �ºº 2.1 (a). "'-·. 2.1 (b). Figura N º2.1: (a) Estructura del Suelo Orgánico (b) Fases de Turba (Miyasaki, 1960 & Kogure, 1993). Muy aparte de los suelos puramente orgánicos (turbas) y los suelos puramente minerales, hay un gran número de formas transicionales. Estos se dan cuando materia orgánica pura se mezcla con suelo mineral, formando suelo orgánico. Los CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGÁNICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 24.

(27) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER{A. Cap/lulo 11: Marco Teórico. FACULTAO DE INGENIERÍA CIVIL. limos y arcillas orgánicas, entre los que se encuentra el topsoil son sub-clases de este tipo de suelo.. 2.2. ORIGEN Y FORMACIÓN DE LOS SUELOS ORGÁNICOS. Los suelos de origen orgánico constituyen un tipo especial de suelo residual, debido a que buena parte de su estructura ha sido formada in-situ durante las etapas de descomposición y acumulamiento de los remanentes de plantas y animales muertos. El proceso de descomposición de la materia orgánica se da de diferentes maneras, principalmente a través de la actividad bacteriana y es intensificado por un clima cálido, una adecuada humedad y acceso al oxígeno del aire. Tal como se muestra en la Figura N º 2.2, el ciclo de la descomposición de la materia en muchos ecosistemas secos es relativamente rápido y completo, de modo que frecuentemente el espesor del estrato de suelo orgánico formado, el cual se denomina comúnmente como topsoil, no tiene gran potencia.. Plantas y Animales Vivos. Substancias Organlcas Muertas. Oxidación y descomposición incompleta. Oxidación completa (Suelos Trópicales). Humus. C02, H20, etc. (Producto Final). �ssecas: ��oil. E I proceso es relativamente rapido.. En areas pantanosos y lagos: ] Turba Fibrosa y Amorfa). El proceso es relativamente lento.. Figura N º2.2: Esquema del Proceso de Descomposición de la Materia Biogénica (Hartlen y Wolski, 1996). 2.2.1 Los. Procesos de Descomposición del Material Orgánico procesos. de. descomposición. son. aquellos · en. los. cuales. ciertos. microorganismos tales como las bacterias descomponen el material biodegradable.. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGÁNICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 25.

(28) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA. Capítulo 11: Marco Teórico. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL. Existen dos principales procesos responsables de la descomposición orgánica en un ambiente de suelo-agua. Uno implica procesos aeróbicos, y un segundo implica procesos anaeróbicos, los cuales se pueden darse simultáneamente. Durante. la. descomposición. aeróbica,. los. carbohidratos. (sustancias. biodegradabales) son convertidos en corto tiempo en dióxido de carbono y agua, tal como se muestra en la siguiente reacción: CH2 0 + 02. �. C02 + H2 0. (2. 1). La demanda del oxígeno es relativamente alta, aproximadamente 1.07 gr por 1.0 gr de carbohidrato (CH2 0}. Se concluye por lo tanto que la falta de oxígeno generaría que la sustancia a oxidarse no vea completa la reacción química de oxidación. La Ecuación N º 2.1 no muestra todas las reacciones que suceden en el proceso de descomposición, además de otros subproductos generados (N03 , 504 y P04 ). La descomposición anaeróbica, en cambio, es un proceso relativamente lento debido a la baja tasa de crecimiento microbiano, como consecuencia de la falta de oxígeno que retarda la oxidación del material orgánico, estando este proceso compuesto por tres etapas: (1) estación de fermentación ácida, en donde se crean ácidos, (2) estación de regresión ácida, en donde los ácidos orgánicos son transformados a metano, incrementando el pH a 7, (03) estación de fermentación. alcalina, en donde los sólidos se descomponen lentamente y el desprendimiento de gas disminuye significativamente (Evangelou, 1998).. 2.2.2. Ecosistemas de Formación del Material Orgánico. Debido a la finalidad que persigue la presente investigación, se describirán los mecanismos de formación del material orgánico en áreas permanentemente inundadas de las zonas andinas (bofedales altoandinos), obviándose al respecto los humedales costeros (pantanos de villa, pantanos de ventanilla, manglares, etc) y selváticos (aguajales, etc). 2.2.2.1 Formación de los Bofedales Altoandinos Las turberas o bofedales de las regiones altoandinas son normalmente alimentados por el agua proveniente de los glaciares. La deposición de los glaciares normalmente favorece la formación de pequeños depósitos o pequeños lagos. Cuando los bloques de hielo que conforman el glacial se derriten, llenan la depresión causada por el peso del bloque del agua, llenando "rápidamente" la depresión con sedimentos y generando vegetación en descomposición. Cuando las plantas son enterradas se convierten en suelos orgánicos o depósitos de turba. Si CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGÁNICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 26.

(29) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA. Capítulo 11: Marco Teórico. FACUL TAO DE INGENIERÍA CIVIL. hay un aporte continuo de agua por parte de los glaciares en las cabeceras de cuenca, podría originar la formación de turbales en estos pequeños lagos o en quebradas que conforman la cuenca (Keller, 2011).. D Lodo Orgánico y Turba. ra-z,-r¡ Depósito morrénico �arcilloso. D Arena. CJ. Grava y arena p D ósito e o morré nic .-----, Hielo � l__J i::.±=:...1 arenoso. Figura N º 2.3: Formación de Depósitos Orgánicos en Medios Glaciares (Bennet & Glasser, 2009). De lo visto anteriormente, ha de entenderse que el agua es el factor externo más importante que limita la descomposición de la planta, y por ende que gobierna la formación de turbales. Generalmente las áreas de turberas se encuentran permanentemente húmedas o saturadas debido al bajo caudal de agua (ríos perezosos) y al limitado drenaje. Existen otros mecanismos mediante los cuales se afecta al inhibirse la descomposición: 1. Inducción de temperaturas menores que las del ambiente, que pueden aunarse a las ya bajas temperaturas del medio (regiones altoandinas). Este mecanismo se debe a la baja capacidad calorífica del agua.. 2. Limitada tasa de difusión de los gases en el agua, lo cual conduce a una baja disponibilidad de oxígeno... Los turbales son entonces formados por la acumulación de capas orgánicas, las cuales entran a un estado de fermentación y no llegan a descomponerse por la falta de oxígeno y a las bajas temperaturas reinantes. Unos de los tipos más comunes de especies de plantas son las del tipo almohadilla, las cuales tienen una gran capacidad para almacenar carbono y agua.La quebrada Coltani es un ejemplo de un depósito de turba tipo almohadilla (Figura N º 2.4).. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGANICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 27.

(30) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA. Capítulo //: Marco Teórico. FACULTAD DE INGENIERfA CIVIL. Figura N º2.4: Vista del Depósito de Turba (Bofedal) en la Quebrada Coltani. 2.2.3. Tasa de Acumulación de la Turba. La mayoría de los depósitos actuales de turba fueron formados luego de la retirada de los glaciares al final de la última era de hielo, hace aproximadamente 12,000 años (Keddy, 2002). La turba se acumula lentamente a una tasa promedio de 1 mm por año (Keddy, 2010), siendo la tasa de crecimiento mayor en el hemisferio sur. 2.3. CLASIFICACIÓN GEOTÉCNICA. El sistema unificado de clasificación de suelos (SUCS) categoriza a los suelos orgánicos basados en su posición respecto de la línea A del gráfico de Casagrande, en su límite líquido y el decrecimiento de este después del secado al horno. Sin embargo, este método de clasificación o de "descalificación" tiene solo como fin el separar a los suelos altamente orgánicos (turba) de los minerales, siendo bajo este fin muy adecuado. Cuando se requiere tomar la clasificación como un parámetro para prever las propiedades, este método obvia al parámetro más importante de todos en la clasificación de los suelos orgánico: el contenido orgánico, el cual determina la gravedad específica, la densidad, y fundamentalmente los parámetros de resistencia y permeabilidad. En suelos altamente orgánicos, tal como la turba, el contenido de humedad determina las propiedades del suelo. Hay que considerar además que una clasificación detallada del tipo de turba que tome en cuenta el olor, color y consistencia de la masa orgánica, nos da una idea del estado de descomposición de la materia orgánica, permitiéndonos diferenciar el tipo de turba: amorfa, pseudofibrosa o fibrosa, y por ende de las propiedades relativas a ella, ya que tal como Mesri et al (2007) mostró, las propiedades de la turba fibrosa (poco descompuesta) difieren de las turbas amorfas (altamente descompuestas).. CIMENTACIÓN DE PRESAS SOBRE SUELOS ORGÁNICOS CANAZA TORRES, JOSE ANGEL. 28.

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Figura N º 2.2:  Esquema del Proceso de  Descomposición de la Materia Biogénica  (Hartlen y Wolski,  1996)

Figura N

º 2.2: Esquema del Proceso de Descomposición de la Materia Biogénica (Hartlen y Wolski, 1996) p.27
Figura N º 2.1 O:  Cambios en los Limites de Atterberg con el Contenido Orgánico en Suelos Orgánicos  (Abdallah, 1999)

Figura N

º 2.1 O: Cambios en los Limites de Atterberg con el Contenido Orgánico en Suelos Orgánicos (Abdallah, 1999) p.44
Figura N º 2.13: Gravedad Específica de Suelos Orgánicos en Función del Contenido Orgánico

Figura N

º 2.13: Gravedad Específica de Suelos Orgánicos en Función del Contenido Orgánico p.47
Figura  N º 2.12: Gravedad Específica de las Turbas en  Función de la Humedad Natural

Figura N

º 2.12: Gravedad Específica de las Turbas en Función de la Humedad Natural p.47
Figura N º 2.14:  Relación de Vacios de las Turbas en Función de la Humedad Natural en Estado  Saturado

Figura N

º 2.14: Relación de Vacios de las Turbas en Función de la Humedad Natural en Estado Saturado p.48
Figura N º 2.15:  Relación entre el Coeficiente de Consolidación y la  Presión Vertical  In Situ

Figura N

º 2.15: Relación entre el Coeficiente de Consolidación y la Presión Vertical In Situ p.52
Figura N º 2.20:  Variación del Ángulo de Fricción con Esfuerzo Efectivo en Ensayos Triaxiales  (Gruen et al,  1983)

Figura N

º 2.20: Variación del Ángulo de Fricción con Esfuerzo Efectivo en Ensayos Triaxiales (Gruen et al, 1983) p.60
Figura N º 2.21:  Principios del Ensayo de Compresión Triaxial  (a) Aplicación de Esfuerzos,  (b)  Representación de los Esfuerzos Principales  (c) Arreglo Normal de los Ensayos de Esfuerzo

Figura N

º 2.21: Principios del Ensayo de Compresión Triaxial (a) Aplicación de Esfuerzos, (b) Representación de los Esfuerzos Principales (c) Arreglo Normal de los Ensayos de Esfuerzo p.61
Figura N º 2.22:  Círculos de Falla en Diferentes Tipos de Ensayo Triaxial

Figura N

º 2.22: Círculos de Falla en Diferentes Tipos de Ensayo Triaxial p.62
Figura N ° 2.24:  Modos de Falla Cortante en Turbas Fibrosas  (a)  Ensayo de Corte Directo  (b) Ensayo Triaxial

Figura N

° 2.24: Modos de Falla Cortante en Turbas Fibrosas (a) Ensayo de Corte Directo (b) Ensayo Triaxial p.64
Figura N º 2.26:  Esquema de la Celda de Rowe para el Ensayo de Permeabilidad  (a) Flujo Vertical {b)  Flujo Radial

Figura N

º 2.26: Esquema de la Celda de Rowe para el Ensayo de Permeabilidad (a) Flujo Vertical {b) Flujo Radial p.69
Figura N º 2.33: Tipos de Falla de Sobre Suelos Blandos:  (a) Falla por Capacidad Portante, (b) Falla  Rotacional,  (c) Falla por Oespredimiento Lateral

Figura N

º 2.33: Tipos de Falla de Sobre Suelos Blandos: (a) Falla por Capacidad Portante, (b) Falla Rotacional, (c) Falla por Oespredimiento Lateral p.86
Figura N ° 3.1:  Esquema de la Disposición de los Drenes Verticales para Acelerar el Proceso de  Consolidación  - Modelo de Celda Unitaria

Figura N

° 3.1: Esquema de la Disposición de los Drenes Verticales para Acelerar el Proceso de Consolidación - Modelo de Celda Unitaria p.97
Figura N ° 3.3:  Comparación del  Porcentaje de Consolidación Promedio para el Caso dl:l  Deformaciones Libres e Iguales

Figura N

° 3.3: Comparación del Porcentaje de Consolidación Promedio para el Caso dl:l Deformaciones Libres e Iguales p.100
Figura N º 3.4: Abaco para el Cálculo del Grado Promedio de Consolidación Vertical  (Elaborado por el Tesista)

Figura N

º 3.4: Abaco para el Cálculo del Grado Promedio de Consolidación Vertical (Elaborado por el Tesista) p.103
Figura N º 3.10: Cálculo de la Caudal Requerido (q,eq) en Función del Grado Promedio de  Consolidación y Para Diversos Valores de Permeabilidad Radial

Figura N

º 3.10: Cálculo de la Caudal Requerido (q,eq) en Función del Grado Promedio de Consolidación y Para Diversos Valores de Permeabilidad Radial p.112
Figura N ° 3.14:  Influencia de la Presión Lateral en la Capacidad de Descarga del Oren Prefabricado  (Bergardo,  1996)

Figura N

° 3.14: Influencia de la Presión Lateral en la Capacidad de Descarga del Oren Prefabricado (Bergardo, 1996) p.115
Figura N º 3.17:  Efectos de los Parámetros en el Grado de Consolidación  (Rixner, 1986)  100.0  �  90.0  .¡¡  80.0  -T•4meses  70.0  60.0  -T•Bmesa

Figura N

º 3.17: Efectos de los Parámetros en el Grado de Consolidación (Rixner, 1986) 100.0 � 90.0 .¡¡ 80.0 -T•4meses 70.0 60.0 -T•Bmesa p.118
Figura N º 4.5:  Gráficos de los Ensayos Tipo Lugeon Realizados en las Perforaciones

Figura N

º 4.5: Gráficos de los Ensayos Tipo Lugeon Realizados en las Perforaciones p.135
Figura N º 4.6:  Permeabilidades Obtenidas en las Perforaciones a Partir de los Ensayos de  Permeabilidad Tipo Lefranc y Lugeon (Estudio Definitivo, 2013)

Figura N

º 4.6: Permeabilidades Obtenidas en las Perforaciones a Partir de los Ensayos de Permeabilidad Tipo Lefranc y Lugeon (Estudio Definitivo, 2013) p.137
Figura Nº4.7:  Permeabilidades Obtenidas en las Perforaciones a Partir de los Ensayos de  Permeabilidad Tipo Lefranc (Estudio de Factibilidad, 2010)

Figura Nº4.7:

Permeabilidades Obtenidas en las Perforaciones a Partir de los Ensayos de Permeabilidad Tipo Lefranc (Estudio de Factibilidad, 2010) p.138
Figura N º 4.9:  Foto Representativa del Limo Orgánico y de la Turba Pseudofibrosa con Arena

Figura N

º 4.9: Foto Representativa del Limo Orgánico y de la Turba Pseudofibrosa con Arena p.145
Figura N ° 4.12: Variación del Coeficiente de Consolidación con la Presión en el SPT S-2 / M-2

Figura N

° 4.12: Variación del Coeficiente de Consolidación con la Presión en el SPT S-2 / M-2 p.152
Figura N º 4.14: Gráficas NsPT vs Profundidad y NoPL vs Profundidad en el Eje de Presa para Suelos  Altamente Orgánicos

Figura N

º 4.14: Gráficas NsPT vs Profundidad y NoPL vs Profundidad en el Eje de Presa para Suelos Altamente Orgánicos p.158
Figura N º 4.20: Coeficiente de Consolidación vs Esfuerzo Efectivo Vertical en Turba Fibrosa y Arena  Limosa Orgánica

Figura N

º 4.20: Coeficiente de Consolidación vs Esfuerzo Efectivo Vertical en Turba Fibrosa y Arena Limosa Orgánica p.165
Figura N º 4.22:  Variación de la Conductividad Hidráulica con el Cambio en la Relación de Vacíos en  la Arena Limosa

Figura N

º 4.22: Variación de la Conductividad Hidráulica con el Cambio en la Relación de Vacíos en la Arena Limosa p.166
Figura N º 4.25:  Estabilidad a la Falla Rotacional sin Reforzamiento -Análisis Estático -1  Etapa (fiH=

Figura N

º 4.25: Estabilidad a la Falla Rotacional sin Reforzamiento -Análisis Estático -1 Etapa (fiH= p.174
Figura N º 4.28:  Estabilidad a la Falla  Rotacional con Refuerzo- Análisis Pseudoestático - 1  Etapa  (b.H= 2.5 m)

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º 4.28: Estabilidad a la Falla Rotacional con Refuerzo- Análisis Pseudoestático - 1 Etapa (b.H= 2.5 m) p.175
Figura N ° 4.33:  Estabilidad a la Falla por Desprendimiento  Lateral  :Interfase Cohesiva - 1  Etapa  (t.H= 2.5 m)

Figura N

° 4.33: Estabilidad a la Falla por Desprendimiento Lateral :Interfase Cohesiva - 1 Etapa (t.H= 2.5 m) p.177
Figura N ° 4.39:  Distribución de los Esfuerzos Verticales  Debido  a  Primera  Etapa  de Carga en el  Centro del Terraplen

Figura N

° 4.39: Distribución de los Esfuerzos Verticales Debido a Primera Etapa de Carga en el Centro del Terraplen p.183

Referencias