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DETECCIÓN DE JUNTAS DE PANTALLAS DEFECTUOSAS EN EXCAVACIONES LINEALES DRENADAS Estanislao Pujades Garnes UPC – Universitat Politècnica de Catalunya. Grup.

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1 DETECCIÓN DE JUNTAS DE PANTALLAS DEFECTUOSAS EN EXCAVACIONES LINEALES DRENADAS Estanislao Pujades Garnes UPC – Universitat Politècnica de Catalunya. Grup dHidrologia Subterrània

2 Introducción: –Motivación, objetivos. Metodología: –Planteamiento del problema. –Adimensionalización. –Modelo numérico. Resultados: –Curvas calculadas a partir del modelo. –Aplicación a un problema sintético que simula un ensayo de bombeo entre pantallas. Conclusiones

3 Introducción El paso de una construcción lineal subterránea a través de un acuífero siempre es complicado. Uno de los métodos de construcción utilizados es el de excavación entre pantallas, consiste en: 2. Drenaje del interior de las pantallas. 3. Excavación hasta la cota deseada. 4. Ejecución de la bóveda y contrabóveda del túnel. 5. Relleno del espacio entre la bóveda y la superficie del terreno. 1. Ejecución de las pantallas.

4 Motivación Unas pantallas mal ejecutadas pueden dar lugar a: –Entradas de agua y sedimentos al interior. –Inestabilidad de las estructuras. –Levantamiento de fondo. –Asientos en la parte trasera de las pantallas. Todo esto supone un riesgo para: –Los trabajadores. –La obra. –Infraestructuras cercanas.

5 Motivación Si los defectos de las pantallas son detectados antes de la fase de excavación su reparación es relativamente sencilla. Si son detectados una vez comenzada la fase de excavación su reparación es más compleja y arriesgada.

6 Objetivos Desarrollar un método que permita saber antes de la fase de excavación: –La eficacia de las pantallas ejecutadas. –El lugar donde se encuentran los mayores defectos, juntas demasiado abiertas o lugares sin pantalla.

7 Metodología Planteamiento del problema. Adimensionalización. Modelo numérico (2 tipos): –Considerando las pantallas como un cuerpo homogéneo y únicamente variando la transmisividad de estas. –Considerando aberturas discretas entre las pantallas, de diferentes tamaños y a diferentes distancias del pozo de bombeo, manteniendo la misma transmisividad en las pantallas.

8 Metodología Se calculan los descensos, en el interior de las pantallas, y el caudal de drenaje, tanto en régimen estacionario como transitorio. Realizar curvas que nos relacionen las propiedades de las pantallas con el descenso o el caudal.

9 Planteamiento del problema Construcción lineal. Entre pantallas. Por debajo del nivel piezométrico. En un acuífero confinado. Pantallas totalmente penetrantes. Las pantallas están abiertas en los extremos.

10 Adimensionalización Las variables de las que depende el problema son: –Distancia entre pantallas, longitud de las pantallas, radio del pozo, espesor de las pantallas, caudal de bombeo, transmisividad del acuífero y transmisividad de las pantallas. Designamos las variables características: Tipo de variableVariable característicaNomenclatura LongitudDistancia entre pantallasDp c CaudalCaudal de bombeoQcQc TransmisividadTransmisividad del acuífero Tac c DescensoDescenso en el pozo de bombeo scsc

11 Adimensionalización Partiendo de las variables características, adimensionalizamos el resto de variables. Las ecuaciones para pasar los descensos y caudales reales a adimensional son:

12 Modelo numérico Se modela ½ del problema por su simetría. Condiciones de contorno son: –Descenso 0: Límites superior, inferior y derecha del modelo. –Flujo nulo: Límite izquierdo, eje de simetría.

13 Modelo numérico Puntos de observación entre pantallas. Realizamos diferentes simulaciones fijando en el pozo: –Caudal : -0,5 u.d. –Descenso : 1 u.d.

14 Modelo numérico Tamaño de elemento de malla: –0.01 u.d. en la parte más cercana al pozo de bombeo. –0.2 u.d. en el punto interior de las pantallas más alejado del pozo de bombeo. –100 u.d. en las zonas más alejadas del modelo.

15 Resultados Q=0,5; Régimen estacionario; pantallas homogéneas.

16 Resultados Q=0,5; Régimen estacionario; pantallas homogéneas.

17 Resultados S en pozo=1; Régimen estacionario; pantallas homogéneas.

18 Resultados Q=0,5; Régimen transitorio; pantallas homogéneas. Descensos a 5 u.d. del pozo de bombeo.

19 Resultados S en pozo=1; Régimen transitorio; pantallas homogéneas.

20 Resultados Q=0,5; Régimen estacionario; pantallas con T de y aberturas.

21 Resultados S en pozo de bombeo=1; Régimen trasitorio; pantallas con T de y aberturas.

22 Aplicación a un problema sintético Se quiere comprobar si el método funciona. Se simula mediante un modelo numérico un bombeo entre pantallas en condiciones reales. Se obtienen valores de descensos en régimen estacionario a 5, 15, 25, 40 y 50 metros del pozo de bombeo

23 Características del problema: 2000 m 1000 m T del acuífero100 m 2 /d T de las pantallas m 2 /d Q de bombeo-100 m 3 /d Espesor pantallas 1 m Distancia entre pantallas 10 m Nivel fijo Flujo nulo Aplicación a un problema sintético

24 Se adimensionalizan todos los datos. Se superponen a una de las curvas realizadas bajo las mismas condiciones. Aplicación a un problema sintético

25 Teniendo en cuenta: Se obtiene el valor de transmisividad de las pantallas es de

26 Conclusiones En principio funciona. Se obtiene un valor que nos indica del estado de las pantallas. Basta con los datos de un ensayo de bombeo o de un drenaje. Hay que probarlo en casos reales.

27 Gracias


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