Erosion y Socavacion

5/21/2018 Erosion y Socavacion

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Erosin y SocavacinAplicaciones a la Hidrulica de

Inundaciones

M.Sc. Freddy M. Franco AlvaradoProfesor del Curso

UNIVERSIDAD NACIONALSAN LUIS GONZAGA DE ICAFacultad de Ingeniera Civil

Erosin y SocavacinEs el descenso del fondo del cauce (o retroceso de lasorillas) como consecuencia de los fenmeno de dinmicafluvial naturales o suscitados por obras del hombre


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Erosin y Socavacin

Se puede producir a lo largo del lecho del ro o en las bases delas estructuras, originado vrtices. en funcin a ello seclasifican en Erosin General y Erosin Local.

Erosin y Degradacin de lechos aluviales

Cuando se rompe el equilibrio en un ro puedenocurrir tres tipos de fenmenos:a) Erosin Local, causado por perturbaciones en

el flujo tales como vrtices y remolinos.

b) Erosin debida a una contraccin del cauce,causando mayores velocidades en el anchocontrado.

c) Degradacin o Agradacin, que ocurresolamente sobre relativamente largos tramosy periodos de tiempo, debido a cambios enlos controles, aporte de sedimentos o en laforma del ro.


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Erosin por estrangulamiento del cauce

Degradacin y Agradacin del cauce


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ClasificacinLa socavacin que se produce en un ro no puedeser calculada con exactitud, solo estimada, muchosfactores intervienen, tales como el caudal, tamaodel material del cauce y la cantidad de transportede sedimentos. Podemos dividirla en:

La Socavacin GeneralEs aquella que se produce a todo lo ancho delcauce cuando ocurre una crecida debido alefecto hidrulico de un estrechamiento de laseccin; la degradacin del fondo de cauce sedetiene cuando se alcanzan nuevas condiciones deequilibrio por disminucin de la velocidad.La Socavacin LocalEs aquella que se produce en las curvas y alrededorde las pilas o cualquier obstruccin que coloquemosa un costado o en medio del cauce.

Socavacin General y Local


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Socavacin GeneralMtodo de Lischvan LevedievSe fundamenta en el equilibrio que debe existir entre lavelocidad media real de la corriente y la velocidad erosiva(velocidad media critica).Velocidad erosiva que es la velocidad media que se requierepara degradar el fondo esta dado por las siguientesexpresiones:

Ve = 0.60 gd1.18

b Hsx

; m/seg suelos cohesivos

Vc = 0.68 b dm.

Hs ; m/seg suelos no cohesivos

Ve = 0.60 gd1.18

b Hsx

; m/seg suelos cohesivos

Vc = 0.68 b dm.

Hs ; m/seg suelos no cohesivos


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Socavacin Generalx = Es un exponente variable que esta en funcin del peso

volumtrico gs del material seco (Ton/m3 )Hs = Tirante considerado, a cuya profundidad se desea

conocer que valor de Ve se requiere para arrastrar ylevantar al material (m)

dm = Es el dimetro medio ( en mm ) de los granos delfondo.

CALCULO DE PROFUNDIDAD DE SOCAVACION

Datos bsicos: Seccin transversal, Qd, y, granulometra

Suelos friccionantes

Socavacin General

Hs Profundidad de socavacionHo Profundidad inicial (Ho=y)b - Coef. Depende del retornodm- Dimetro mediou Coef. por contraccion f(vm) 1.00x - Exponente variable f(gs)Z x - Coef. de seccion

Suelos Cohesivos


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Coeficiente de Seccin o de distribucin de gasto ()Qd Caudal de diseoHm Profundidad media en el cauce (Hm= A / Be)Be Ancho efectivo del cauce sin contar pilas o estribosA - rea hidrulica

Coeficiente de frecuencia (b)


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Socavacin General: Seccin transversal

Socavacin General: Ancho efectivo


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Tabla de

valores de

x - 1/1+x

gsgsmm

Socavacin Local en CurvasEl calculo depende de la Ecuacin de ALTUNIN:

Hmax = HrHmax Profundidad maxima del agua (m)Hr Profundidad max. en tramo recto antes de la curva (m)

- Coef. Depende de la relacion (r / B)r - radio de curvaturaB - Ancho de la superficie libre.

r/B 6 5 4 3 2 1,27 1,48 1,84 2,20 2,57 3,00

Si en la curva se construye un puente, entonces hay que tomaren cuenta la socavacin general y la socavacin en curva.


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Socavacin Local al Pie de PilasEs producido por los vrtices, producto del cambio de laslneas de corriente al chocar con una estructura que impideel flujo normal.Los datos a contar son: Vm, So, g, , g, gs, d, b,

Socavacin Local al Pie de Pilas:

Mtodo de Laursen - Foch

Se aplica para suelos friccionantes, especialmente arenas. Losdatos a utilizar son: H/b, y la forma de la pila.

a) Cuando No hay desviaje:

S0 = K1 K2 bK1 , K2 = Tablas

b) Cuando Hay desviaje:S0 = K1 K3 bK1 , K2 , K3 = Tablas

Donde H es la altura (yn)antes de la socavacin.


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Coeficiente K1

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CoeficienteK2

FORMA DEL PILAR

FORMA DEL PILAR


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Coeficiente K3

Socavacin Local al Pie de Estribos

o Espigones

METODO DE CALCULO DE ARTAMONOVEl algoritmo de calculo es:

ST = P * Pq * Pr * Ho

Donde:ST Profundidad mxima de socavacinP - Coeficiente que depende de (desviaje)Pq - Coeficiente que depende de Q1/Qd

Q1 Gasto terico a travs del estriboQd Gasto total del rio

Pr - Coeficiente que depende del taludHo - Tirante aguas arriba del estribo, sin socavacin.


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Vista en Planta para Caudales

Coeficientes para la formula de Artamonov

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