DETERMINACIÓN DE LA RED DE FLUJO EN PRESAS DE TIERRA UTILIZANDO MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS

P.A. BENEYTO; G.J. GUTIERREZ; J.L. MROGINSKI; H.A. DI RADO

Rosario, Santa Fe, Argentina

Congreso; Congreso Argentino de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica 2012, CAMSIG XXI; 2012

SAIG

El problema de flujo de agua a régimen permanente a través de presas de tierra es de gran importancia en la ingeniería práctica. Dicho problema está gobernado por la ecuación de Laplace cuya solución es la red de flujo que se forma dentro de la masa de suelo. Uno de los inconvenientes a superar es la definición de las condiciones de borde, específicamente de la superficie libre dentro de la presa de tierra. La posición de la superficie libre puede ser determinada utilizando métodos empíricos, y fue desarrollada originalmente para resolver filtraciones en régimen permanente a través de suelos saturados homogéneos e isótropos, éstos se vuelven complejos y difíciles de utilizar cuando se analizan sistemas de suelos heterogéneos y/o anisótropos. La hipótesis de que la superficie libre es una línea freática requiere que las presiones de poros sean nulas a lo largo de esta línea, debiendo las líneas equipotenciales intersectar a la misma mediante ángulos rectos. Además al ser la línea de flujo superior, se asume que no hay flujo a través de la superficie libre. A partir de su determinación puede construirse la red de flujo. Para resolver casos complejos se recurre a métodos más sofisticados como el de los elementos finitos. En el presente trabajo se muestra la obtención de la superficie libre de escurrimiento utilizando el método de los elementos finitos mediante adaptación de malla dinámica y posterior determinación de la red de flujo. Se presentan además ejemplos con distintas configuraciones geométricas, tipos de suelos (isótropos y anisótropos), que permiten analizar la capacidad de la solución planteada.