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Se analizará la evaluación de la estabilidad de las estructuras de hormigón por gravedad, como presas y muros de contención debido a varios factores, con métodos y procedimientos para la evaluación de la estabilidad.
Tabla de contenido
- Evaluación de la estabilidad de estructuras de hormigón por gravedad
- Métodos y Procedimientos para la Evaluación de la Estabilidad de Estructuras de Concreto por Gravedad
Evaluación de la estabilidad de estructuras de hormigón por gravedad
Es posible que se requieran evaluaciones de estabilidad de estructuras de hormigón por gravedad, como presas y muros de contención, debido a cambios en el proyecto, cambios en las condiciones del sitio, mayor conocimiento de los datos del sitio o cambios en los criterios de estabilidad. La estabilidad se refiere a la resistencia al deslizamiento, la resistencia al levantamiento, limitar la excentricidad de la carga aplicada y limitar la capacidad de carga del material subyacente. Desde entonces, las modificaciones para mejorar la estabilidad de las estructuras de hormigón alimentadas por gravedad existentes, como presas, muros de contención, barreras contra inundaciones y estaciones de bombeo, son costosas y costosas. Por lo tanto, se debe emplear un proceso de evaluación sistemático y paso a paso para identificar si una estructura necesita mejoras de estabilidad. Para evitar cambios no deseados, se deben considerar todo tipo de acciones de arrastre, como la fricción vertical, la fricción lateral o los efectos 3D. Si la estabilidad de la estructura de hormigón por gravedad existente no cumple con las especificaciones para la nueva construcción, si la estructura no presenta problemas de estabilidad o no tiene una vida útil prolongada, especialmente si no es necesario mejorar su estabilidad, los hay. La siguiente sección describe los procedimientos para la evaluación de la estabilidad y la mejora de las estructuras de hormigón por gravedad existentes.
Figura 1: Estructura de hormigón por gravedad – Presa Hoover
Métodos y Procedimientos para la Evaluación de la Estabilidad de Estructuras de Concreto por Gravedad
Los pasos para la evaluación de la estabilidad de las estructuras de hormigón por gravedad existentes son:
- Fase I: Análisis preliminar y evaluación
- Fase II: Encuesta, encuesta, análisis integral
- Fase III: Estudios Analíticos Avanzados y Análisis de Confiabilidad
Los procedimientos proporcionados se aplican para evaluar la estabilidad de las estructuras de hormigón por gravedad y para especificar si se deben tomar las medidas necesarias para abordar los problemas de estabilidad. Se recomienda que los autores de las evaluaciones de estabilidad se tomen como guía y no como un sustituto del juicio de ingeniería. Es necesaria una revisión de la evaluación de la estabilidad en casos tales como cambios importantes en las condiciones de carga, daños importantes por accidentes, deterioro, deterioro, descubrimiento de defectos estructurales y revisión de los criterios de estabilidad para mejorar la seguridad.
Fase I: Análisis Preliminar y Evaluación de Estructuras de Concreto por Gravedad
Se debe realizar un análisis preliminar, dependiendo no solo de los datos disponibles, sino también de las condiciones reales de la estructura bajo consideración. Se deben recopilar datos básicos, datos geológicos y toda la información disponible sobre el edificio, planos de diseño, planos de construcción, informes de daños, informes de inspección periódica, planes de alteración previa del edificio, datos de instrumentación, registros de movimiento y toda otra información relevante. Revisar adecuadamente el análisis antes de realizarlo. Es posible que sea necesario inspeccionar y evaluar las estructuras para estimar su estado actual. La realización de un análisis preliminar en 2D es el primer paso para evaluar la estabilidad de las estructuras existentes. Los efectos de la presión de sustentación, el ángulo de fricción interna y la fuerza cohesiva sobre el factor de seguridad deben estimarse mediante estudios paramétricos. A menos que los resultados de la primera etapa sean aceptables y la estructura cumpla con los requisitos de estabilidad y desempeño, se deben considerar diferentes opciones para lograr los requisitos de seguridad y desempeño requeridos.
Fase II: Investigación, investigación y análisis integral de estructuras de hormigón por gravedad
Se debe establecer un plan de trabajo para una evaluación detallada de la estabilidad de una estructura de gravedad después de que el análisis preliminar indique que la estructura no cumple con los objetivos de seguridad y desempeño. La escala del programa de investigación y prueba requerida para identificar los parámetros de línea de base, el programa analítico requerido para determinar las condiciones de carga, las técnicas de refinamiento que se explorarán y la escala de los estudios paramétricos adicionales deben describirse completamente en el plan. Se podrán establecer programas de sondeos, muestreo, ensayo e instrumentación, según corresponda, para establecer las magnitudes y límites permisibles de variación de parámetros que afecten materialmente la seguridad y desempeño de la estructura según lo determine el estudio paramétrico. Se debe obtener una cantidad sustancial de datos de resistencia al corte para cimientos y rellenos a través de pruebas de laboratorio. Realice un análisis de estabilidad completo utilizando tanto la resistencia del material como los datos de resistencia obtenidos de los programas de muestreo y prueba. Si los estudios paramétricos realizados en la Fase II demuestran que la estructura cumple con los criterios de seguridad y desempeño, no se considerará ninguna acción correctiva.
Fase III: Investigación Analítica Avanzada y Análisis de Confiabilidad de Estructuras de Concreto por Gravedad
Esta fase incluye:
A) Investigación analítica avanzada
Después de realizar un análisis preliminar y completo, o si el análisis pone en duda la seguridad de la estructura, se debe realizar un estudio analítico avanzado. Este estudio utiliza métodos de elementos finitos en 2D y 3D para comprender y revelar la interacción entre los cimientos, el relleno y la estructura. También se utilizó para determinar la capacidad del sistema estructural para distribuir cargas a los estribos y monolitos adyacentes.
En situaciones especiales, el análisis de la mecánica de la fractura se puede utilizar para evaluar la progresión de la presión elevada a lo largo de las grietas y las posibles superficies de falla. Esto se debe a que el análisis no lineal no es fácil de realizar y los programas de mecánica de fracturas no están fácilmente disponibles.
B) Análisis de fiabilidad
Aprovechar el análisis de confiabilidad como una herramienta alternativa Estimar la estabilidad de las estructuras de hormigón por gravedad existentes. En este análisis, los ingenieros utilizan tanto la información conocida sobre la estructura como las tolerancias de las incógnitas para evaluar posibles fallas de estabilidad. Comúnmente utilizado para tomar decisiones de inversión sobre proyectos que compiten por grandes fondos de reconstrucción, este proceso está asociado con estructuras que, cuando se analizan mediante los procedimientos deterministas habituales, exhiben estabilidad y potencial de falla.
C) cortante vertical
Hay muchas estructuras de hormigón de contención de tierras por gravedad que no han alcanzado las condiciones de estabilidad pero que han funcionado satisfactoriamente durante muchos años. Se ha informado que la fuerza de corte vertical es generada por el hundimiento del material de relleno en muros rígidos de peso construidos sobre macizo rocoso. Esta fuerza de corte vertical contribuye a la estabilización de los muros de contención por gravedad construidos sobre macizo rocoso y debe tenerse en cuenta al evaluar la estabilidad de las estructuras existentes. Las fuerzas de corte normales se pueden calcular como parte de un análisis de Fase III utilizando un programa finito no lineal como SoilStruct.
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