Evaluación del proceso de falla por tubificación en presas de tierra mediante simulaciones numéricas

El proyecto se centrará en describir el proceso por el cual se produce una falla por tubificación (erosión interna) en una presa en tierra, así como, determinar la variación en el gradiente hidráulico mediante análisis numéricos, tomando como base estudios ya realizados sobre este fenómeno. El objet...

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Autores:
Acero Moreno, Juan Carlos
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2020
Institución:
Universidad de Ibagué
Repositorio:
Repositorio Universidad de Ibagué
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/5659
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/20.500.12313/5659
Palabra clave:
Presas de tierra. Tubificación
Simulaciones numéricas
Tubificación
Gradiente Hidráulico
Teton
Geotécnicas
RS2
Análisis Numérico
Tubing
Hydraulic Gradient
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Geotechnics
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description El proyecto se centrará en describir el proceso por el cual se produce una falla por tubificación (erosión interna) en una presa en tierra, así como, determinar la variación en el gradiente hidráulico mediante análisis numéricos, tomando como base estudios ya realizados sobre este fenómeno. El objetivo de este proyecto es describir el proceso de inicio de la falla por tubificación mediante análisis numéricos, para lo cual el estudio de este fenómeno se realizará tomando como referencia la geometría y las propiedades geotécnicas de la presa de Teton, la cual era una presa de suelo fino que presumiblemente falló por tubificación en su núcleo. Para lo cual se empleará el software de RS2 de Rocscience con el fin de realizar la respectiva modelación y posterior análisis numérico, además, este software emplea el método de elementos finitos para analizar problemas geotécnicos, por último, se espera determinar los cambios en el gradiente hidráulico, así como identificar el efecto en la ubicación de la falla por tubificación.
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spelling Rojas Rodríguez, Isabel Cristinae21b017f-6bb4-4d87-8899-6f11074982c2-1Rodríguez Plata, Ricardo4c6a5d71-2b5c-409e-8e2c-2583e51827b8-1Acero Moreno, Juan Carlos14ace961-5843-4bf5-92ec-a2938fdf0e52-12025-09-10T19:52:57Z2025-09-10T19:52:57Z2020El proyecto se centrará en describir el proceso por el cual se produce una falla por tubificación (erosión interna) en una presa en tierra, así como, determinar la variación en el gradiente hidráulico mediante análisis numéricos, tomando como base estudios ya realizados sobre este fenómeno. El objetivo de este proyecto es describir el proceso de inicio de la falla por tubificación mediante análisis numéricos, para lo cual el estudio de este fenómeno se realizará tomando como referencia la geometría y las propiedades geotécnicas de la presa de Teton, la cual era una presa de suelo fino que presumiblemente falló por tubificación en su núcleo. Para lo cual se empleará el software de RS2 de Rocscience con el fin de realizar la respectiva modelación y posterior análisis numérico, además, este software emplea el método de elementos finitos para analizar problemas geotécnicos, por último, se espera determinar los cambios en el gradiente hidráulico, así como identificar el efecto en la ubicación de la falla por tubificación.The project will focus on describing the process by which a failure due to tubing (internal erosion) occurs in a dam on land, as well as, determine the variation in the hydraulic gradient by numerical analysis, based on studies already carried out on this phenomenon. The objective of this project is to describe the process of inception of the failure by tubing by means of numerical analysis, for which the study of this phenomenon will be carried out taking as reference the geometry and geotechnical properties of the Teton dam, which was a dam of fine soil that presumably failed by tubing in its core. For which Rocscience RS2 software will be used in order to perform the respective modeling and subsequent numerical analysis, in addition, this software uses the finite element method to analyze geotechnical problems, finally, it is expected to determine the changes in the gradient hydraulic, as well as identify the effect on the location of the pipe failure.PregradoIngeniero CivilResumen.....1 Lista de imágenes.....2 Lista de tablas.....3 Introducción.....4 Objetivos.....5 Capítulo 1. Estado del Arte.....12 1.1 Flujo en el suelo.....12 1.1.1 Flujo en una dimensión.....12 1.1.2 Flujo en dos dimensiones y redes de flujo.....12 1.1.3 Gradiente hidráulico crítico y su relación con las fuerzas de filtración.....14 1.2 Características de los suelos erosionables.....15 1.3 Características de procesos por falla por tubificación.....16 1.4 Casos de falla de presas por fallas geotécnicas e hidráulicas.....16 1.4.1 Falla de la presa de Malpasset.....16 1.4.2 Falla de la presa Vajont.....18 1.4.3 Falla de la presa St. Francis.....20 1.5 Falla por tubificación en presas de tierra.....21 1.6 Ejemplos de la utilización de softwares para la modelación geotécnica.....22 1.6.1 Uso del método (MEFD) para la evaluación de problemas geotécnicos.....22 1.6.2 Empleo de distintos softwares para la modelación geotécnica.....22 1.7 Uso de simulación numérica para la evaluación de problemas en presas de tierra.....23 Capítulo 2. Metodología.....24 2.1 Metodología propuesta.....24 2.2 Descripción del caso de estudio.....25 2.2.1 Variables geotécnicas.....27 2.2.2 Variables hidráulicas.....29 2.3 Simulación en RS2.....30 2.4 Asignación de variables geotécnicas e hidráulicas en el modelo.....30 Capítulo 3. Resultados y Discusión.....34 3.1 Resultado para el gradiente hidráulico (Variando la permeabilidad del núcleo).....34 3.1.1 Escenario 1.....35 3.1.2 Escenario 2.....39 3.1.3 Escenario 3.....42 3.1.4 Escenario 4.....46 3.1.5 Escenario 5.....50 3.2 Resultado para los esfuerzos efectivos (Variando la permeabilidad del núcleo).....54 3.2.1 Escenario 1.....54 3.2.2 Escenario 2.....58 3.2.3 Escenario 3.....62 3.2.4 Escenario 4.....66 3.2.5 Escenario 5.....69 3.3 Comparación de la presa en condición base y la presa para el escenario 6 (Canal con dos líneas de flujo): presiones de poro, caudales de infiltración y esfuerzos efectivos.....73 3.3.1 Presiones de poro (Escenario 6).....73 3.3.2 Esfuerzos efectivos (Escenario 6).....78 3.3.3 Caudales de infiltración y velocidad de descarga (Escenario 6).....83 3.4 Comparación de la presa en condición base y la presa para el escenario 7 (Canal completamente horizontal): presiones de poro, caudales de infiltración y esfuerzos efectivos.....85 3.4.1 Presiones de poro (Escenario 7).....85 3.4.2 Esfuerzos efectivos (Escenario 7).....87 3.4.3 Caudales de infiltración y velocidad de descarga (Escenario 7).....90 3.5 Posibles causas de la falla de la presa Teton.....91 Capítulo 4. Conclusiones.....94 Referencias bibliográficas.....96109 páginasapplication/pdfAcero Moreno, J.C. (2020). Evaluación del proceso de falla por tubificación en presas de tierra mediante simulaciones numéricas. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/5659https://hdl.handle.net/20.500.12313/5659spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería CivilR. Murillo, “Presas de tierra y sus fallas,” Soc. Mex. Ing. Geotec., pp. 1–17, 2012.B. R. Flores and N. P. Lopez, “Internal Erosion Due to Water Flow Through Earth Dams and Earth Structures,” Soil Eros. Stud., 2011.M. Rayano, “Fenómenos de tubificación en presas pequeñas de tierra,” 2001.Rocscience, “RS2.” 2019.S. V. Zambrano, “Ingenieria Civil /Hidraulicas,” Fund. Univ. Uniminuto, p. 14, 2009.G. Villanueva, “Flujo Unidimensional,” 2013. [Online]. Available: https://es.slideshare.net/jhongesellvillanuevaportella9/flujo-unidimensional-28673265.A. 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TubificaciónSimulaciones numéricasTubificaciónGradiente HidráulicoTetonGeotécnicasRS2Análisis NuméricoTubingHydraulic GradientTetonGeotechnicsRS2Numerical AnalysisEvaluación del proceso de falla por tubificación en presas de tierra mediante simulaciones numéricasTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionPublicationLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8134https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/29ae264b-581e-4a76-ae36-b35a571c1220/download2fa3e590786b9c0f3ceba1b9656b7ac3MD54ORIGINALTrabajo de grado.pdfTrabajo de grado.pdfapplication/pdf6593806https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/a9fecc44-4710-490c-9ac0-1b8e737ffee1/downloadce396797cb961f32b7f41254b06dc813MD52Anexos.zipAnexos.zipapplication/zip6935759https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/7a06976a-bf4e-4ebc-8774-2274bd647ce5/download6822332d616e76ad578e758139970852MD51Formato de autorización.pdfFormato de autorización.pdfapplication/pdf772528https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/1dc4437c-8490-447b-85ea-02ce6ec862e9/download65c5285400651b27404d4c090ca2b99aMD53TEXTTrabajo de grado.pdf.txtTrabajo de grado.pdf.txtExtracted texttext/plain105834https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/a2ad6505-91bc-4cc4-87dc-4059ddc09ff7/downloadafe205b06685a3f5b20b535bf1fad298MD55Formato de autorización.pdf.txtFormato de autorización.pdf.txtExtracted texttext/plain10https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/4a290472-5242-4617-9e17-b1cf09159d06/download030206d61a2c6007eb0788e87d1c5e07MD57THUMBNAILTrabajo de grado.pdf.jpgTrabajo de grado.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg10042https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/b499ed25-6ed4-4233-85b2-b2db1126b79c/download2408481d1a1122d281472cc7acf9e340MD56Formato de autorización.pdf.jpgFormato de autorización.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg19176https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/6318db6a-1b7b-4557-b51b-1fa50f409fc9/downloadc84ec5c4fa03f273e49ae962b844c34aMD5820.500.12313/5659oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/56592025-09-11 03:01:32.586https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/https://repositorio.unibague.edu.coRepositorio Institucional Universidad de Ibaguébdigital@metabiblioteca.comQ3JlYXRpdmUgQ29tbW9ucyBBdHRyaWJ1dGlvbi1Ob25Db21tZXJjaWFsLU5vRGVyaXZhdGl2ZXMgNC4wIEludGVybmF0aW9uYWwgTGljZW5zZQ0KaHR0cHM6Ly9jcmVhdGl2ZWNvbW1vbnMub3JnL2xpY2Vuc2VzL2J5LW5jLW5kLzQuMC8=

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