Tesis doctoral de André Campos De Moura
El objetivo principal de esta tesis es el estudio del comportamiento mecánico del hormigón de presas bajo la acción de fenómenos expansivos de origen interno, tanto en el nivel mesoestructural como en el macroestructural. Un importante aporte de este trabajo es el modelo de difusión-reacción propuesto para el ataque sulfático interno (asi), que permite simular la difusión de oxígeno hacia el interior del hormigón y su consumo en la oxidación de los sulfuros de hierro presentes en los áridos, y con ello obtener los incrementos de volumen a lo largo del tiempo que pueden producir las reacciones involucradas en el proceso. El análisis mecánico se ha abordado en dos niveles: el mesoestructural y el macroestructural. En el análisis mesoestructural (en que se representa explícitamente la estructura interna de primer nivel o meso-estructura) se analizan expansiones debidas a formación tardía de etringita en hormigón convencional contrastando los resultados numéricos obtenidos con experimentales existentes en la bibliografía. Luego, se analizan los efectos del asi, en primer lugar, en un hormigón convencional y posteriormente, en un hormigón de presa. Se han obtenido curvas de la degradación del módulo de elasticidad y de la resistencia a tracción en función del grado de expansión. También se muestran aspectos de la fisuración y de la energía disipada, que se correlacionan con el nivel de expansión y la evolución de los parámetros mecánicos. En el análisis macroestructural, se estudian casos reales de presas afectadas por problemas expansivos. Las presas estudiadas son: mequinenza, paso nuevo y graus. En el caso de mequinenza se analiza el comportamiento del bloque 13-14 que presenta unos elevados desplazamientos no recuperables. Para ello se utiliza una modelización 2d en el que se incluyen juntas horizontales (con un comportamiento no-lineal) donde se ubican fisuras observadas en la estructura. Los resultados numéricos obtenidos muestran cómo la formación, evolución y apertura de una serie de fisuras horizontales aportan gran parte de los desplazamientos observados en la estructura y permiten explicar de forma consistente el comportamiento diferenciado detectado en la presa. En el caso de la presa de paso nuevo (de tipo arco gravedad), afectada por problemas expansivos internos, se utiliza una modelización 3d con la que se ajustan los desplazamientos calculados con los medidos, y se evalúa el comportamiento global de la presa empleando un criterio hiperbólico de resistencia. Posteriormente, se realiza un análisis no-lineal de la zona cercana al estribo izquierdo utilizando para ello un modelo de daño no-lineal en el medio continuo. Finalmente, se estudia el comportamiento de la presa de graus, inicialmente mediante modelos lineales (2d y 3d) y posteriormente se analiza la sección transversal del bloque 5 mediante una modelización 2d, en la que se incluyen juntas no-lineales donde se ubican las juntas de hormigonado y algunas fisuras observadas en la presa. Los resultados obtenidos en las distintas etapas del trabajo han permitido reproducir de forma satisfactoria la evolución de los procesos expansivos, tanto a nivel mesoestructural como macroestructural, permitiendo explicar de forma consistente el comportamiento anómalo presentado en cada uno de los casos reales estudiados, poniendo de manifiesto la potencialidad de las herramientas y metodología de estudio utilizadas en este trabajo.
Datos académicos de la tesis doctoral «Análisis numérico de presas de hormigón bajo acciones expansivas«
- Título de la tesis: Análisis numérico de presas de hormigón bajo acciones expansivas
- Autor: André Campos De Moura
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 23/11/2012
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Antonio Aguado De Cea
- Tribunal
- Presidente del tribunal: joaquín Díez-cascón sagrado
- gilberto Carbonari (vocal)
- pere Prat catalan (vocal)
- pilar Alaejos gutierrez (vocal)