«Taludes Excavados en Roca». Conferencia de Manuel Romana en el 2º Simposio Suramericano de Excavaciones en Rocas

La Sociedad Española de Mecánica de Rocas ha publicado en su web una amena y extensa conferencia de Manuel Romana Ruiz sobre “Taludes Excavados en Roca” perteneciente al 2º Simposio Suramericano de Excavaciones en Rocas celebrado en Costa Rica en agosto de 2012.

Es un artículo muy interesante, en tono divulgativo, sobre cuestiones conceptuales, criterios de estabilidad (tratando por separado taludes mineros, taludes en vías de comunicación y taludes en obras hidráulicas), distinciones entre métodos numéricos y métodos de equilibrio límite, futuras tendencias y muchos, muchos casos reales, algunos de ellos mencionados ya en el blog, como el recalce de la torre norte del castillo de Denia o las cunetas Ritchie para desprendimientos, por ejemplo.

Taludes Excavados en Roca. Conferencia de Manuel Romana en el 2º Simposio Suramericano de Excavaciones en RocasManuel Romana. Taludes Excavados en Roca (pdf – 2,5 MB)

“Geomechanics of Failures”, de Puzrin, Alonso y Pinyol, un libro muy recomendable

Geomechanics of Failures, Alexander M. Puzrin, Eduardo E. Alonso, Núria M. Pinyol.

Geomechanics of Failures, Alexander M. Puzrin, Eduardo E. Alonso, Núria M. Pinyol.

Los seguidores del blog saben que prefiero enlazar documentos de libre descarga y que cuando anuncio libros “de pago” es para completar la información del post.

Que yo recuerde, todavía no había recomendado directamente la compra de ningún libro, pero este va a ser el primero (y será el segundo, que son dos tomos) porque se lo merece, sin duda alguna. Se trata del Geomechanics of Failures, de Alexander M. Puzrin, Eduardo E. Alonso y Núria M. Pinyol.

El libro, dividido en tres secciones, estudia ocho problemas con todo lujo de detalles: introducción histórica, teoría, fórmulas, modelos, hipótesis, cálculos, resultados y, lo más importante, comentarios críticos sobre todos los aspectos anteriores.

Estos son los problemas tratados:

  • Asientos (Settlements)
    • Interacción entre estructuras próximas: La Catedral Metropolitana de México
    • Los inesperados y excesivos asientos del Aeropuerto Internacional de Kansai (1987~)
    • Un clásico: La Torre de Pisa
  • Capacidad de Carga (Bearing Capacity)
    • El silo de Transcona (1913)
    • La licuefacción de los diques del puerto de Barcelona (2001)
  • Excavaciones (Excavations)
    • El colapso de la Autopista Nicoll, en Singapur (2004)
    • El hundimiento del Túnel de la Plaza Borrás, en Barcelona (1991)
    • El colapso del frente de los Túneles de la Floresta, en Barcelona (1989)

En resumen, un libro al que dedicarle muchas, muchísimas horas, con un epílogo (pag. 245) que es toda una declaración de intenciones.

Como el libro está (parcialmente) en Google Books, aprovecho para ponerlo aquí y que podáis pegarle un vistazo y juzgar por vosotros mismos:

Si quieres comprar el Geomechanics of Failures puedes hacerlo en este enlace afiliado, a ti te costará lo mismo y yo me llevaré un pequeño porcentaje por haberlo anunciado. Si te gusta el blog es una forma de ayudar a que siga en marcha (aunque si me quieres dar dinero directamente o contratarme también podemos hablar, por mi no hay problema).

 

En unos días haré una entrada dedicada al segundo tomo (si tienes mucha prisa por verlo y no puedes esperar es el Geomechanics of Failures: Advanced Topics… impaciente)


El Criterio de Rotura de Griffith, la importancia de las microfisuras

Se ha dicho ya alguna vez por aquí que “en Mecánica de Rocas lo importante es lo que no es roca”, lo cual es válido también para los criterios de rotura.

En Mecánica de Rocas se utilizan muchos criterios de rotura. Dependiendo del caso, tenemos el de Von Mises, Mohr-Coulomb, Tresca, Hoek-Brown, Drucker-Prager… y también el criterio de rotura de Griffith, muy útil para explicar por qué determinados materiales frágiles rompen bajo tensiones menores de lo que cabría esperar, como el vidrio.

El vidrio es un material peculiar, a escala microscópica es realmente fuerte, pero a escala macroscópica ya no lo es tanto, de ahí que llamará la atención de un ingeniero aeronáutico inglés, Alan Arnold Griffith, que entre 1920 y 1924 propuso un modelo de propagación según el cual todo se debía a pequeñas roturas microscópicas provocadas por concentraciones de esfuerzos en microfisuras o imperfecciones del material, que se iban uniendo (propagando) entre sí hasta provocar la rotura.

¿Ocurre así en la realidad?

Bueno, Griffith lo explicó todo en términos de energías potenciales y densidades de energías de deformación (creando lo que hoy llamamos mecánica de fractura) pero, si… se podría decir que en materiales isótropos y más o menos frágiles, como algunas rocas, ocurre más o menos así.

A modo de ejemplo (no del todo correcto), este vídeo en el que, poco a poco y golpe a golpe (nunca mejor dicho) se van abriendo, profundizando y propagando las fracturas (con chasquidos que pueden oírse) hasta unirse y partir totalmente la pieza, eso si, todo con muuuucha calma, sin prisas.

 

Un segundo ejemplo con una pieza algo más manejable.

 

Post ideado tras ver el primer vídeo en geology.com


Deslizamiento de tierras entre Coria y Moraleja, Cáceres, en la EX-A1

Deslizamiento de tierras entre Coria y Moraleja, en la EX-A1

Un amigo me pone sobre aviso de este deslizamiento de tierras entre Coria y Moraleja, Cáceres, en la EX-A1, Autovía del Norte de Extremadura, que está dando más problemas de lo esperado.

Deslizamiento de tierras entre Coria y Moraleja, en la EX-A1

En prensa digital no hay mucha información y los datos que me han facilitado no son del todo concluyentes pero, a grandes rasgos, se puede decir que:

  • Hay unos 5 km cortados al tráfico.
  • El ángulo del deslizamiento es muy bajo, de unos 17º
  • Es una zona de recogida de aguas, tanto que unos metros más abajo hay un punto conocido como “La madre del agua”.
  • Hay grietas de tracción hasta ¿500? metros por detrás de la coronación.
  • Está visitando la zona lo mejorcito de la geotecnia española, a ver qué se puede hacer.
  • El presupuesto de reparación ronda los 20/30 millones de euros…
  • Según José Antonio Monago, Presidente de la Junta de Extremadura, todo se hubiese solucionado con una mayor planificación y atención en los últimos años.
  • [Pendiente de confirmación] El trazado se cambió a última hora para no tocar unas viviendas ilegales… (algo parecido a lo que ocurrió en el Desmonte de Rabat, en la AP-7)
Deslizamiento de tierras entre Coria y Moraleja, Cáceres, en la EX-A1 - Julio 2010

Estado de las obras, con un incipiente deslizamiento, en julio de 2010 (Fuente: IBERPIX)

En fin, será cuestión de esperar que se publique algo “oficial” y podamos salir de dudas. Mientras tanto, si tienes interés, el deslizamiento está en la esquina inferior derecha de la hoja 596 – Moraleja de la cartografía 1:50.000 del IGME, justo en el centro de la captura inferior.

Detalle de la hoja 596 – Moraleja de la cartografía 1:50.000 del IGME (el deslizamiento está en el centro de la imagen)

Detalle de la hoja 596 – Moraleja de la cartografía 1:50.000 del IGME

 

Esta es la zona tal y como se ve en Bing Maps:

 


Informe NCHRP 717 sobre socavación de puentes cimentados en roca (scour at bridges foundations on rock)

Hasta hace relativamente poco, los puentes se diseñaban por criterios funcionales bajo los estrictos condicionantes que imponía su ubicación. Como dice Franz Kafka en uno de sus relatos, “salvo que se hunda, jamás un puente construido en algún momento, puede dejar de ser puente”. Pues bien, entre los condicionantes que pueden hacer que un puente se hunda (y deje de serlo), destaca la socavación, problema que suele resolverse protegiendo y profundizando la cimentación, a ser posible hasta terreno firme o roca.

Así, la Guía de Cimentaciones en Obras de Carreteras dice de la socavación:

Las soluciones a estas patologías pueden clasificarse según se actúe para reducir la capacidad erosiva del agua, o para aumentar la capacidad resistente de la cimentación. Con frecuencia, se acude a soluciones mixtas.

La resistencia del cimiento frente a la erosión suele conseguirse mediante elementos de protección, o profundizando la cimentación bajo la cota de base de la zona móvil, lo cuál puede requerir, en cauces formados por materiales sueltos, la ejecución de una cimentación profunda capaz de soportar los empujes del agua y del «terreno móvil» durante las avenidas.

En general, y particularmente para el caso de las erosiones locales en las entradas y las salidas de las obras de drenaje, el mejor procedimiento para evitarlas es la profundización de los cimientos hasta cotas donde no se produzcan ya estos fenómenos, bien por la gran profundidad alcanzada, bien por apoyar sobre rocas competentes no erosionables.

Para estimar la profundidad de socavación la Guía nos envía a un texto más específico, el (agotado) Control de la Erosión Fluvial en Puentes (1988), pero ya en su primer apartado el texto descarta las cimentaciones en roca:

“Se advierte que en este texto se hará referencia únicamente a regímenes lentos, es decir, con número de Froude F<1. Tal limitación no es muy restrictiva en la práctica, puesto que el régimen rápido (F>1) así excluido suele presentarse solamente en cañones o zonas de montaña, donde los problemas de cimentación de puentes son mínimos pues los cauces son estrechos y la roca es casi superficial”.

 

Bien, para ampliar este tema traigo hoy un documento específico (y reciente, del 26-jun-2012), el NCHRP Report 717, Scour at bridges foundations on rock, o lo que es lo mismo, socavación de puentes cimentados en roca. Un estudio sobre socavación a partir de datos reales en función de la roca matriz (resistencia, durabilidad, etc) y del estado y rugosidad de las juntas, tamaño de bloque, RQD, etc.

El informe completo consta de una memoria, nueve apéndices con los modelos utilizados, y hojas de cálculo con todos los datos intermedios (por cierto, en el archivo comprimido de las hojas de cálculo han incluido otra vez el archivo pdf de los apéndices ¿…?).

 Informe NCHRP 717 sobre socavación de puentes cimentados en rocaNCHRP Report 717, Scour at Bridges Foundations on Rock – Report (pdf – 24,7 MB)

NCHRP Report 717 scour at bridges foundations on rockNCHRP Report 717, Scour at Bridges Foundations on Rock – Appendices (pdf – 8,29 MB)

NCHRP Report 717, Scour at Bridges Foundations on Rock – Spreadsheet (zip – 8 MB)