Estudio De Prospección Geofísica Y Geotécnica Para El Emplazamiento Del Embalse De San Esteban De Andagoya (Álava)

| 4 noviembre, 2010 | 0 Comentarios
Estudio De Prospección Geofísica Y Geotécnica
SOBRE LA TESIS

Título: Estudio De Prospección Geofísica Y Geotécnica Para El Emplazamiento Del Embalse De San Esteban De Andagoya
Autor: Luis Alberto Alonso Díaz
Proyecto de Fin de Carrera. Departamento de Ingeniería Geológica. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas.
Idioma: Castellano
Fecha de Defensa: 2002
Formato: .pdf

RESUMEN

El presente proyecto consiste en una evaluación de las condiciones geomorfológicas, estructurales, hidrogeológicas, litológicas y geomecánicas que condicionan el diseño, la construcción y el posterior funcionamiento del futuro embalse de San Esteban en el término municipal de Andagoya (Alava), situada en una región kárstica.

Para la investigación se utilizan medios geofísicos (prospección eléctrica, sísmica y electromagnética) y mecánicos (sondeos con recuperación de testigo). A su vez se realiza un estudio geológico detallado y una cartografía local, así como una correlación matemática entre los resultados obtenidos por los sondeos eléctricos y los mecánicos. A continuación se reflejan particularidades de la impermeabilización de la cerrada mediante inyección de lechadas hormigón como solución constructiva. Finalmente se adjunta el estudio económico del proyecto.

Abstract

This project is an evaluation of the geologic, structural, hydrologic and geomechanical conditions, which are the most important aspects in the design, building and operation for a future dam in Andagoya situated in Alava county (North of Spain) over a karst region. The investigation has been carried out by geophysical (electrical, seismic and electromagnetic prospections) and mechanical (drilling) methods. Also, a geological work in detail, with local cartography and a mathematical correlation between electrical and mechanical results has been realised. Afterwards, a study about the jet grouting self-control technique has been made for impermeabilisation using concrete slurries. Finally an economic study has been added to complete the present project.

índice

Resumen

Abstract

Síntesis del trabajo

1. objetivos

2. Definición del problema

3. Definiciones

3.1 Módulos dinámicos
3.2 Esfuerzo y deformación
3.3 Coeficiente de alargamiento (e1)
3.4 Módulo de young (e)
3.5 Módulo de rigidez o de cizalladura (g)
3.6 Módulo de bulk o de incompresibilidad (k)
3.7 Compresibilidad
3.8 La densidad (d)

4. Geología

4.1 Metodología de estudio
4.2 Situación geográfica y geomorfológica
4.3 Marco geológico
4.4 Estratigrafía
4.4.1 Triásico
4.4.2 Cretácico inferior
4.4.3 Cretácico superior
4.4.4 Terciario
4.4.5 Cuaternario
4.5 Tectónica
4.5.1 Principales estructuras
4.5.1 Diapiro de murgía
4.5.2 Pinclinorio de vitoria
4.5.3 Anticlinal de zuazo
4.5.4 Zona monoclinal de las lastras
4.6 Historia geológica
4.7 Hidrogeología regional

5. Antecedentes teóricos de prospección geofísica

5.1 Los métodos geoeléctricos

5.1.1 Aplicaciones
5.1.2 Propiedades electromagnéticas de las rocas
5.1.3 Conceptos y dispositivos fundamentales
5.1.4 Sondeos eléctricos verticales

5.2 Método sísmico

5.2.1 Ondas sísmicas
5.2.2 Generalidades sobre los métodos de reflexión y refracción
5.2.3 Sísmica de refracción
5.2.4 Instrumentación

6. Antecedentes teóricos de geotecnia

6.1 Características de los suelos

6.1.1 La compactación
6.1.2 La ley de coulomb

6.2 Sistemas de perforación en sondeos

6.2.1 Generalidades
6.2.2 Fundamentos
6.2.3 Accesorios
6.2.4 Campos de aplicación de los distintos sistemas
6.2.5 Técnicas de evacuación del detritus

6.3 Ensayos

6.3.1 Ensayo lugeon
6.3.2 Ensayo próctor
6.3.3 Ensayo cbr
6.3.4 Ensayo de corte directo
6.3.5 Ensayo triaxial

6.4 Clasificación e identificación de suelos

6.4.1 Sistema unificado de clasificación de suelos (sucs)
6.4.2 Clasificación art. 330 pg-3/1975

7. Geología local

7.1 Cartografía
7.2 Estaciones geomecánicas.
7.3 Hidrogeología local

8. Campaña de prospección geofísica

8.1 Trabajos realizados

8.1.1 Prospección eléctrica
8.1.2 Perfiles de tomografía eléctrica
8.1.3 Perfiles electromagnéticos
8.1.4 Sísmica de refracción
8.1.1 Instrumentación

8.2 Sondeos eléctricos verticales
8.3 Perfiles de tomografía eléctrica
8.5 Perfiles sísmicos

9. Campaña de geotecnia

9.1 Descripción de calicatas
9.2 Ensayos de laboratorio en suelos
9.3 Sondeos mecánicos
9.4 Resultados ensayos lugeon
9.5 Ensayos de laboratorio en roca

10 Análisis de resultados

10.1 Determinaciones preliminares
10.2 Correlación entre los sondeos mecánicos y los s.e.v.
10.3 Determinación de las características de la inyección de hormigón
10.4 Riesgo sísmico

11. Conclusiones

Estudio económico

Presupuesto

Anexos

ÍNDICE DE FIGURAS
4-1 Croquis de la unidad hidrogeológica 03-Villarcayo
5-1 Relación resistividad-temperatura
5-2 Esquema de dispositivo eléctrico
5-3 Esquema de dispositivo Schlumberger
5-4 Esquema de dispositivo Wenner
5-5 Esquema e medio estratificado
5-6 Curvas de resistividad
5-7 Prisma de Darr-Zarrouk
6-1 Esquema de compactación por compresión
6-2 Campo de aplicación de los métodos de perforación rotativa
6-3Ensayo Lugeon
6-4 Diagramas de Lugeon típicos
6-5 Ensayo próctor
6-6 Curvas próctor de diferentes materiales
6-7 Cirvas próctor de un terreno limo-arcilloso
6-8 Curvas próctor de un terreno arenoso
6-9 Curvas con compactadores
6-10 Relación próctor-CBR
6-11 Carta de plasticidad
7-1 Croquis de situación de estaciones geomecánicas
8-1 Sección geoeléctrica
8-2 Sección geoeléctrica
8-3 Resultados eléctrica en vaso
8-4 Tomografía
10-1 Resistividad aparente vs número de fracturas
10-2 Relación resistividad-fracturas
10-3 Permeabilidad vs tamaño de grano del árido
10-4 Resistividad del corte vs humedad
10-5 Kilogramos de lechada en función del peso específico
10-6 Ponderación de cada componente con agua

ÍNDICE DE TABLAS

6-1 Equipos y parámetros de perforación
6-2 Rendimientos
6-3 Clasificación PG-3
7-1 Estaciones geomecánicas
7-2 Balance pluviométrico
7-3 Balance hídrico
8-1 Distribución de niveles geoeléctricos en la cerrada 2
8-2 Distribución de niveles geoeléctricos en la cerrada 1
8-3 Resistividad de las litologías
8-4 Distribución de niveles geoeléctricos en el vaso
8-5 Relaciones velocidad – ripabilidad
8-6 Ripabilidad secciones sísmicas
9-1 Resumen de ensayos en suelos
9-2 Resumen ensayos Lugeon
9-3 Ensayos de laboratorio en roca
10-1 Clases de lechada
10-5 Factor de corrección según período de retorno
P-1 Presupuesto

CONCLUSIONES

En lo que a localización geográfica de la presa se refiere las características topográficas, hidrolgeológicas y estructurales el emplazamiento se puede considerar aceptable.

La estrechez de la cerrada permite un pequeño volumen a ocupar por el cuerpo de la presa, así como una elevada altura de columna de agua.

La capacidad portante de los estribos es capaz de soportar las solicitaciones de carga necesarias y el régimen pluviométrico es alto.

Sin embargo, a la vista de las investigaciones realizadas, se presenta el serio problema del carácter kárstico del macizo encajante. El alto nivel de karstificación provoca que, a pesar de aparecer elevados índices de recuperación y niveles sin apenas fracturación, los ensayos de permeabilidad hagan cuanto menos dudar acerca de la capacidad del vaso para satisfacer las necesidades una vez construida la presa.

El uso de los materiales presentes en el vaso y alrededores como material de relleno resulta aceptable, el depósito aluvial de fondo del vaso resulta tolerable, puntualmente adecuado, al igual que los derrubios de ladera y piedemonte. Los primeros 2 m del sustrato, bien por debajo de los recubrimientos ó cuando resulta aflorante, permiten su uso, pasando a seleccionado en profundidad a fin de evitar el contenido en materia orgánica. Por debajo, el material resultante resultará en general apto como relleno tipo Todo-Uno. De precisarse escollera, ésta deberá obtenerse de algún préstamo procedente de las calizas aflorantes de la media ladera superior de la margen izquierda del Barranco de las Fuentes.

Para la determinación de los niveles de fracturación los diversos trabajos realizados fueron puestos en común correlacionándose positivamente y obteniendo una relación matemática que liga la prospección geofísica con la realidad geomecánica y estructural.

Finalmente el estudio sobre la impermeabilización por apantallado con inyección de hormigón permite un acercamiento a las propiedades que deberá reunir la lechada en función de los parámetros medidos.

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FUENTE

Biblioteca Virtual de la Fundación J. García Siñeriz

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Categoría: Tesis

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