Análisis dinámico de presas de tierra

Abstract

Nuestro país se encuentra en una zona de gran actividad sísmica, por lo que el análisis y diseño de estructuras para soportar adecuadamente las fuerzas que se originan con tales fenómenos es importante. En particular, estructuras tales como presas merecen especial atención, tanto por su alto costo como por los efectos adversos que podrían resultar de una falla. En esta tesis se considera el análisis sísmico de presas de tierra, utilizando el método de los elementos finitos. Este análisis difiere del proceso más frecuentemente empleado, que consiste en un estudio de las condiciones de equilibrio en el estado límite para verificar la estabilidad de los taludes. En tales análisis para considerar el efecto sísmico se toman fuerzas estáticas equivalentes a las acciones de sismo, del orden de 10% a 20% del peso. Los resultados del presente trabajo indican que más apropiado que considerar a las fuerzas sísmicas como fuerzas de cuerpos constantes en toda la altura, es hacerlo con una distribución de estas similar a la forma del primer modo. En cualquier caso, estos resultados solo pueden considerarse como preliminares. Otro aspecto importante, especialmente para los esfuerzos en el talud aguas arriba, es el empuje hidro dinámico. Dichos efectos, como se verá más adelante, pueden ser incluidos en el modelo de elementos finitos con relativa facilidad. La información que se presenta en esta tesis ha sido agrupada, como sigue: En el Capítulo 2 se hace referencia a la formulación del modelo de elementos finitos. Se presentan las ecuaciones básicas y tres formas equivalentes de obtener las ecuaciones diferenciales de movimiento. El Capítulo 3 trata de la solución de esas ecuaciones mediante un proceso de análisis modal. En el capítulo 4, se presentan diversas aplicaciones, incluyendo algunas comparaciones con resultados obtenidos por otros. Finalmente, en el Capítulo 5, se resumen las principales conclusiones. En el Anexo se presenta el programa de cómputo utiliza do, describiendo su uso.