Estudio del deterioro mecánico de Geomembranas durante la instalación en obra de Dispositivos de Estanqueidad a base de Geosintéticos (DEG)

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Yolanda Núñez Piñeiro
hace 6 años
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CONSTRUCCIÓN GRUPO DE GEOTECNIA CICLO DE

2 PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE VALPARAISO ESCUELA DE INGENIERIA EN CONSTRUCCIÓN GRUPO DE GEOTECNIA CICLO DE CONFERENCIAS GRUPO DE GEOTECNIA Estudio del deterioro mecánico de Geomembranas durante la instalación en obra de Dispositivos de Estanqueidad a base de Geosintéticos (DEG) CLAUDIO CARVAJAL MONCADA Valparaíso, 22 de Abril de 2005

3 Presentación. Geomembrana: «Producto adaptado a Ing. Civil, delgado, flexible, continuo, estanco a líquidos incluso bajo las deformaciones en servicio, principalmente en tracción.» [NF P ] Obras hidráulicas: - Presas. - Estanques. - Canales. Obras enterradas: - Túneles. - Zanjas cubiertas. Depósitos de residuos: - Rellenos sanitarios. - Residuos mineros.

4 Presentación Dispositivos de Estanqueidad en base a Geomembranas (D.E.G.) D.E.G. Estructura de protección Estructura de estanqueidad Estructura de soporte Capa granular, hormigón y/o Geotextil GEOMEMBRANA Geotextil y/o Capa Granular Suelo de Fundación

- Representatividad de ensayos de laboratorio.

5 Problema : - Deterioro de la Geomembrana durante su instalación en obra. - Escasez de modelos matemáticos. - Desconocimiento en el ámbito del deterioro de geomembranas. - Representatividad de ensayos de laboratorio. Objetivo : - Estudiar el deterioro mecánico de las geomembranas y la eficiencia del geotextil de protección para el dimensionamiento de un DEG frente a las solicitaciones generadas durante la puesta en obra.

Metodología del estudio : Representar las condiciones de puesta en obra de un DEG. -Planchas de ensayo a escala real. 1 Parte. Caracterizar el deterioro de las geomembranas. -Constataciones visuales.

6 Metodología del estudio : Representar las condiciones de puesta en obra de un DEG. -Planchas de ensayo a escala real. 1 Parte. Caracterizar el deterioro de las geomembranas. -Constataciones visuales. -Tracción multi-axial. -Perfilómetro láser. Detectar Indicadores de deterioro. -Eficiencia del geotextil de protección. -Nivel de deterioro. 2 Parte. -Punzonamiento hidráulico. -Punzonamiento estático sin soporte. -Punzonamiento estático piramidal en soporte rígido.

7 Representación de las condiciones de puesta en obra de un DEG. Concepción de las planchas de ensayo Suelo Soporte : LIMO baja plasticidad, ML, IP=8 Granular de canto RODADO 20/40 mm Granular sílico-calcáreo CHANCADO 20/40 mm

5 mm espesor) PEHD: Polietileno Alta Densidad.

Geotextil de protección: No tejido, agujeteados, de filamentos

8 Representación de las condiciones de puesta en obra de un DEG. Geosintéticos utilizados : Geomembranas: (1.5 mm espesor) PEHD: Polietileno Alta Densidad. PVC-P: Poli cloruro de Vinilo Plastificado. PP : Polipropileno. Geotextil de protección: No tejido, agujeteados, de filamentos continuos, polipropileno. GTX 300 : Geotextil 300 g/m². GTX 500 : Geotextil 500 g/m². GTX 700 : Geotextil 700 g/m².

9 Representación de las condiciones de puesta en obra de un DEG. Suelo de Cobertura : Condiciones (Suelo Soporte)/(Suelo de Cobertura): LIMO/Grava RODADA Grava RODADA/Grava RODADA LIMO/Grava CHANCADA Grava CHANCADA/Grava CHANCADA

10 Representación de las condiciones de puesta en obra de un DEG. Circulación sobre la estructura : 50 pasadas con carga Peso : 12 ton. 50 pasadas sin carga. Peso : 9,4 ton. Desmontaje : Por aspiración del material granular.

11 Caracterización del deterioro de las Geomembranas. Nivel de deterioro : Constataciones Visuales. Nivel I : Perforación. Nivel II : Indentaciones o hendiduras. Nivel III : Deformación o abrasión. Nivel IV : Sin deterioro visual.

12 Caracterización del deterioro de las Geomembranas. Características en Tracción Multi-axial Probetas de gran tamaño. (Diámetro interior : 650 mm) Velocidad de deformación : 5%/min

13 Caracterización del deterioro de las Geomembranas. Curvas en Tracción multi-axial : PEHD PVC PP Presión (kpa) v/s Deflexión (mm) PEHD PVC Esfuerzo (kpa) v/s Deformación (%) PP

14 Caracterización del deterioro de las Geomembranas. Nivel de deterioro : Criterio : Pérdida de Deflexión. Índice de deterioro: ID = (DT DE) x 100 % DT Índice de deterioro Observación Nivel de deterioro Perforación I ID 50% II 20% < ID < 50% III ID 20% IV

Equipo medidas: : - Deformación (%) - Profundidad

-Capteur Distribución de del número de hendiduras

15 Caracterización del deterioro de las Geomembranas. Perfilómetro Láser Principio : Características El Equipo medidas: : - Deformación (%) - Profundidad media de hendiduras (mm) Déplacement du chariot -Capteur Distribución de del número de hendiduras déplacement Horizontal en función de su profundidad. Capteur de distance vertical

16 Caracterización del deterioro de las Geomembranas. Resumen (Primera Parte) -Constataciones visuales. -Tracción multi-axial. -Perfilómetro láser. Indicadores de deterioro: -Tracción Multi-axial: -Perfilómetro : -Nivel de deterioro de la geomembrana. -Eficiencia del geotextil de protección (PEHD y PVC) Pérdida de deflexión. Profundidad de hendiduras. Deformación superficial. Material RODADO más agresivo que el material CHANCADO? Geomembrana de PVC presenta las menores deformaciones permanentes. Protección insuficiente para geomembrana de PP.

Segunda Parte: Eficiencia del Geotextil de Protección. Ensayos de de Laboratorio :: -Punzonamiento Hidráulico. -Punzonamiento estático sin soporte.

17 Segunda Parte: Eficiencia del Geotextil de Protección. Ensayos de de Laboratorio :: -Punzonamiento Hidráulico. -Punzonamiento estático sin soporte. -Punzonamiento estático piramidal sobre soporte rígido. -Punzonamiento estático mediante esferas de acero. -Perforación por granulares sobre soporte rígido. -Punzonamiento dinámico.

18 Eficiencia del Geotextil de protección. Ensayo de de Punzonamiento Hidráulico :: (Bajo proyecto de norma NF P pren14151) Geomembranas Geotextiles Material de soporte PEHD 1.5 mm PVC-P 1.5 mm PP 1.5 mm 300 gr/m² 500 gr/m² 700 gr/m² Granular : Canto Rodado 20/40 Chancado 20/40 Condiciones de ensayo. - Velocidad de presión 100 kpa/min - Presión máxima 3800 kpa - Temperatura del agua

19 Eficiencia del Geotextil de protección. Resultados :: Resultados similares a planchas de ensayos (grava CHANCADA y geomembranas de PEHD y PVC) -Granulares RODADOS menos agresivos que granulares CHANCADOS en punzonamiento hidráulico.

Eficiencia del Geotextil de protección. Ensayo de de Punzonamiento sin sin soporte (Punzonamiento cilíndrico) (NF P 84 507) Equipo : Principio : Geomembranas PEHD 1.

20 Eficiencia del Geotextil de protección. Ensayo de de Punzonamiento sin sin soporte (Punzonamiento cilíndrico) (NF P ) Equipo : Principio : Geomembranas PEHD 1.5 mm PVC-P 1.5 mm PP 1.5 mm -Velocidad de ensayo : 5 mm/min -10 probetas por cada muestra Geotextiles 500 g/m² 700 g/m² 1000 g/m² ( ) 1200 g/m² ( ) 1400 g/m² ( )

21 Eficiencia del Geotextil de protección. Ensayo de de Punzonamiento estático sobre soporte rígido. (EN WI ) Principio : Equipo : -Velocidad de ensayo : 1 mm/min -10 probetas por muestra

22 Conclusiones. Deterioro de la Geomembrana y eficiencia del Geotextil de protección: -Constataciones visuales, -tracción multi-axial y -perfilómetro láser. -Para geomembranas de PEHD y de PVC, se podrían considerar valores obtenidos del ensayo de tracción multi-axial (% de pérdida de deflexión) para el dimensionamiento del geotextil de protección. -El ensayo de Punzonamiento hidráulico puede representar las principales solicitaciones de puesta en obra cuando se utiliza material granular chancado en la capa de cobertura. -Valores de resistencia a punzonamiento estático sin soporte y sobre soporte rígido podrían ser utilizados para el dimensionamiento del geotextil de protección.

23 Conclusiones (continuación). Continuación de la investigación : -Considerar otros tipos de geomembranas y geotextiles de protección. Tentativas de dimensionamiento : -Por familia de producto, -por tipo de obras, y -a partir de ensayos de laboratorio complementarios.

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