Prof. Ing. Arturo Lino Zapana

Sección Ingeniería de Minas – UPN Ciclo 2013-2

Definición

Tensiones de origen gravitacional y tectónico

Métodos de medición de tensiones de campo

Cualquier macizo rocoso en estado natural contiene, in situ tensiones no nulas:

Peso del material por encima

Confinamiento

Historia previa de tensiones

Cerca de la superficie las tensiones in situ pueden ser:

Cercanas a cero: Caída de rocas de la superficie o de excavaciones subterráneas debido a que las juntas están abiertas y son débiles.

Cercanas a la resistencia de la roca: Alteración del campo de tensiones debido a la excavación de túneles o incluso em superficie puede provocar una liberación violenta de la energía almacenada.

Determinación de la magnitud y dirección de las tensiones in situ.

Existe um estado tensional inicial em el terreno que es necesario conocer y entender proyecto

Conocer los efectos de la ejecución de una obra sobre el campo tensional del macizo rocoso, para poder minimizarlos.

Durante la ejecución de la obra, el estado tensional inicial cambia em mayor o menor medida, pudiendo dar lugar a problemas de estabilidad.

Los criterios de rotura están formulados en términos de tensiones.

Estimación del orden de magnitud y de la dirección de las tensiones: en teoría posible, pero con un margen de error incierto sin medidas apropiadas.

Las mediciones de tensiones son caras y no es algo rutinario.

En situaciones, puede ser más caro NO hacer estas mediciones. También, en ocasiones el disponer de datos fiables puede justificar el gasto adicional de las medidas de tensiones:

Elección de la orientación (evitar situarla perpendicular a la tensión principal mayor) y forma (para minimizar concentración de tensiones) de una caverna subterránea.

Evitar que una fisura iniciada en un hueco se propague hacia otro hueco (peligro de formar cuñas o bloques inestables).

Revestimiento o no de túneles de presión, em función de la relación entre las tensiones in situ y la presión de agua: reducción de costos constructivos.

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En ocasiones las tensiones iniciales son tan altas que cualquier actividad de ingeniería puede provocar la rotura:

Cuando la tensión mayor en la zona de una excavación supera 0.25 qu, es probable que se produzcan fisuras a raíz de la construcción incluso si se adoptan todas las precauciones posibles.

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En cual dirección y en cual magnitud actúan las tensiones principales

En cual dirección la roca puede fracturarse (o romperse)

Cual es el efecto de la tensión sobre las aberturas y los sostenimientos

Para tener conocimiento del estado de tensiones y de las tensiones alrededor de las aberturas en la fase de diseño

Las tensiones que actúan en un elemento infinito pueden ser descompuestas en fuerza normal y de corte.

Como existen tres tensiones principales, cada tensión es descompuesta en tres tensiones, una normal y dos de corte (nueve tensores)

Alteraciones de los regimenes de tensiones e hidráulico alrededor de una excavación

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Las medidas de tensiones in-situ resultan en 9 componentes, expresados en relación a las coordenadas locales

Determinando apenas las tensiones principales, podemos representarlas por medio de estereogramas

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Métodos de medición de tensiones de campo

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Métodos de liberación de tensiones

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Fases de ejecución del método del doorstopper

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