Diseno de Diques en Talud 2008

ESQUEMA GENERAL

1. Introducción

2. Definición. Elementos de la sección tipo 3. Modos de fallo

4. Parámetros de diseño de la sección tipo 5. Manto principal

– Tipos. Elementos. Colocación

– Dimensionamiento. Fórmulas de diseño

6. Criterios generales de diseño de capas

– Cotas, anchura de coronación, bermas...

7. Núcleo: Cota, anchura, recomendaciones 8. Capas de filtro. Condición de filtro

9. Protección del pie

10. Berma de apoyo del manto 11. Morro de los diques en talud

12. Respuesta hidráulica de un dique en talud. Rebase, reflexión, transmisión

FUNCIONES DE LOS DIQUES PORTUARIOS:

CONDICIONANTES DE DISEÑO

• Abrigo una zona portuaria

• Rebase limitado (se admite cierto grado de rebase) • Transmisión limitada

• Abrigo a un muelle adosado • Mínimo rebase

• Transmisión limitada • Riesgo mínimo

• Calado suficiente

FUNCIONES DE LOS DIQUES PORTUARIOS:

CONDICIONANTES DE DISEÑO

FUNCIONES DE LOS DIQUES PORTUARIOS:

CONDICIONANTES DE DISEÑO

• Abrigo de zonas de navegación • Agitación limitada

• Calado suficiente • Factores favorables:

• Transmisión y rebase admisibles • Averías admisibles • Encauzamientos • Agitación limitada • Permeabilidad mínima • Factores favorables: • Rebase admisibles • Averías admisibles

TIPOS DE DIQUES

• FUNCIONALES

– Irrebasables – Rebasables – Emergidos – Sumergidos – Impermeables – Permeables – Reflejantes – Amortiguadores – Abrigo total – Abrigo parcial

• ESTRUCTURALES

– Monolíticos – Desagregados (talud) • Estables dinámicamente • Estables estáticamente – Mixtos – Flotantes – Neumáticos – Hidráulicos

Talud

Verticales

Especiales

TIPOLOGÍAS PRINCIPALES

• DIQUES EN TALUD

– DISIPADORES – PERMEABLES – DESAGREGADOS – Irrebasables – Rebasables – Emergidos – Sumergidos

• DIQUES VERTICALES

– REFLEJANTES – MACIZOS – MONOLÍTICOS – Irrebasables – Rebasables – Emergidos – Sumergidos

·

DIQUES ESPECIALES

-

Flotantes - Neumáticos - Hidráulicos

DIQUES EN TALUD. FUNCIONES

• DISIPACIÓN DE LA ENERGÍA DEL OLEAJE:

DIQUES ROMPEOLAS

– Abrigo frente al oleaje (función principal) – Estanqueidad (impermeabilidad)

– Apoyo y sustentación (transporte sólido)

• TRAMOS PRINCIPALES – Arranque – Tronco – Morro • TIPOS – Abiertos – Cerrados – Exentos

K

2_R

+

+

+

+

K

_T2

+

+

+

+

K

_D2

=

=

=

=

1

DIQUES EN TALUD: FACTORES A CONSIDERAR

• VENTAJAS

– Averías: se producen de forma progresiva – Medios constructivos más asequibles

• INCONVENIENTES

– Coste elevado en grandes calados – Ocasiona molestias constructivas – Alta dependencia de canteras

• PROBLEMAS MÁS FRECUENTES

– Averías en el manto principal – Rotura de elementos del manto – Daños por rebase

– Asentamientos

• VENTAJAS

– Averías: se producen de forma progresiva – Medios constructivos más asequibles

• INCONVENIENTES

– Coste elevado en grandes calados – Ocasiona molestias constructivas – Alta dependencia de canteras

• PROBLEMAS MÁS FRECUENTES

– Averías en el manto principal – Rotura de elementos del manto – Daños por rebase

DIQUES EN TALUD SEGÚN TIPO DE ABRIGO

• ABRIGO TOTAL

– No rebasable (o muy poco) – Talud: estáticamente

estables (núcleo, manto de protección, capas de filtro) – Impermeable (o casi)

– Avería
destrucción

– Prediseño con fórmulas de

cálculo convencionales

(Iribarren, Hudson, van der Meer), (Goda, Takahashi)

• ABRIGO PARCIAL

– Rebasables (baja cota)

• De sección tipo convencional

– Talud: estáticamente estables

– Impermeable

– Avería
destrucción

• Diques arrecife (talud)

– Dinámicamente estables (acumulación elementos de escollera) – Permeables – Avería
deformación – Emergidos o semisumergidos – Sumergidos (hc/d < 0.60)

– No válidas las fórmulas convencionales

TIPOS DE

DIQUES

NÚCLEO MANT O PRIN CIPAL BERMA BANQUETA ESPALDÓN OLEAJE FILTR O MANTO POSTERIOR ELEMENTOS FUNDAMENTALES DE UN DIQUE EN TALUD TERRENO

Dique en talud. Modos de fallo hidráulico. Rebase y transmisión

PARÁMETROS DE DISEÑO DE LA SECCIÓN TIPO

• OLEAJE

• ESTRUCTURALES

– Dimensiones de la sección tipo del dique

– Elementos de los mantos principal y secundarios – Espaldón

• EMPLAZAMIENTO

– Profundidad h

– Carrera de marea

– Configuración del fondo; pendiente del fondo m

• GEOTÉCNICOS

– Características del terreno – Dragado

PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS DEL OLEAJE

• Altura de ola

– H_1/3, H_1/10, H_máx

• Periodo del oleaje

– Tp, T_1/3, T_med

• Dirección del oleaje

– Ángulo de incidencia β

• Duración del temporal. Persistencia

– Número de olas: N

• Parámetros espectrales

PARÁMETROS ESTRUCTURALES

• Geométricos. Dimensiones de la sección tipo

– Talud – Cotas

– Bermas: cota, anchura

• Características de los elementos estructurales

– Elementos del manto principal

• Tipo y tamaño. Pesos. Densidades. Colocación.

– Mantos secundarios.

• Filtros. Tamaños, pesos y densidades.

• Manto talud posterior. Tamaños. Densidades.

– Espaldón

PARÁMETROS ESTRUCTURALES

DE LA SECCIÓN TIPO

B R_c h_s ht A_c W, γ, D_n

Materiales utilizados

• Características resistentes de los materiales

• Materiales de cantera

– Densidad

– Tamaños de escollera disponibles

• Máximos, Mínimos, Granulometrías • Volúmenes necesarios

– Densidad

– Forma (redondeado, lajas, etc.,)

• Hormigones

ELEMENTOS A DISEÑAR

• Núcleo. Talud. Cota y anchura de coronación

• Manto principal

– Fórmulas empíricas para obtener el peso del elemento

– Talud

– Tipo de elemento: cúbico, paralelepípedo

– Dimensiones: nº de capas, coronación del manto, anchura de bermas (según experiencia)

• Mantos secundarios. Filtros. Condición de

filtro

• Berma de apoyo; fórmulas

• Banquetas. Profundidad, anchura de berma

• Espaldón: fórmulas empíricas

• Componente resistente esencial del dique en

talud

• Efectos del oleaje sobre el manto

– Remonte y descenso de la masa de agua – Fuerzas de inercia y arrastre

• Fórmulas:

– Peso P, diámetro Dn₅₀ del elemento, densidad γ

• Modos de fallo principales

– Fallo global por deslizamiento (se excede la fricción entre capas o la fricción en círculo de deslizamiento)

– Fallo por inestabilidad de las piezas – Fallo por rotura de las piezas

CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES DEL

MANTO PRINCIPAL

MANTO PRINCIPAL. FACTORES DE DISEÑO.

• Tipo de elemento

• Peso de los elementos

• Densidad

• Forma de colocación

– Número de capas

– Ordenada o concertada – Densidad de colocación

(Coastal Engineering Manual)

MANTO PRINCIPAL:

FÓRMULAS DE DISEÑO

• Fórmulas empíricas

– Desarrolladas en s. XX

– Basadas en ensayos de laboratorio en modelo físico

– Relacionadas con Ns = H/(∆·D)

• Predicen peso del elemento W ó Dn

• Rango de validez

• Iribarren (1965)

– 1938: Ns = f(α)

– 1957: introduce la fricción Ns = f(α, f)

– Simplificada

• Corrección de P. Suárez Bores (1976)

– H_D = H_1/10 = 1.27 · H_1/3

– Método Sistémico Multivariado

Manto principal:

fórmulas de diseño

W N f sen d d A = == = − − − − ⋅⋅⋅⋅ −−−− ⋅⋅⋅⋅ ( cosαααα αααα)3 ( )3 3 1 W ==== Q ×××× R ×××× A3

N (pieza, avería, equilibrio) f fricción

d densidad A = H_1/3

• Hudson (1959)

– Numerosos ensayos en modelo físico – Sencillez de aplicación

– Coeficiente de estabilidad (tablas)

• K_D: tronco-morro; ola rota-ola no rota; tipo de pieza;

forma de colocación; nº de capas; averías (inicio)

• H_D = H_1/3; H_D = H_1/10 (B.S); H_D = Hb

– Influencia notable de la densidad

Manto principal:

fórmulas de diseño

W H K D D w = = = = ⋅⋅⋅⋅ ⋅⋅⋅⋅ ⋅⋅⋅⋅ −−−−      γγγγ α α α α γγγγ γγγγ 3 3 1 cot

• Hudson (1959):

principales limitaciones

– Ensayos con pequeñas escalas: efectos de escala – Ensayos con oleaje regular

– Secciones con talud indefinido (irrebasables)

– No considera periodo (T) ni duración del temporal (N)

– No permite determinar el equilibrio hacia arriba o hacia abajo

– No distingue el tipo de rotura

• Van der Meer (1988): escollera

– Oleaje irregular (250 ensayos)

– Influencia del periodo del oleaje (T, L, s_om = 2πH/(gT2₎

– Influencia de la permeabilidad P

– Influencia de la duración del temporal N – Influencia del nivel de daño S = Ae/D_n502

– Influencia del tipo de rotura de la ola sobre el talud (ξ_om) – Altura de ola de diseño: H_D = Hs

– En profundidades de rotura: H_D = H_2% = 1.1 – 1.4 Hs

• Van der Meer (1988): escollera

Manto principal:

fórmulas de diseño

Hs D P S N si Hs D P S N si n om om t n om P om t ∆ ∆∆ ∆ ∆ ∆∆ ∆ ⋅⋅⋅⋅ ====       ⋅⋅⋅⋅ ≤≤≤≤ ⋅⋅⋅⋅ ====       ⋅⋅⋅⋅ >>>> − −− − −−−− − −− − 50 0 18 0 2 0 5 50 0 13 0 2 6 2 1 0 . . cot . . . . . ξ ξ ξ ξ ξξξξ ξξξξ α α α α ξξξξ ξξξξ ξξξξ

((((

))))

ξ ξ ξ ξ_{t ==== 6 2P}0 31 αααα P++++ 1 0 5 . . tan . Valor de transición

Tiene en cuenta la forma de rotura de la ola

SURGING PLUNGING

• Van der Meer (1988): piezas prefabricadas

– Permeabilidad P = 0.4

– Talud = 1.5 (cubos, tetrápodos), 1.33 (acrópodos)

– Profundidades someras: H_D = H_b; H_D = H_2% = 1.1 a 1.4 H_1/3

Manto principal:

fórmulas de diseño

Hs D N N s n od om ∆ ∆ ∆ ∆ ⋅⋅⋅⋅ ==== ++++       ⋅⋅⋅⋅ −−−− 6 7 1 0 4 0 3 0 1 . . . . Hs D N N s n od om ∆ ∆ ∆ ∆ ⋅⋅⋅⋅ ==== ++++       ⋅⋅⋅⋅ −−−− 3 75 0 85 0 5 0 25 0 2 . . . . . Hs D N inicio averia Hs D N fallo n od n od ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ⋅⋅⋅⋅ ==== ==== ⋅⋅⋅⋅ ==== >>>> 3 7 0 4 1 0 5 . ( ; ) . ( . ; ) Cubo (paralel.) Tetrápodo Acrópodo

0.5

-0

Acrópodo

1.5

0.5 - 1

0

Tetrápodo

2

0.5 – 1.5

0

Cubo

> 8

3 – 5

2

Escollera

Filtro

visible

Daño

moderado

Inicio

de daño

PIEZA

CRITERIO DE ESTABILIDAD (Broderick)

Valores de S (escollera) y N_od (bloques)

Manto principal:

fórmulas de diseño

• Burcharth (1991-1992)

– Bloques paralelepipédicos

• Berenguer, J.M. y Baonza, A. (1998)

– Bloques cúbicos perforados y antifer perforados

– Con y sin espaldón – Taludes 1.5 y 2 – 3 periodos. N = 3000 Hs D_n D ∆ ∆∆ ∆ ⋅⋅⋅⋅ ==== +1+++ 2 72 ×××× 0 25 . . D = nivel de daños (0 – 5 %) Hs D_n som ∆ ∆ ∆ ∆ ⋅⋅⋅⋅ ====1 50 ++++ 2 30 ×××× 0 50 . . .

• Berenguer, J.M.: bloque BETAS (1998)

– Oleaje regular e irregular (taludes 1.5 y 2) – K_D = 8.50

Manto principal:

fórmulas de diseño

Hs D_n ∆ ∆ ∆ ∆ ⋅⋅⋅⋅ ==== ×××× − − − − 3 30. ξξξξ 0 20. Hs D_n som ∆ ∆ ∆ ∆ ⋅⋅⋅⋅ ==== ×××× − − − − 1 60. 0 030. Tronco Morro CEPYC

INFLUENCIA DE LA DENSIDAD

• Hudson ______ γ/(γ/ γ_w – 1)3

• Losada_______Sr/(Sr – 1)3

• Iribarren______ d/(d – 1)3

• Parámetro de alta sensibilidad en la estabilidad de las piezas del manto

• Permite reducir el tamaño de las piezas • Bloques de alta densidad

– Hormigones con áridos de alta densidad – Bloques de piedra natural de alta densidad

Colocación de piezas del manto

• Densidad de colocación. Porosidad

– nº de bloques por unidad de área del manto

– alta densidad → menor porosidad – “Packing density”

• Forma de colocación

– Aleatoria – Concertada

• mayor trabazón

• mayor rigidez de comportamiento estructural • textura de la superficie: más o menos rugosa

φ φ φ φ ==== ×××× ××××  −−−−      n k_p 1 P 100 N A n k P W p = = = = ×××× ××××  −−−−      ××××      1 100 ₅₀ 2 3 γγγγ

CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES

DEL NÚCLEO

• Volumen esencial del dique

– Construido con material todo uno de cantera (material barato en comparación con resto de capas)

• Funciones

– Base de apoyo a mantos secundarios y en su caso al espaldón

– Constituir una barrera impermeable frente a la transmisión de la energía del oleaje

– Transmisión de esfuerzos al terreno

– Plataforma de trabajo para construcción de capas de filtro y manto; paso de camiones para avance de la obra (construcción con medios terrestres)

Dimensionamiento del núcleo: recomendaciones

• Anchura y altura de coronación

– según medios constructivos

• circulación de vehículos de obra • Dimensiones de la base de la grúa

– requisitos funcionales: anchura de espaldón – Cota: por encima del nivel de agua (0.5 – 1 m

sobre PM)

• Taludes de proyecto: Talud manto principal

• Granulometría

– Intervalos 1 < Wn < 100 kg

– Tolerancia: 10% < 1 kg; 5 % > 100 kg

– Cuidar condición de filtro con terreno natural y con las diferentes capas

CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES DE LOS

MANTOS SECUNDARIOS

• Base de apoyo adecuada para el manto

principal (y en su caso el espaldón)

• Ejerce función de filtro para evitar el lavado

de material a través de los huecos

• Protección temporal para el núcleo durante el

proceso constructivo

Mantos secundarios. Tamaños

• Tamaños y pesos de elementos de mantos secundarios. Condición de filtro.

– Se deducen a partir del peso del manto y deben cumplir condición de filtro para evitar pérdidas

– Colocar uno o varios filtros entre el manto principal y el núcleo

– Se va reduciendo el tamaño a partir del manto y hacia el núcleo hasta alcanzar un tamaño adecuado

– SPM. ROM 1.1

– Contacto con el núcleo: 75 < Wn < 150 kg – Recomendación W W W manto filtro manto 15 <<<< <<<< 5 W_filtro1 Wmanto 10 ≈ ≈≈ ≈ W_filtro2 Wfiltro1 10 ≈ ≈ ≈ ≈

Banqueta a pie de dique

• Protección contra la socavación

– En terrenos de baja capacidad portante

– Con material del filtro principal o secundario (nunca núcleo)

• Espesor: en número de tongadas

– “tongada”: espesor mínimo construible y controlable (0.25 a 0.50 m)

– espesor de banqueta: (0.5 a 2.0 m)

Berma de apoyo del manto

• Objetivos

– Apoyo del manto principal

– Retención de las piezas del manto desplazadas

• Fallo de berma posible fallo del manto • Dimensionamiento

– Altura de ola de cálculo (Hs); periodo del oleaje – Nivel de agua: bajamar (pleamar)

– Diámetro Dn₅₀ y peso W de la escollera

– Nivel de daño previsto

– Anchura de berma: mayor anchura admite mayor nivel de daños antes de fallar

– S.P.M.: Anchura ≥ 3Dn

– Profundidad mínima ht > Rd_máx

• Gerding (1993)

– Situación más desfavorable: bajamar

– El peralte no influye en la estabilidad de la berma

– En caso de rotura: altura de ola de diseño = H_2%

– Rango de aplicación

Berma de apoyo del manto

{

Daño Nd = 0.5 inicio Nd = 2 aceptable Nd = 4 fallo CRITERIO Hs D h D N n t n od ∆ ∆ ∆ ∆ _{50 50} 0 15 0 24 1 6 = = = =  ++++      ⋅⋅⋅⋅ . . . H D h D N n t n od 2% 50 50 0 15 0 34 2 2 ∆ ∆ ∆ ∆ ==== ++++       ⋅⋅⋅⋅ . . . 0 4 0 90 3 0 25 0 50 . . . . < << < <<<< < << < <<<< h h h D t s t n

Berma de apoyo del manto

Apoyo en horizontal Apoyo en contrapendiente h h h_t h_t

Dimensionamiento de capas: recomendaciones

• Anchura de berma de coronación del manto

– según medios constructivos – requisitos funcionales

– ajustar grado de rebase

– (al menos 2 piezas = 2 x Dn)

• Anchura de la berma de apoyo del manto

– según S.P.M.: b = 3 elementos = 3 x D_n50

• Espesores de capa

– espesor de capa e = 2 x D_n x k_p (dos elementos) – espesor mínimo construible y controlable

– k_p = coeficiente de capa f (forma; colocación)

3 / 1 p W k n b _{}      γγγγ × × × × × ×× × = = = = 3 / 1 p W k n t _{}      γγγγ × × × × × × × × = = = =

NÚCLEO MANT O PRIN CIPAL BERMA BANQUETA ESPALDÓN OLEAJE FILTR O MANTO POSTERIOR ELEMENTOS FUNDAMENTALES DE UN DIQUE EN TALUD TERRENO

Condición de filtro: 1 ó 2 capas Resistencia al rebase

MORRO DE UN DIQUE EN TALUD

• Punto singular del dique • Forma cónica

• Sectores del morro sometidos a diferentes solicitaciones

• Influencia del ángulo de incidencia del oleaje • Problema tridimensional

• Mayor peso de piezas con respecto al tronco

– Tablas de K_D de Hudson

– Incrementos 1 – 4 (tipo de bloque, talud)

RESPUESTA ESTRUCTURAL. EVALUACIÓN DE AVERÍAS

• Índices de averías

– D (%) porcentaje de elementos desplazados

– S = Ae/(D_n50)2

– N_od número de elementos desplazados en franja de anchura igual al lado equivalente N_od = N/(b/D_n)

• Nivel de daños cualitativo

– Inicio de avería: desplazamiento de algunas piezas (5 %). Criterio de fórmula de Hudson

– Avería de Iribarren: piezas de 1ª capa del manto pueden salir

– Inicio de destrucción: piezas del filtro pueden salir – Destrucción: salen piezas del filtro

RESPUESTA HIDRÁULICA DE UN DIQUE EN

TALUD

• Remonte (run-up): Ru/H

• Descenso (run-down): Rd/H • Rebase: q

• Transmisión: Kt • Reflexión: Kr

• FACTORES

• Oleaje: parámetro de rotura ξ; peralte s = 2πH/gT2

• Porosidad del manto

• Porosidad de la estructura • Rugosidad del manto

• Forma y ángulo del talud

Dique en talud. Respuesta hidráulica

Hr

Hi

RESPUESTA HIDRÁULICA DE UN DIQUE EN TALUD

• Predicción

– Fórmulas empíricas: parámetro Ru/H (run-up); q (rebase) – Ensayos de laboratorio

• Fórmulas empíricas de cálculo del run-up

– Hunt (1959) – S.P.M. (1984) – Van Oorschot – Allsop (1986)

– Van der Meer y Stam (1992) – De Waal y van der Meer (1994) – Losada y Giménez-Curto

• Fórmulas empíricas de predicción de la tasa de rebase

(caudal por metro lineal) – Owen (1980)

– Bradbury et al. (1988) – Aminti y Franco (1988)

• Van der Meer y Stam (1992)

– Ensayos con varios taludes

– Diferentes permeabilidades teóricas P = 0.1; P > 0.4 – Oleaje irregular: parámetro R_u2%

REMONTE (RUN-UP): FÓRMULAS DE PREDICCIÓN

R Hs

2% ₌₌₌₌

0.96 · ξ_om para ξ_om < 1.5 1.17 · ξ_om para ξ_om > 1.5

REMONTE (RUN-UP): FÓRMULAS DE PREDICCIÓN

• De Waal y Van der Meer (1994)

– Ensayos oleaje irregular con pendientes no porosas – Parámetro de estimación R_2%

– Factores γ: se obtienen de gráficos y tablas:

• γ_f = factor de rugosidad

• γ_h = factor de aguas someras

• γ_β = factor de oblicuidad • γ_b = factor de berma R Hs op op R Hs op f b h b f h b 2% 2% 1 50 2 3 0 2 = == = ×××× ×××× ×××× ×××× ×××× <<<< = == = ×××× ×××× ×××× >>>> . . γγγγ γγγγ γγγγ γγγγ ξξξξ ξξξξ γγγγ γγγγ γγγγ γγγγ ξξξξ γγγγ β ββ β β ββ β

REMONTE (RUN-UP): FÓRMULAS DE PREDICCIÓN

• Losada y Giménez-Curto (1979)

– Ensayos oleaje regular

– Parámetro de estimación Ru

– Factores Au, Bu; Ad, Bd: se obtienen de tablas según el tipo de pieza

• Cubos y paralelepípedos: Au = 1.15; Bu = -0.665 • Escollera: Au = 1.37; Bu = -0.60

((((

))))

((((

))))

((((

))))

((((

))))

Ru H Au Bu Ir Rd H Ad Bd Ir = == = ×××× −−−− ×××× = == = ×××× −−−− ×××× 1 1 exp exp

• Van der Meer (1988)

– Sensibilidad de la permeabilidad teórica – Influencia del tipo de rotura

– Ensayos con núcleo permeable e impermeable

DESCENSO (RUN-DOWN): FÓRMULAS DE PREDICCIÓN

R

Hs

tag

P

e

s_om 2% 0 15 60

2 10

1 20

1 50

=

=

=

=

.

×

×

×

×

α

α

α

α

× −

×

×

×

−

−

−

.

×

×

×

×

.

+

+

+

+

.

×

×

×

×

−−−− ×××× V. Negro (2002)

REBASE

• Formas de rebase

– Rebase en masa o de lámina de agua – Roción (splash)

– Combinación masa-roción

• Viento

– Grado de influencia según tipo de rebase

• Tasa de rebase

– Caudal de rebase por metro lineal de dique – Tasa admisible

• ESTRUCTURAL • FUNCIONAL

• Owen (1980)

– Pendiente suave y coronación plana – Oleaje irregular

– Predice descarga media de rebase

– Define parámetros adimensionales Q y R

– Parámetros a y b en tablas (apuntes) en función del talud

REBASE: FÓRMULAS DE PREDICCIÓN

((((

))))

Q

=

=

=

= ×

a

×

×

×

e

−−−−bR Q q g H s s om = = = = ⋅⋅⋅⋅ 3 ⋅⋅⋅⋅ 2ππππ R R H s c s om = == =       ⋅⋅⋅⋅ 2ππππ s Hs g T om m = == = 2ππππ ₂

• De Waal y Van der Meer (1992)

– Utiliza la forma exponencial de Owen – Incorpora el run-up R_u2%

– Limites de aplicación: no se debe aplicar en caso de volumen de rebase excesivo o Rc <<< R_u2%

– Influencia de la rotura: necesidad de distinguir olas en rotura plunging (Q_b, R_b) o surging (Q_n, R_n)

REBASE: FÓRMULAS DE PREDICCIÓN

q

g Hs

e

R Rc Hs u

⋅⋅⋅⋅

=

= ×

=

=

×

×

×

×

×

×

×

− − − − − −− −       3 5 3 1

8 10

2% . Q q g H s b s op = = = = ⋅⋅⋅⋅ 3 ⋅⋅⋅⋅ _tanαααα R R H s b c s op = = = =       ⋅⋅⋅⋅ tanαααα γγγγ 1 _Q q g H n s = = = = ⋅⋅⋅⋅ 3 R R H n c s = == =       ⋅⋅⋅⋅ 1 γγγγ

• Bradbury et al. (1988)

– Rebase en diques de escollera sin espaldón

– a y b se obtienen en las tablas para

• Taludes 2/1

• manto de escollera

• configuraciones geométricas definidas A y B. espaldón protegido por el manto:

– Sección A: a = 3.7 · 10-10_{; b = 2.92}

– Sección B: a = 1.3 · 10-9_{: b = 3.82}

REBASE: FÓRMULAS DE PREDICCIÓN

Q = a · R

-b _Q q g H s s om = = = = ⋅⋅⋅⋅ 3 ⋅⋅⋅⋅ 2ππππ R R H s c s om = = = =       ⋅⋅⋅⋅ 2 2ππππ

Coef. a, b: Tabla 4. (apuntes) • Bradbury et al. (1988), Aminti y Franco (1988)

• Taludes de escollera con espaldones con paramento

expuesto

REBASE: FÓRMULAS DE PREDICCIÓN

Q = a · R

-b Q q g H s s om = = = = ⋅⋅⋅⋅ 3 ⋅⋅⋅⋅ 2ππππ R R H s c s om = = = =       ⋅⋅⋅⋅ 2 2ππππ

REBASE: DIMENSIONAMIENTO DEL DIQUE

• Tasa de rebase

– Requerimiento funcional

• Tipo de utilización

– Vehículos, personas, protección de edificios, zonas portuarias, etc.

– Requerimiento estructural

• Configuración de la coronación • Protección de talud posterior

• Establecer valores de tasa admisible

– Medidas en prototipo – Ensayos de laboratorio

.0001 .001 .01 .1 1. 10. 100. 1000. C au d al m ed io d e re b as e (l /s /m )

Vehículos Peatones Edificios Taludes de protección Muros de protección

CAUDALES DE REBASE CRÍTICOS

Inseguridad a cualquier velocidad Inseguridad a alta velocidad Seguridad a cualquier velocidad Peligroso Incómodo pero no peligroso Húmedo pero no incómodo Daño estructural

Daño menor a las instalaciones

Sin daño

Sin daño Daño si la coronación no

está protegida Daño en el talud interior si

no está protegido

Daño aún estando protegido el talud interior

Daño si el paseo no está pavimentado Daño aún si el paseo está

pavimentado

Sin daño

vehículos peatones edificios

Inseguro cualquier velocidad Talud de protección Muro de protección

REBASE: DIMENSIONAMIENTO FUNCIONAL DE LA SECCIÓN TIPO (IRIBARREN)

REBASE: EVALUACIÓN

• Dificultad de obtención de la tasa o descarga de

rebase

– Múltiples parámetros; configuraciones geométricas; fórmulas

• Descargas de agua distribuidas en el espacio y

en el tiempo de forma irregular

• Evaluación del rebase: dos aspectos

– Estructural: estados límites últimos.

• Temporal de cálculo

– Funcional y operativo: estados límites de servicio

• Temporal de periodo de retorno inferior al de cálculo (Tr ≤ 10años)

TRANSMISIÓN DE OLEAJE

• PROBLEMA: agitación excesiva en el lado abrigado • ORIGEN

– Rebase

– Transmisión a través de la estructura

• FACTORES

– Cota y anchura de coronación – Profundidad

– Permeabilidad

– Oleaje: altura de ola, periodo

REFLEXIÓN DE OLEAJE

• FACTORES

– Forma de la estructura y ángulo del talud – Ángulo de incidencia del oleaje

– Profundidad de agua – Pendiente del fondo

– Permeabilidad, porosidad, rugosidad – Oleaje: altura de ola, periodo

TRANSMISIÓN Y REFLEXIÓN SEGÚN EL

TIPO DE ABRIGO

• Diques en talud convencionales (no

rebasables)

– Transmisión muy baja

– Reflexión: Kr medios (en torno a 0.30 - 0.40)

• Diques diques de baja cota (rebasables)

– Transmisión significativa (huecos; rebase) – Reflexión Kr bajos (en torno a 0.20 - 0.30)

CONCLUSIONES

• Las fórmulas de diseño deben ser aplicadas con conocimiento

• Actualmente, el ensayo en modelo físico es la herramienta fiable

• Diseño de un dique rompeolas: basado en conocimiento completo de:

– Emplazamiento, materiales, canteras y préstamos disponibles, suelo, mecanismos de interacción con oleaje, morfología del emplazamiento, estructura del dique y el terreno

– Fases de construcción (medios terrestres o marítimos), estabilidad en las distintas secciones y etapas del proceso constructivo

– Determinación de la o las posibles curvas de evolución de averías dentro de la vida útil de proyecto

– Optimización económica del proceso, consideración de consecuencias del fallo (daños a personas, patrimonio, medio ambiente, repercusión social)