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El modelo "Presa de tierra"

El modelo Presa de tierra crea en un solo paso la sección de una presa de tierra homogénea sobre cimentación permeable y sustrato impermeable, con el embalse aguas arriba. Slope genera perfil, estratos, materiales y nivel freático, calcula la filtración estacionaria y la usa para las presiones intersticiales. Úsalo para probar enseguida las herramientas de nivel freático, filtración y desembalse rápido, o como punto de partida para una presa real.

Mira el vídeo

El modelo es el primer capítulo del videotutorial Filtración, presiones intersticiales y desembalse rápido.

Versión activada

El modelo Presa de tierra está disponible en la versión activada de Slope.

Paso a paso

  1. Inicia Slope. En la pantalla inicial ¿Cómo quieres empezar?, en Parte de un modelo de talud, haz clic en el mosaico Presa de tierra (el último a la derecha).

    Pantalla inicial con el mosaico Presa de tierra

  2. Se abre la ventana Presa de tierra. Arriba está la descripción del modelo; a la derecha, el esquema de la sección se actualiza mientras escribes los datos.

    Ventana Presa de tierra con los valores predeterminados

  3. Introduce la geometría (tabla siguiente). Las pendientes de los paramentos se expresan como horizontal por 1 vertical: 2,5 significa 2,5 m en horizontal por cada metro de altura.

  4. Revisa la tabla Materiales: pesos específicos, ángulo de rozamiento, cohesión y permeabilidad k de cada terreno.
  5. Deja marcada la casilla Calcular ahora la filtración estacionaria y usarla para las presiones intersticiales si quieres la red de flujo ya lista.
  6. Haz clic en Crear el modelo.

Geometría

Campo Predeterminado Qué genera
Altura de la presa H [m] 10 cota de coronación sobre la base
Ancho de coronación [m] 6 coronación horizontal
Paramento de aguas arriba: horizontal por 1 vertical 2,5 pendiente del paramento hacia el embalse
Paramento de aguas abajo: horizontal por 1 vertical 2 pendiente del paramento de aguas abajo
Resguardo: coronación - nivel del embalse [m] 1,5 nivel del embalse = H − resguardo (aquí 8,5 m sobre la base)
Nivel del agua aguas abajo sobre la base [m] (0 = seco) 0 agua al pie de aguas abajo, si existe
Espesor de la cimentación permeable [m] 6 estrato 2 bajo la presa
Espesor del sustrato impermeable [m] 4 estrato 3, fondo de la sección

El resguardo debe estar entre 0 y la altura de la presa; el nivel aguas abajo, entre 0 y el nivel del embalse. Los espesores no pueden ser negativos. Si un valor es incorrecto, la ventana lo indica y no crea el modelo.

Materiales

Material Peso específico [kN/m3] Peso específico saturado [kN/m3] Ángulo de rozamiento [grados] Cohesión [kPa] kh [m/s]
Cuerpo de la presa 19 20 30 5 1E-7
Cimentación permeable 18 20 32 0 1E-5
Sustrato impermeable 22 23 38 20 1E-9

La permeabilidad kh es la misma de la ventana Filtración estacionaria. El sustrato se crea impermeable: en el cálculo de estabilidad su presión intersticial es nula.

Qué ves después de "Crear el modelo"

Modelo creado: embalse, estratos, red de flujo y malla de centros

Slope crea:

  • el perfil de la presa y del terreno, de x = 50 a x = 131 m, con la base de la presa a la cota 50 m (las cotas son absolutas);
  • los tres estratos: cuerpo de la presa, cimentación permeable (de 50 a 44 m), sustrato impermeable (de 44 a 40 m);
  • el nivel freático 1, que aguas arriba está por encima del terreno y por eso representa el embalse (cota 58,5 m);
  • la malla de centros de las superficies circulares, de (55; 61) a (126; 95), que cubre los dos paramentos;
  • si la casilla de la filtración estaba marcada, la malla de presiones intersticiales de la filtración estacionaria y, en el dibujo, la red de flujo:
    • la línea freática calculada (línea azul gruesa dentro de la presa);
    • las equipotenciales (discontinuas) y las líneas de flujo;
    • las isobaras, líneas de igual presión intersticial, en kN/m²;
    • la superficie de salida en rojo al pie de aguas abajo, donde el agua sale del terreno;
    • el punto de gradiente de salida máximo, con su valor: i = 0,41.

Ahora pulsa F5 (o CÁLCULO → Ejecutar análisis) para la estabilidad: con los valores predeterminados la superficie crítica está en el paramento de aguas abajo con Fs = 1,36 (método de Bishop). La comparación con el nivel freático solo está en la página Filtración estacionaria.

Malla de centros

Después de cada cálculo comprueba que el centro crítico no esté en el borde de la malla: si lo está, amplía la malla y repite el cálculo (ver Filtración estacionaria – preguntas frecuentes).

Del modelo a tu proyecto

El modelo es una sección simplificada. Para una presa real puedes:

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