«Elastic Solutions for Soil and Rock Mechanics» de Poulos y Davis

Mencioné este libro de pasada cuando traté el tema de las ecuaciones de Holl para el cálculo de asientos admisibles, pero esta vez voy a comentarlo un poco más.

No es un libro para principiantes, básicamente porque no explica nada, no es un manual ni un vademécum, sino un prontuario XXL con un montón de fórmulas, tablas y gráficas repartidas a lo largo de páginas y más páginas.

¿Entonces, por qué lo recomiendas?

Porque hay que tenerlo. Recopila casi todas las soluciones elásticas de tensiones y deformaciones utilizadas en geotecnia, tanto en mecánica de suelos como en mecánica de rocas, desde la fórmula de Boussinesq para carga puntual hasta esas complicadas cargas trapeciales que uno jamás piensa que pueda llegar a utilizar (y al final utiliza, claro), pasando por sistemas multicapa, losas y túneles, sin olvidar los problemas más clásicos, cargas rectangulares y circulares.

No es el único libro que existe con esta temática, estudiando la carrera recuerdo haber usado uno de la editorial Balkema, muy parecido, y aunque más tarde he encontrado otros, en mi opinión, este sigue siendo el más completo.

La primera edición es de 1974, con una reimpresión de 1991, disponible ahora on line, gracias a sus autores.

Puede descargarse en tres versiones:

Las dos primeras opciones pueden ser interesantes para imprimir el libro, pero para consultas rápidas por pantalla recomiendo la versión LITE, mucho más manejable (la única diferencia es que en la versión LITE se ha rebajado la calidad del escaneado, por lo demás son totalmente iguales).

Elastic Solutions for Soil and Rock Mechanics, Poulos & Davis

¿Están todas las ecuaciones?

Desgraciadamente no, no están todas. En los años 70 el ordenador personal todavía no era muy popular en las oficinas, así que los autores «sacrificaron» las fórmulas más complicadas en favor de gráficas y tablas, una lástima, porque podían ser complicadas para un cálculo manual pero no para su programación, y hoy en día, con una simple hoja de cálculo les podríamos sacar mucho partido.

Entre las fómulas ausentes, las correcciones de Fox de la ecuación de Steinbrenner, la forma general de las ecuaciones de Holl (de las que ya he hablado en este blog) o la solución en serie de Hetenyi para el cálculo de losas, tres cosas que tengo pensado añadir en futuras entradas… ya veremos cuándo.

VII Simposio Nacional sobre Taludes y Laderas Inestables de Barcelona. Octubre 2009

Con cierto retraso, voy a escribir algo sobre el VII Simposio Nacional sobre Taludes y Laderas Inestables que se celebró hace unos días en Barcelona.

En primer lugar he de decir que llegué tarde, obligaciones laborales me retuvieron en Valencia hasta última hora del martes, así que no puedo opinar sobre lo que ocurrió el primer día (por lo menos, no de primera mano).

En segundo lugar diré que, nada más llegar, todo el mundo parecía tener la misma pregunta preparada «¿tío, has visto a las azafatas…?»

… la insistencia parecía exagerada, pero no lo era, llamaban la atención, hay que reconocerlo, tanto que consiguieron el efecto contrario al buscado, porque ni Dios se acercaba a aquel stand, ¿traumas de juventud con chicas guapas?, ¿venustrafobia?, ¿caliginefobia?… seguramente.

Por cierto, hablando de stands de publicidad, faltaba una empresa, Tubosider, ¿por qué no puso un stand? A saber, sus dos técnicos desplazados al evento, muy discretos ellos, no quisieron contestar, pero desde GeoTalud, off the record, me dieron algunas razones muy interesantes.

El recinto fue muy correcto, ni el excesivo Palacio de Congresos de Valencia de la VI Edición ni el jaleo de salas de la V Edición en Madrid. Las dos salas estaban bastante próximas y se podía entrar y salir sin molestar (es inevitable, lo programen como lo programen, cuando hay dos sesiones simultáneas siempre coinciden las presentaciones que quieres ver).

En el tema de las comidas hubo división de opiniones, unos dijeron que eran escasas por el carácter catalán, tradicionalmente derrochador, otros que así era mejor porque con la tripa llena no era cómodo sentarse a escuchar sesudas presentaciones, me adhiero a la segunda opción (bromas aparte, todo fue perfecto).

Eso si, había que comer de pie, no había sillas, ¿para evitar la tertulia después de comer? Supongo que si, porque tampoco hubo café (tuvimos que acercarnos a la cafetería por nuestra cuenta). Los plazos eran muy ajustados y había que mantener la organización pero hay gente que no lleva bien eso de comer de pie, contratistas y gente de la administración, sobre todo, acostumbrados a otro tipo de trato.

En cuanto a los cotilleos durante las comidas, destacaron la crisis (como no), el túnel bajo la Sagrada Familia, y también el reciente doctorado del webmaster del Foro de Ingeniería Geológica, al que aprovecho para volver a dar la enhorabuena desde aquí.

Centrándome ya en las exposiciones, podemos hablar de forma y de contenido:

En cuanto a la forma, hubo de todo. Se nota quién está acostumbrado a dar clase y/o hablar en público y quién no, lo cual no implica ser buen orador (que cantidad no siempre implica calidad). También era evidente quién pasaba por esa tensa experiencia por primera vez, doctorandos sobre todo. Tienen todo mi apoyo, he pasado por esa situación y es horrible (en mi caso fue en inglés, para terminar de arreglarlo).

En el aspecto informático, predominio total del Power Point y de sus plantillas por defecto, ni Beamer ni Impress, Microsoft sigue copando el mercado.

En cuanto al contenido de las presentaciones, como era de esperar, mucha variedad, mejores y peores, claras y oscuras, fáciles y complicadas, concisas y difusas… y algunas obtusas, muy obtusas.

Personalmente, hubo unos cuantos artículos que me gustaron bastante y que iré comentando en el blog, también fue agradable comprobar que los temas de monitorización y auscultación de deslizamientos ya no son «esas cosas raras que sólo hacen las universidades«, y que ya empiezan a verse como algo habitual, especialmente mediante Láser Escáner y LIDAR.

La presentación del túnel de cremallera de Núria tuvo su parte divertida cuando, después de justificar la construcción del túnel por las caídas de bloques sobre la vía, terminaron diciendo que, a partir de ahora, la vía se iba a «reciclar» como sendero para excursionistas.

Interesantes, como siempre, los artículos sobre casos reales. Existe cierto prurito a publicar casos reales. En España se despelleja vilmente al que destaca, es un hecho, de ahí que sólo se publiquen éxitos del tipo «mira que listos y buenos somos, y que bien nos sale todo», cuando a veces interesaría tener información del tipo «ojo no hagas esto, que sale mal» pero, bueno, tenemos que conformarnos con lo que hay.

En este sentido destacaría la instructiva comunicación que presentó Aurea Perucho sobre los deslizamientos de la autovía de Málaga, estudiando todas las alternativas posibles y explicando las razones por las que habían escogido una u otra opción.

Por último, no puedo dejar de mencionar las reflexiones con las que cerraron el simposio los organizadores. Jordi Corominas se centró en las cuestiones organizativas, confirmando que habría otra edición del simposio, pero Eduardo Alonso fue más crítico, mucho más.

Cierta persona del comité técnico me decía, posteriormente, que alguna comunicación no cumplía los requisitos pero que, ya se sabe, en estos eventos hay muchos intereses y se deben muchos favores… puede ser, pero la mayor parte de los que estábamos allí asentíamos mientras escuchábamos lo que decía Alonso. En octubre de 2009, seguir diciendo que las cosas se caen porque llueve no es de recibo, que lo digan los periódicos, pues vale, pero en un sitio como el que estábamos, pues no, la verdad.


La Clasificación Geomecánica de Lauffer

La clasificación geomecánica de Lauffer, de 1958, parte de las ideas de Josef Stini de 1950 sobre la importancia de los defectos del macizo rocoso en su comportamiento mecánico. La hipótesis principal de la clasificación es que el sostenimiento depende, en gran medida, de la calidad de la roca, lo cual suena muy bien, si, pero ¿cuánto depende, exactamente?

Para cuantificarlo, Lauffer estudió diferentes tipos de excavación (incluso minas abandonadas) en diferentes tipos de roca, midiendo el tiempo que eran capaces de mantenerse estables antes de desmoronarse.

A partir de los datos obtenidos, clasificó los terrenos en siete categorías, indicando el tipo de sostenimiento más apropiado para cada terreno en función de dos parámetros:

  • La longitud libre o vano crítico: Menor de las dos dimensiones -diámetro o longitud de galería- que se puede mantener estable sin revestimiento.
  • Tiempo de estabilidad o mantenimiento (Stand Up Time): Tiempo que puede mantenerse, sin desmoronarse, dicha longitud libre.

 

El trabajo de Lauffer no fue especialmente reconocido, sin embargo, resultó básico para que Rabcewicz, Pacher y Müller llegaran a desarrollar el llamado «Nuevo Método Austriaco o NATM«, unos años más tarde.

Enlaces relacionados:


La Clasificación Geomecánica de Terzaghi

La clasificación geomecánica de Terzaghi tiene como fecha de nacimiento 1946. Ese año, la «Commercial Shearing and Stamping Co.», una importante empresa fabricante de cerchas de acero para la entibación de túneles, aceptó que Karl Terzaghi se encargara de la parte de geología de su manual de entibaciones, el «Rock Tunnelling with Steel Supports«, escrito por Proctor y White.

Proctor era el vicepresidente de la compañía y White el ingeniero estructural, y aunque los dos llevaban 20 años en el tema y más de 300 túneles hechos, seguían sin tener claros ciertos conceptos geotécnicos. Hasta tal punto que, tras las primeras dos horas de conversación con Proctor, Terzaghi declaró «we both have the sensation that we lived for a long time in the same country but on opposite sides of an high wall«.

Casi al mismo tiempo (aunque se publicó mucho después) escribieron una versión para suelos, el «Earth Tunnelling with Steel Supports«, manteniendo los autores originales y sin mencionar a Terzaghi como coautor, algo «that seems somewhat scandalous» según Goodman, claro que Terzaghi decía de ellos que, pese a tener una buena capacidad de observación, eran «abominable writers«.

Fuera o no un error, el manual se hizo famoso por incluir la «clasificación geomecánica de Terzaghi«.

Desarrollada, evidentemente, a partir de experiencias en túneles de ferrocarril con cerchas de acero, y basada únicamente en el tipo de terreno, a partir de la anchura y la altura del túnel, proporciona la carga sobre las cerchas metálicas, permitiendo así un rápido dimensionamiento (de ahí el concepto «clasificación», ni más ni menos).

Según los expertos, para diámetros inferiores a 9 metros los resultados se pueden considerar buenos, incluso conservadores en de roca de buena calidad, pero no muy fiables en terrenos de comportamiento plástico o expansivo (además, como mantiene la tradición americana de usar mucho explosivo y la mayor cantidad posible de acero en las cerchas -lo más rígidas posible-, es demasiado conservadora también para túneles excavados con limitación de explosivos, con microretardos o con voladuras de contorno).


Aunque la primera versión sólo era para roca (el cuadro superior no es el original, sino el modificado por Deere y Rose en 1982), hay también versiones para suelos, como el cuadro inferior, publicado por Manuel Romana en el año 2000, en un librito en el que tuve el placer de colaborar.

Las tendencias actuales van encaminadas hacia sistemas de sostenimiento más flexibles (bulonajes y gunitados, principalmente) por lo que esta clasificación ha ido perdiendo aplicación, con los años.

Fuentes:


Las Circulares de Ingeniería Geotécnica de la FHWA

La Federal Highway Administration del U. S. Department of Transportation tiene documentos muy interesantes, entre ellos, toda esta serie de «circulares» sobre temas de geotecnia, indispensables en el disco duro.

Hay quien dice que eso de recopilar todo lo que se encuentra navegando no es más que la versión digital del «síndrome de Diógenes» pero, bueno, nunca se sabe cuando se tendrá que hacer una compactación dinámica o un «soil nailing», no está de más tener la información localizada.

Por cierto, la traducción de «soil nailing» por «suelo claveteado» no termina de convencerme, me suena raro.

FHWA GEC 1 – Dynamic Compaction [1995 – pdf, 20 MB]

FHWA GEC 2 – Earth Retaining Systems [1996 – pdf – 3,80 MB]

FHWA GEC 3 – Geotechnical Earthquake Engineering for Highways I – Principles [1997, pdf, 20 MB]

FHWA GEC 3 – Geotechnical Earthquake Engineering for Highways II – Examples [1997, pdf, 11 MB]

FHWA GEC 4 – Ground Anchors and Anchored Systems [1999, pdf, 4.5 MB]
Especialmente recomendable el capítulo sobre empujes del terreno.

FHWA GEC 5 – Evaluation of Soil and Rock Properties [2002, pdf, 8.5 MB]
Interesante, la parte de ensayos está muy bien.

FHWA GEC 6 – Shallow Foundations [2002, pdf, 7.7 MB]

FHWA GEC 7 – Soil Nail Walls [2015]

FHWA GEC 8 – Design and Construction of Continuous Flight Auger Piles [2007, pdf, 23.5 MB]
Vale la pena dedicarle un tiempo a la parte de métodos de cálculo.

FHWA GEC 9 – ¿¿??

FHWA GEC 10 – Drilled Shafts: Construction Procedures and LRFD Design Methods [2010]

FHWA GEC 11 – Mechanically Stabilized Earth walls and Reinforced Soil Slopes [2010]

FHWA GEC 12 – Design and Construction of Driven Pile Foundations [2016]