Aplicación de un Modelo de Fisuración Cohesiva al Estudio de la Estabilidad de Fisuras en Presas de Hormigón frente a la Acción de Presiones Internas

Abstract

Durante los trabajos de reparación de presas de hormigón de gravedad con resinas epoxi pueden emplearse presiones de inyección significativas. Es importante diseñar adecuadamente el proceso de inyección y el máximo valor que la misma pueda alcanzar para evitar que la fisura se propague durante los trabajos de reparación. Estas presiones actúan perpendicularmente al plano de la fisura y generan un estado tensional que tiende a que la fisura crezca. Si el valor de la tensión supera la resistencia a tracción del material, puede producirse la propagación de la fisura.
Este trabajo presenta los resultados de un análisis numérico realizado para estudiar el comportamiento en fractura de una presa de hormigón ante la presencia de una fisura de origen térmico. Se llevó acabo un análisis numérico usando el Método de los Elementos Finitos (MEF) y un Modelo de Fisuración Cohesiva (MFC). Las geometrías adoptadas reproducen un patrón potencial de fisuración debido a efectos térmicos como resultado del calor liberado durante la hidratación del cemento. Este tipo de fisuras suelen localizarse cerca de la sección central de la presa causando un plano vertical de fisuración, el cual comienza en el paramento aguas arriba y se propaga perpendicularmente al mismo. Incluso cuando su presencia no compromete la integridad estructural, estas fisuras pueden afectar el funcionamiento en servicio de las presas debido a la generación de filtraciones de agua. Se ha realizado un estudio paramétrico correspondientes a 3 fisuras, con la misma morfología y diferente tamaño, variando la relación entre la altura de la fisura y la altura total de la presa, y su ancho en relación al ancho total de la misma. La distribución real de presiones de inyección debida al proceso de inyección fue simplificada a través de la aplicación de cargas concentradas. Los resultados pueden aplicarse a la estimación de la estabilidad de fisuras pre-existentes debido a la acción de presiones internas, las cuales aparecen durante los trabajos de sellado de fisuras con resinas a presión.