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• Luis Becerra Suárez

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PRINCIPIOS DE GEOTECNIA NOMBRE:………………………………………………………………………………………………………………………………… CI:……………………………..

FECHA:………………………………..

FIRMA:………………………………..

CAPITULO 9: TUNELES

PARTE TEORICA

1. ¿QUE ES UN TUNEL Y CUAL ES SU FUNCION PRINCIPAL? Es una obra subterránea de carácter lineal, cuyo objetivo es la comunicación de dos puntos para realizar el transporte de personas, materiales, para dar paso al tráfico para vehículos motorizados, ferrocarril o un canal, entre otras cosas. Normalmente es artificial.

2. EXPLIQUE BREVEMENTE LOS ELEMENTOS QUE DEBE CONTENER UN ESTUDIO DE FALLAS Y DISCONTINUIDADES SINGULARES DE LOS ASPECTOS GEOLÓGICOS PARA EL PROYECTO DE UN TUNEL -

Conocer la estructura tectónica regional y local Cartografía geológica y análisis estructural Identificación de fallas y su clasificación en función del origen, edad, tipo y geometría Identificación de rellenos de falla, su resistencia y expansibilidad Conocer la transmisibilidad hidráulica Estudios sobre las implicaciones tensionales y sobre sismicidad

PARTE PRÁCTICA

Túnel de 200 m de longitud que atraviesa en su totalidad a una formación de las siguientes características: DATOS: 𝑘𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 = 1𝑥10−4

𝐻 = 𝑑𝑒 50 𝑎 80 𝑚 𝐿𝑎 = 200 𝑚

S= 0.10

Determinar el caudal medio cuando todo el túnel este excavado. FORMULAS PARA LA SOLUCION DEL EJERCICIO 𝑄 = 2√

𝑡=

2 ∗ 𝑘 ∗ 𝐻2 ∗ 𝑆 ∗ 𝑡 3∗𝐶

3 ∗ 𝑄2 ∗ 𝐶 8 ∗ 𝑘 ∗ 𝐻2 ∗ 𝑆

𝐶 = 0.12 + 1.24𝐷 𝐷 =1−

𝐿𝑎 − 𝐿𝑡 𝐿𝑇

Avance de 40 m/día, en intervalos de 5 días (40m) Calculo del parámetro C TRAMO

Días (t)

1 2 3 4 5

Longitud del tramo 𝐿𝑡 (𝑚)

5 10 15 20 25

40 80 120 160 200

H(m) 50 50 80 50 50

D

C

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.368 0.616 0.864 1.112 1.36

Tramo 1 𝑡1 = 5 𝑑𝑖𝑎𝑠

2𝑥10−4 𝑥502 𝑥0.1𝑥5𝑥86400

𝑄1 = 2𝑥 √

3𝑥0.368

= 279.75 𝑚3 avance por m en 5 dias

𝑄1 =

279.75𝑥103 = 0.647𝑡/𝑠 𝑚 5𝑥86400

𝑄=

𝑄1 𝑋𝐿1 279.75𝑋40 = = 139.875 𝑚3 𝐿2 80

T correspondiente a este Q para 𝑐2 𝑡=

3𝑥139.8752 𝑥0.616 = 180780.744 (𝑠) 𝑒𝑛 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑡𝑒𝑛𝑒𝑚𝑜𝑠 2.1 𝑑𝑖𝑎𝑠 8𝑥10−4 𝑥502 𝑥0.1

TRAMO 2

𝑡2 = 5 + 2.1 = 7.1 𝑑𝑖𝑎𝑠

𝑄2 = 2𝑥 √

2𝑥10−4 𝑥502 𝑥0.1𝑥7.1𝑥86400 3𝑥0.616

= 257.66𝑚3 avance por m en 10dias

𝑄2 =

𝑄=

257.66𝑥103 = 0.29 𝑡/𝑠 𝑚 10𝑥86400

𝑄1 𝑋𝐿2 257.66𝑋80 = = 171.77𝑚3 𝐿3 120

T correspondiente a este Q para 𝑐3 : 𝑡=

3𝑥171.772 𝑥0.864 = 382383.93 (𝑠) 𝑒𝑛 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑡𝑒𝑛𝑒𝑚𝑜𝑠 4.4 𝑑𝑖𝑎𝑠 8𝑥10−4 𝑥502 𝑥0.1

TRAMO 3

𝑡3 = 5 + 4.4 = 9.4 𝑑𝑖𝑎𝑠

𝑄3 = 2𝑥 √

2𝑥10−4 𝑥802 𝑥0.1𝑥9.4𝑥86400 3𝑥0.864

= 400.53𝑚3 avance por m en 10 dias

𝑄3 =

400.53𝑥103 = 0.30 𝑡/𝑠 𝑚 15𝑥86400

𝑄=

𝑄1 𝑋𝐿3 400.53𝑋120 = = 300.39𝑚3 𝐿4 160

T correspondiente a este Q para 𝑐4 : 𝑡=

3𝑥300.392 𝑥1.112 = 587931.89 (𝑠) 𝑒𝑛 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑡𝑒𝑛𝑒𝑚𝑜𝑠 6.8 𝑑𝑖𝑎𝑠 8𝑥10−4 𝑥802 𝑥0.1

TRAMO 4

𝑡4 = 5 + 6.8 = 11.8 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑄4 = 247.23 𝑚3 𝑄4 = 0.14 𝑙/𝑠 m 𝑄 = 197.78 𝑡 = 797985.33 (𝑠)𝑒𝑛 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑡𝑒𝑛𝑒𝑚𝑜𝑠 9.23 𝑑𝑖𝑎𝑠

TRAMO 5 𝑡4 = 5 + 9.2 = 14.2 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑄4 = 245.23𝑚3 𝑄4 = 0.11 𝑙/𝑠 m

𝑄𝑚 = 0.11 ∗ 200 = 22

𝑙 𝑠

Resultados: para el total del túnel (200m) el caudal medio es de 22 l/s ( 79.2𝑚3 / ℎ𝑜𝑟𝑎), cuando todo el túnel este excavado y suponiendo que actúa como un dren conjunto