AGUAS SUBTERRNEAS
La presencia de agua subterrnea en una pendiente de roca puede
tener un efecto perjudicial sobre la estabilidad por las siguientes
razones:
La presin del agua reduce la estabilidad de las laderas por la
disminucin de la resistencia al corte de las superficies
potenciales de falla, como se describe en el captulo 1. La presin
del agua en las grietas de tensin o fisuras verticales cercanas
similares reduce la estabilidad mediante el aumento de las fuerzas
que inducen deslizante.
cambios en el contenido de humedad de alguna roca, en particular
de pizarras, puede causar acelerado y una disminucin en la
resistencia a la cizalladura.
La congelacin de las aguas subterrneas puede causar acuamiento
en fisuras llenas de agua debido a los cambios de volumen
temperaturedependent en el hielo. Adems, la congelacin de las aguas
superficiales en pendientes puede bloquear vas de drenaje que
resulta en una acumulacin de presin del agua en la pendiente con la
consiguiente disminucin en la estabilidad.
La erosin de roca erosionada por el agua de la superficie, y de
bajos llenuras fuerza por las aguas subterrneas pueden dar lugar a
la inestabilidad local donde se socav el dedo del pie de una
pendiente, o un bloque de roca se afloja.
Los costos de excavacin se pueden aumentar cuando se trabaja por
debajo del nivel fretico. Por ejemplo, agujeros de explosin hmedas
requieren el uso de explosivos resistentes al agua que son ms caros
que ANFO no resistente al agua. Adems, el flujo de agua subterrnea
en la excavacin o pozo de bombeo se requiere y, posiblemente, el
tratamiento del agua de descarga, y el equipo transitabilidad puede
ser deficiente en caminos de acarreo mojadas.
Con mucho, el efecto ms importante de agua subterrnea en un
macizo rocoso es la reduccin en la estabilidad como resultado de
presiones de agua dentro de las discontinuidades. Mtodos para la
inclusin de estas presiones de agua en los clculos de estabilidad y
diseo de drenaje sistemas son tratados en captulos posteriores de
este libro. En este captulo se describe el ciclo hidrolgico (seccin
5.2), los mtodos que se utilizan para analizar el flujo de agua a
travs de roca fracturada, y las presiones desarrolladas por este
flujo (secciones 5.3 y 5.4). Secciones 5.5 y 5.6 discuten,
respectivamente mtodos de hacer mediciones de conductividad y de
presin hidrulica en el campo.Al examinar las laderas de roca o
suelo, puede ser un error suponer que el agua subterrnea no est
presente si hay filtraciones aparece en la cara pendiente. La tasa
de infiltracin puede ser inferior a la tasa de evaporacin, y por lo
tanto la superficie de la pendiente puede aparecer seca y sin
embargo no puede ser agua a presin significativa dentro de la masa
de roca. Es la presin del agua, y no la tasa de flujo, que es
responsable de la inestabilidad en laderas y es esencial que la
medicin o clculo de este formas de presin de agua parte de las
investigaciones de sitio para estudios de estabilidad. Drenaje, que
se discute en el captulo 12, es uno de los medios ms eficaces y
econmicos disponibles para mejorar la estabilidad de las laderas
rocosas. Diseo racional de sistemas de drenaje slo es posible si se
entiende el patrn de flujo de agua dentro de la masa de roca, y la
medicin de la conductividad hidrulica y la presin del agua
proporciona la clave de este entendimiento.
Un medio til para evaluar las condiciones de agua subterrnea en
una pendiente es hacer observaciones durante los perodos de
temperaturas bajo cero. En estos momentos incluso filtraciones
menores en la cara pueden formar carmbanos que pueden mostrar tanto
la ubicacin de las mesas de agua, y el conjunto (s) de
discontinuidades en el que se est produciendo flujo.
5.2 El ciclo hidrolgicoUn ciclo hidrolgico simplificado ilustra
en la Figura 5.1 muestra algunas fuentes tpicas de aguas
subterrneas, y hace hincapi en que el agua subterrnea puede viajar
distancias considerables a travs de una masa de roca. Es
importante, por lo tanto, considerar la geologa regional de una
zona al iniciar un programa de diseo de pendiente rocosa. En
general, el agua subterrnea fluye de las reas de recarga para
descargar reas. Un rea de recarga es uno en el que el flujo neto
saturada de agua subterrnea se dirige fuera de la mesa de agua,
mientras que en una zona de descarga del flujo saturado neta se
dirige hacia la capa fretica. En la Figura 5.1, reas de descarga se
producen en el corte de la roca, presa de relaves y de cielo
abierto, y hay un rea de recarga del ocano a la fosa.
Claramente, la precipitacin en la cuenca hidrogrfica es la
fuente ms importante de agua subterrnea, y la Figura 5.2 ilustra la
relacin tpica entre los niveles de precipitacin y de agua
subterrnea en tres regiones climticas. En los climas tropicales y
desrticas del nivel fretico del suelo suele ser ms predecible y
consistente que los climas templados, donde los niveles de
precipitacin son ms variables. En la evaluacin de la relacin entre
el clima y los niveles de agua subterrnea en la pendiente, tanto la
precipitacin media y los eventos mximos deben considerarse debido a
que los eventos mximos son los que suele causar inestabilidad.
Ejemplos de precipitaciones mximas que pueden conducir a altas
tasas de infiltracin incluyen tifones, tormentas intensas y
deshielo rpido. Si se dan estas condiciones climticas en el sitio,
entonces es recomendable utilizar presiones correspondientemente
altos de agua en el diseo, o para disear sistemas de drenaje de
gran capacidad.
Las fuentes de agua subterrnea, adems de la precipitacin pueden
incluir la recarga de los ros adyacentes, presas de relaves,
depsitos o el ocano, como se muestra en la Figura 5.1. Hay varios
casos de canteras y minas sustanciales a cielo abierto (por ejemplo
Dutra Minerales en California, y Granisle Cobre y la Isla de cobre
en Canad) que operaron con xito a continuacin, y cerca de, cuerpos
sustanciales de agua. Sin embargo, en este tipo de operaciones de
infiltracin significativa puede desarrollar en el pozo, as como la
inestabilidad resultante de las altas presiones de agua.
Otro factor importante que influye en el agua subterrnea dentro
de un pendiente es la distribucin de los tipos de roca, y los
detalles de la geologa estructural como llenuras fallo, la
persistencia de los conjuntos de conjuntos y la presencia de
cavidades de solucin. Estas caractersticas pueden resultar en
regiones de baja y alta conductividad hidrulica dentro de la
pendiente que se denomina acuitardos y acuferos, respectivamente.
Estas cuestiones se analizan con ms detalle en la seccin 5.4 ms
adelante en este captulo.
5.3 Redes De Conductividad Y Flujo Hidrulicos
Cuando los efectos de agua subterrnea se deben incluir en el
diseo de la pendiente, hay dos enfoques posibles para la obtencin
de datos sobre la distribucin de las presiones de agua dentro de
una masa de roca:a) Deduccin del modelo de flujo de agua subterrnea
de la consideracin de la conductividad hidrulica de la masa rocosa
y las fuentes de agua subterrnea.
b) La medicin directa de los niveles de agua en pozos o pozos, o
de la presin del agua por medio de piezmetros instalados en
pozos.
Debido a la importante influencia de la presin del agua en la
estabilidad de las laderas, es esencial que las mejores
estimaciones posibles del rango probable de las presionesdebera
estar disponible antes de intentar un anlisis detallado
estabilidad. Hay un gran nmero de factores que controlan el flujo
de agua subterrnea en macizos rocosos fracturados, y slo es posible
en este libro para destacar los principios generales que pueden
aplicarse. Si se requieren estudios detallados de las condiciones
del agua del suelo, es recomendable obtener datos adicionales de
fuentes tales como Freeze y Cherry (1979) y Cedergren (1989) sobre
el anlisis de flujo de agua subterrnea, y Dunnicliff (1993) en la
instrumentacin.
5.3.1 La conductividad hidrulica
El parmetro bsico que define el flujo de agua subterrnea, y la
distribucin de presin de agua, en medios geolgica es la
conductividad hidrulica. Este parmetro se refiere la tasa de flujo
de agua a travs del material al gradiente de presin aplicada a
travs de ella (Scheidegger, 1960; Morgenstern, 1971).
Considere una muestra cilndrica de suelo o roca debajo de la
mesa de agua en una pendiente como se ilustra en la Figura 5.3. La
muestra tiene un rea de seccin transversal de A y la longitud l.
Los niveles de agua en pozos de sondeo en cada extremo de esta
muestra se encuentran en las alturas h1 y h2 por encima de un punto
de referencia y la cantidad de agua que fluye a travs de la muestra
en una unidad de tiempo es Q. Segn la ley de Darcy, el coeficiente
K de conductividad hidrulica de esta muestra se define como
donde V es la velocidad de descarga. Cambio de las dimensiones
de los trminos en la ecuacin (5.1) muestra que la conductividad
hidrulica K tiene las mismas dimensiones que la velocidad de
descarga V, que es la longitud por unidad de tiempo. Las unidades
ms utilizadas en los estudios de agua subterrnea es centmetros por
segundo, y una serie de factores de conversin de conductividad
hidrulica se dan en la Tabla 5.1. La ecuacin (5.1) se puede
reorganizar para mostrar el volumen de agua, Q fluye a travs de la
muestra se muestra en la Figura 5.3 bajo una cabeza especificado,
como sigue:
En la mayora de los tipos de rocas fluyen a travs de la roca
intacta es insignificante (definido por Kprimary), y esencialmente
todo el flujo se produce a lo largo de las discontinuidades
(definidos por Ksecondary). Por ejemplo, la conductividad hidrulica
primaria para el granito y basalto intacta es de aproximadamente
10-10 cm / seg, mientras que para algunos de grano grueso, mal
areniscas induradas la conductividad hidrulica primaria pueden ser
tan alta como 10-4 cm / seg. El trmino conductividad hidrulica
secundaria se refiere a fluir en la masa de roca y abarca flujo
tanto en la roca intacta y cualquier discontinuidades que estn
presentes. Estas condiciones resultan en conductividades hidrulicas
secundario que tiene una amplia gama de valores dependiendo de la
persistencia, la anchura y la llenura caractersticas de las
discontinuidades. Por ejemplo, el granito que tiene una
conductividad hidrulica primaria muy bajo por lo general contiene
articulaciones apretadas, limpias y bajas de persistencia, por lo
que la conductividad hidrulica secundaria tambin es baja. En
contraste, piedra arenisca puede tener cierta conductividad
primaria, y la presencia de planos de estratificacin persistentes
puede resultar en una alta conductividad secundaria en la direccin
paralela a la ropa de cama. Para una mayor discusin sobre el flujo
de roca fracturada ver seccin 5.4.
Los rangos tpicos de conductividad hidrulica secundaria para una
variedad tipos de roca, as como depsitos no consolidados, se
muestran en la Figura 5.4. La gama de conductividades hidrulicas
para los materiales geolgicos cubre 13 rdenes de magnitud, y para
cualquier tipo de roca solo el rango puede ser de cuatro rdenes de
magnitud. Esto demuestra la dificultad de predecir las cantidades y
presiones de flujo de entrada de agua dentro de las pendientes.La
Figura 5.3 muestra tambin que la cabeza hora total en cualquier
punto se puede expresar en trminos de la presin P y la altura z por
encima de un punto de referencia. La relacin entre estos parmetros
es
donde w es la densidad del agua. La altura total h representa el
nivel al cual el agua se elevar en un tubo vertical pozo. La ley de
Darcy es aplicable a medios porosos y por lo tanto se puede
utilizar para estudiar el flujo de tierra del agua, tanto en roca
intacta, y las masas de roca en una escala macroscpica. Sin
embargo, se requiere que el flujo sea laminar, por lo que la ley de
Darcy no es aplicable en el caso de flujo turbulento no lineal o en
una fractura individual.
porosidad
redes de flujo
La representacin grfica de flujo de aguas subterrneas en una
masa de roca o el suelo se conoce como una red de flujo, y un
ejemplo tpico se ilustra en la Figura 5.5.Una red de flujo
comprende dos conjuntos de lneas que se cruzancomo sigue:
(i) las redes de flujo son trayectorias seguidas por el agua que
fluye a travs de la roca o el suelo saturado.
(Ii) lneas equipotenciales son lneas que unen puntos en los que
la altura total h es el mismo. Como se muestra en la Figura 5.5, el
nivel del agua es la misma en tomas de agua que terminan en los
puntos A y B en la misma lnea equipotencial. Presiones de agua en
los puntos A y B no son los mismos, ya que, segn la ecuacin (5.3),
la altura total h est dada por la suma de la carga de presin P / w,
y la z elevacin del punto de medicin por encima del punto de
referencia. La presin del agua aumenta con la profundidad a lo
largo de una lnea equipotencial.
Hay caractersticas de las redes de flujo que son aplicables en
todas las condiciones y deben ser utilizados en la elaboracin de
redes de flujo. En primer lugar, las lneas equipotenciales deben
cumplir con los lmites impermeables en ngulo recto y ser paralela a
los lmites de carga constante. En segundo lugar, hay una prdida de
carga uniforme entre lneas equipotenciales adyacentes. , Lneas
equipotenciales y flujo Tercero se cruzan en ngulo recto para
formar cuadrados curva lineal en el rock con la conductividad
hidrulica isotrpico. Para una red de flujo tal como la mostrada en
la Figura 5.5, las lneas equipotenciales ilustran cmo la presin del
agua del suelo vara dentro de la pendiente, y que la cantidad de
flujo es igual entre las lneas de flujo adyacentes.
Un ejemplo de la aplicacin de redes de flujo para estudiar la
distribucin de presiones en las laderas de roca se ilustra en la
Figura 5.6. Si el pozo est situado en una zona de recarga, el flujo
se produce hacia el hoyo, y las presiones artesianos puede ser
desarrollada por debajo del piso de la fosa (a, b). En contraste,
para pozos en las zonas de descarga, el flujo est fuera de la fosa
y habr bajas presiones por debajo de la piso de la fosa (C, D).
Una discusin completa sobre la construccin o clculo de redes de
flujo excede el alcance de este libro y el lector interesado puede
consultar los textos completos por Cedergren (1989), Haar (1962) y
Freeze y Cherry (1979) para ms detalles. El uso de mtodos grficos
para la construccin de redes de flujo es a menudo un paso
importante en la comprensin de cmo los sistemas de geologa y
drenaje influyen posibles condiciones de agua subterrnea dentro de
una pendiente.
5.4 Flujo de agua subterrnea en roca fracturada
Como se discuti en la Seccin 5.2 en la conductividad hidrulica,
el flujo de agua subterrnea en macizos rocosos fracturados se
produce predominantemente a lo largo de las discontinuidades debido
a la muy baja conductividad hidrulica principal de la mayora de la
roca intacta. Por lo tanto, la conductividad de masas de roca se
ver influenciada por las caractersticas de las discontinuidades,
con una condicin necesaria requerida para el flujo es que la
persistencia de las discontinuidades es mayor que la separacin. La
Figura 5.7 muestra una masa de roca que contiene dos conjuntos de
conjuntos verticales y un conjunto horizontal en la que la
persistencia de las juntas verticales es mucho mayor que la
separacin, pero el persistencia del conjunto horizontal es menor
que la separacin. Para estas condiciones, la conductividad
hidrulica sera significativamente mayor en la direccin vertical que
en la direccin horizontal.
El anlisis de flujo en roca fracturada puede llevarse a cabo ya
sea suponiendo que la roca es un continuo, como se ha supuesto en
la derivacin de la ecuacin de flujo y dibujo redes de Darcy, o que
la roca es un no-continuo en el que flujo laminar se produce en
discontinuidades individuales.Rock puede suponer un continuo si el
espaciamiento de las discontinuidades es suficientemente estrecha
que la roca fracturada acta hidrulicamente como un medio poroso
granular de modo que el flujo se produce a travs de un nmero de
discontinuidades.
5.4.1 El flujo en discontinuidades limpias, lisasEl flujo de
agua a travs de fisuras en la roca se ha estudiado en detalle por
Huitt (1956), Snow (1968), Louis (1969), Sharp (1970), Maini (1971)
andothers. Posterior a esto, una amplia investigacin se ha llevado
a cabo sobre este tema en relacin con el diseo de las instalaciones
de almacenamiento de residuos nucleares subterrneas; este trabajo
ha proporcionado mucha informacin adicional sobre el flujo de
fluido en roca fracturada. Sin embargo, para el propsito de esta
discusin, el problema se simplifica a la de la determinacin de la
conductividad hidrulica equivalente de una matriz de paralelas,
lisas, limpias discontinuidades (Davis, 1969). La conductividad
hidrulica paralela a esta matriz est dada por
donde g es la aceleracin de la gravedad (9,81 m / s2), E y B
son, respectivamente, la abertura de la discontinuidad y el
espaciado y es el coeficiente de viscosidad cinemtica (1,01 10-6 m2
/ s de agua pura a 20C).
La conductividad equivalente de una matriz paralela de
discontinuidades en relacin con la abertura y el espaciado se
muestra en la Figura 5.8. Dado que la conductividad hidrulica es
proporcional a la tercera potencia de la abertura, pequeos cambios
en la abertura debido, por ejemplo, para aumentar la tensin en la
roca se disminuyen significativamente la conductividad. Esta
condicin podra desarrollarse en el dedo del pie de una ladera
empinada donde las altas tensiones disminuyen la apertura y el
resultado en un aumento de la presin de agua en la pendiente.
Las figuras 5.4 y 5.8 demostrar la aplicacin de la ecuacin (5.5)
para las conductividades hidrulicas reales de las masas de roca.
Por ejemplo, la conductividad de andstone es de aproximadamente
10-6 cm / s, mientras que la de basalto fracturado y articulado se
trata de 10-2 cm / s. Esta diferencia en la conductividad de cuatro
rdenes de magnitud se puede atribuir a la disminucin de la
separacin conjunta 1-0,1 m, y la abertura creciente por una pequea
cantidad desde 0,02 hasta 0,2 mm.Se estudi la relacin entre la
apertura de la discontinuidad y de la conductividad hidrulica para
la construccin de las esclusas de barco en el Proyecto de las Tres
Gargantas en China, que involucr a hacer excavaciones paralelas con
profundidades de hasta 170m en fuerte, granito articulado (Zhang et
al., 1999).Las excavaciones causadas relajacin de la roca en las
paredes de las esclusas y la apertura de las articulaciones, lo que
result en el aumento de la conductividad hidrulica por un factor de
18. La aplicacin de una presin de 2 MPa apoyo en las paredes
verticales de la excavacin result en la conductividad hidrulica
solamente aumentar por un factor de 6 a partir de la condicin en
situ....
5.4.2 Flujo en discontinuidades llenas
La ecuacin (5.5) se aplica slo a flujo laminar en planas, lisas,
discontinuidades paralelas y representa la ms alta conductividad
hidrulica equivalentepara sistemas de fracturas. La conductividad
hidrulica equivalente ms bajo se produce para discontinuidades
infilled, y est dada por
donde Kf es la conductividad hidrulica del relleno y Kr es la de
la roca intacta. El trmino Kr se incluye en la ecuacin (5.6) para
dar cuenta de la condicin donde hay flujo tanto en la roca intacta
y a lo largo de las discontinuidades.
Aunque las ecuaciones (5.5) y (5.6) ilustran los principios de
flujo de agua a lo largo de planos de discontinuidad, este modelo
simple no puede ser utilizado para calcular la conductividad
hidrulica de masas roca fracturada reales. Los mtodos de modelado
de flujo de agua subterrnea en roca se han desarrollado utilizando
tcnicas probabilsticas para simular, en tres dimensiones, los
rangos probables de caractersticas de discontinuidad que puedan
ocurrir. Una de tales tcnicas de modelado es termedFRACMAN
(Dershowitz et al., 1994; Wei et al., 1995).
5.4.3 roca heterognea
La figura 5.9 muestra una secuencia de inmersin superficial de
la piedra arenisca y esquisto camas.
El esquisto, que es una roca de grano fino con pocas
discontinuidades persistentes, tiene una baja conductividad
hidrulica y se denomina un acuitardo. En contraste, la piedra
arenisca, que es de grano grueso, tiene una relativamente alta
conductividad hidrulica y se denomina un acufero. Debido a la
diferencia significativa entre las propiedades hidrulicas de la
pizarra y piedra arenisca, esta es una masa de roca heterognea.
Redes de flujo en roca heterognea se modifican desde la simple neta
se muestra en la Figura 5.5, porque las lneas de flujo utilizan
preferentemente las formaciones de alta conductividad como
conductos y atraviesan las formaciones de baja conductividad por la
ruta ms corta posible. Los equipotenciales tienden a perder una
proporcin mayor de la cabeza en la formacin baja conductividad que
en la formacin de mayor conductividad. Este comportamiento resulta
en la refraccin de las lneas de flujo en el lmite de la formacin,
dependiendo de las conductividades relativos, de acuerdo con la
relacin siguiente:
La refraccin ngulos 1 y 2 se definen en la Figura 5.9 para una
relacin de conductividadK1 / K2 = 10.Caractersticas de las
condiciones de flujo que se muestran en la Figura 5.9 son los
siguientes. En primer lugar, el flujo en el acufero no confinado
superior tiende a fluir hacia abajo por inmersin en la piedra
arenisca y sale de la pendiente en el contacto de la piedra
arenisca / esquisto. Esta lnea de infiltracin en la pared valle
sera una indicacin de la ubicacin del contacto. En segundo lugar,
el flujo en la parte baja, acufero confinado se recarga desde una
fuente hasta por inmersin desde el valle que se desarrolla presin
artesiana en la arenisca.Esta condicin podra ser demostrada por
completar un piezmetro en la arenisca inferior, en la que el agua
se elevara por encima de la superficie del suelo hasta el nivel de
la equipotencial en el que se sella. En tercer lugar, el flujo en
el acufero confinado se refracta en el lmite y fluye hacia arriba
en la pizarra para salir en el fondo del valle.
5.4.4 anisotrpico roca
En las formaciones tal como la mostrada en la figura 5.7, en el
que la conductividad de un conjunto o conjuntos de discontinuidades
es mayor que otro conjunto, la masa de roca exhibir conductividad
hidrulica anisotrpica. Para la roca se muestra en la figura 5.7, la
conductividad hidrulica vertical ser considerablemente ms que eso
en la direccin horizontal. En la red de flujo, conductividad
hidrulica anisotrpico se representa mediante cuadrados formados por
las lneas de flujo y equipotenciales est alargada en la direccin de
la mayor conductividad hidrulica. En general, larelacin de aspecto
de las lneas de flujo / plazas equipotenciales es igual a (K1 / K2)
1/2.
Ejemplos de redes de flujo en roca isotrpica y anisotrpica se
muestran en la Figura 5.10. La importancia de estas condiciones
para la estabilidad pendiente es como sigue. En primer lugar, en
roca con alta conductividad hidrulica en la direccin horizontal,
tal como piedra arenisca horizontalmente camas, el agua subterrnea
puede drenar fcilmente a partir de la pendiente (figura 5.10 (b)).
Para estas condiciones habr presiones de agua relativamente bajos
sobre superficies de deslizamiento potenciales en comparacin con el
caso isotrpico. En segundo lugar, en la roca con alta conductividad
hidrulica paralela a la cara como un corte pendiente paralela a la
ropa de cama, fluyan a la cara se inhibi y altas presiones de agua
va a desarrollar en la pendiente. Para la pendiente se muestra en
la Figura 5.10 (c), el uso de drenajes horizontales que conectan
los planos de estratificacin de alta conductividad a la cara sera
eficaz en la reduccin de las presiones de agua dentro de la
pendiente.
5.4.5 El agua subterrnea en las laderas rocosas
La discusin sobre el flujo de las aguas subterrneas en las masas
de roca que muestra detalles de la geologa pueden tener un efecto
significativo en la presin del agua y las cantidades de infiltracin
en laderas rocosas. Adems de las condiciones que se muestran en las
Figuras 5.9 y 5.10 que se relacionan con la roca heterogneo y
anistropo, una variedad de otras condiciones de agua subterrnea
posibles estn relacionados con la geologa de la siguiente manera:A.
Las articulaciones de persistencia baja que no estn conectados a la
cara pendiente pueden desarrollar presiones de agua transitorios
altos, en comparacin con las juntas con mayor persistencia que estn
conectados a la cara y permiten que el agua de drenaje en la cara
(Figura 5.11 (a)). Cabe sealar que los daos explosin es una de las
causas de las articulaciones persistentes y fracturas cercanas a la
cara. Sin embargo, cualquier mejora en la estabilidad de la
pendiente, debido al aumento en la conductividad es
probablemente-pes a cabo por la disminucin en la estabilidad
resultante de daos explosin a la roca.B. La porosidad de la masa de
roca afectar el nivel de la tabla de agua transitorio en respuesta
a la misma evento de precipitacin (Figura 5.11 (b)). En una masa de
roca porosa el agua infiltrarse estar contenido dentro de la roca
con el resultado de que habr un pequeo aumento en el nivel fretico.
Por el contrario, una fuerte roca con articulaciones ampliamente
espaciados tendr baja porosidad as el flujo de agua subterrnea se
llenar rpidamente las articulaciones y aumentar la presin del agua
dentro de la pendiente. Se encuentra comnmente esa roca cae sobre
ocurren paredes rocosas escarpadas poco despus de las fuertes
lluvias, sobre todo si el agua se congela y se expande detrs de la
cara.
C. Faltas que comprenden arcilla y roca erosionada puede tener
baja conductividad y actan como barreras de agua del suelo detrs de
la cual las altas presiones de agua podran desarrollar. Por el
contrario, las fallas que comprende triturado y piedra partida
pueden tener alta conductividad y actan como un drenaje (Figura
5.11 (c)). La medicin de presiones de agua a cada lado de la falla
indicar las propiedades hidrulicas de estas caractersticas.
Figura 5.11 Relacin entre la geologa y las aguas subterrneas en
las laderas: (a) variacin en la presin del agua en las
articulaciones relacionadas con la persistencia; (b) la comparacin
de los niveles freticos en laderas excavadas en roca porosa y
articulado; (c) defectos como barrera de agua a tierra de baja
conductividad, y alta conductividad de drenaje sub-superficie
(Patton y Deere, 1971).
5.5 Medicin de la presin del agua
La importancia de la presin del agua a la estabilidad de las
pendientes se ha hecho hincapi en los captulos anteriores. Si una
estimacin fiable de la estabilidad se ha de obtener o si la
estabilidad de una pendiente va a ser controlada por el drenaje, es
esencial que se midieron las presiones de agua dentro de la
pendiente. Tales medidas son las ms convenientemente llevadas a
cabo por piezmetros. Piezmetros son dispositivos de sellado dentro
de la planta, generalmente en pozos de sondeo, que responden
nicamente a la presin del agua subterrnea en la vecindad inmediata,
y no a tierra presiones de agua en otros lugares. Piezmetros tambin
se pueden usar para medir la conductividad hidrulica en situ de
masas de roca utilizando pruebas de cabeza variables como se
describe en la Seccin 5.6.
Los siguientes son una serie de factores que pueden ser
considerados en la planificacin de una instalacin de piezmetros
para medir presiones de agua en una pendiente de roca:A. El taladro
debe estar orientada de tal manera que se cruzar las
discontinuidades en las que es probable que haya que fluye el agua
subterrnea. Por ejemplo, en una roca sedimentaria que contiene
camas persistentes pero articulaciones baja persistencia, el
agujero debe intersectar las camas.
B. La zona de la finalizacin del piezmetro se debe colocar en la
masa de roca contiene discontinuidades. Por ejemplo, si ncleo de
perforacin est disponible, debe ser estudiado para localizar zonas
de roca fracturada o esquilada, donde es probable que se concentra
el flujo de agua subterrnea. Colocacin de la zona de finalizacin en
roca masiva con pocas discontinuidades puede proporcionar
informacin limitada sobre las presiones de agua subterrnea. La
longitud de la zona de finalizacin en roca es generalmente ms largo
que en el suelo debido a la necesidad para intersectar
discontinuidades.
C. Otras caractersticas geolgicas que pueden ser considerados en
instalaciones piezmetros son zonas de falla. Estos pueden actuar
como conductos para el agua subterrnea si contienen roca triturada,
o pueden ser barreras a tierra flujo de agua si contienen gubia
arcilla. En el caso de fallas de alta conductividad hidrulica, la
zona de terminacin puede estar situado en el fallo, y para los
fallos de conductividad hidrulica bajas, las zonas de terminacin
puede estar situado a cada lado de la falla para determinar
cualquier diferencia de presin.
D. El nmero de piezmetros, o el nmero de zonas de terminacin en
un solo piezmetro, puede ser determinada por la geologa. Por
ejemplo, en un depsito sedimentario que contiene bajo esquisto
conductividad hidrulica y relativamente alta conductividad
hidrulica piedra arenisca, puede ser necesario instalar zonas de
terminacin en cada unidad de la roca.
E. El retraso hidrodinmico es el volumen de agua requerido para
registrar una fluctuacin cabeza en un tubo vertical de piezmetros.
El retraso de tiempo depende principalmente del tipo y dimensiones
del piezmetro y puede ser significativo en roca con baja
conductividad hidrulica. Piezmetros de tubo vertical tienen un
mayor retraso hidrodinmico de piezmetros de diafragma ya que se
requiere un mayor movimiento de los poros o agua conjunta para
registrarse. Se utiliza el trmino tiempo de respuesta lento para
describir un largo lapso de tiempo hidrodinmica.
F. En las laderas rocosas donde se utiliza el piezmetro para
medir la presin del agua conjunta en la que las fluctuaciones de
presin no es probable que sea significativo, un piezmetro tubo
vertical es probable que sea adecuado. Sin embargo, si el propsito
de la piezmetro es medir la respuesta de las presiones de agua del
suelo a un sistema de drenaje, tales como una serie de drenes
horizontales, o para detectar presiones de agua transitorios en
respuesta a la precipitacin, a continuacin, un piezmetro diafragma
con un tiempo mucho ms corto lag sera ms apropiado.G. El material
de filtro en la zona de finalizacin debe ser adecuado para el tipo
de roca. Instalaciones en esquistos arcillosos o resistido rocas
micceas deben utilizar material de filtro de grano fino que no ser
obstruido por los productos de meteorizacin de la roca lavadas
desde las paredes del agujero.
H. El costo y la confiabilidad son otros factores a considerar
en la seleccin de los tipos de piezmetros. Piezmetros de tubo
vertical son fciles de instalar y se pueden leer con sirenas as
baratas, mientras piezmetros de cuerda neumticos y vibrantes son
caros y requieren unidades de lectura ms costosas. En situaciones
donde la pendiente se est moviendo y piezmetros puede perderse,
sera preferible instalar piezmetros de tubo vertical por razones de
economa.
La siguiente es una breve descripcin de los tipos de piezmetros
y las condiciones en las que se pueden utilizar (Dunnicliff, 1993).
Presiones de agua de observacin pozos-tierra pueden ser
monitoreadas en agujeros abiertos si la permeabilidad del macizo
rocoso es mayor de aproximadamente 4.10 cm / s, como areniscas de
grano grueso y roca altamente fracturada. La principal limitacin de
pozos de observacin es que crean una conexin vertical entre los
estratos por lo que su nica aplicacin es en roca permeable
consistente en que la presin del agua del suelo aumenta
continuamente con la profundidad. Pozos de observacin rara vez se
utilizan en el control de la presin de agua subterrnea en roca.
piezmetros-un tubo vertical piezmetro tubo vertical consta de
una longitud de tubo de plstico, con una seccin perforada o porosa
en el extremo inferior, que est encerrado en grava o arena limpia
para proporcionar una buena conexin hidrulica con la roca (Figura
5.12). Esta seccin perforada del piezmetro, que es el punto
donde se mide la presin del agua, est aislado del resto del
agujero con un sello de bentonita y una capa de filtro para
prevenir la contaminacin de la arena limpia alrededor de la seccin
perforada. La bentonita se coloca generalmente en forma de grnulos
compactados que caern una profundidad considerable en un agujero
lleno de agua antes de que se expanden. En agujeros muy profundos,
las bolas pueden ser remojados primero en aceite para formar una
capa protectora que retarda su expansin. Sin embargo, se prefiere
el cemento como sello para agujeros con profundidades superiores a
unos 300 m.El nivel de agua en un piezmetro tubo vertical se puede
medir con una sonda de bien que consiste en un cable elctrico
graduado, con dos extremos desnudos, conectado a un circuito
elctrico que consta de una batera y un ampermetro. Cuando el
desnudo termina de agua de contacto, el circuito se cierra y la
corriente se ha registrado en el ampermetro. Las ventajas de este
tipo de piezmetro son que es simple y fiable, pero las desventajas
son que debe haber acceso a la parte superior del agujero, y no
puede haber retraso de tiempo significativo en roca baja
conductividad.
-A piezmetros tiempo de respuesta rpido neumtico puede lograrse
usando piezmetros neumticos que comprenden un conjunto de vlvula y
un par de lneas de aire que conectan la vlvula a la superficie. La
vlvula se coloca en la seccin de sellado de la piezmetro para medir
la presin del agua en ese punto. El principio de funcionamiento es
bombear aire hacia abajo la lnea de suministro hasta que la presin
de aire es igual a la presin del agua que acta sobre un diafragma
en la seccin de sellado y la vlvula se abre para iniciar aire que
fluye en el tubo de retorno. La presin requerida para abrir la
vlvula se registra en un manmetro de presin en la
superficie.Piezmetros neumticas son adecuadas para las
instalaciones de roca de baja conductividad, y son particularmente
tiles cuando no hay acceso al collar del agujero desde lecturas se
pueden hacer en una ubicacin remota. Las desventajas de este tipo
de piezmetro son el riesgo de dao a las lneas ya sea durante la
construccin o el funcionamiento, y la necesidad de mantener una
unidad de lectura calibrada.
mediciones de presin electrnico transductores de agua con
transductores elctricos permiten un tiempo de respuesta muy rpida y
la oportunidad de registrar y procesar los resultados a una
distancia considerable de la pendiente. Los tipos comunes de
transductores elctricos incluyen medidores de tensin y medidores de
vibracin de alambre que miden la presin con un alto grado de
precisin. Se recomienda que todos los transductores ser probados y
calibrados antes de la instalacin a fondo. Tambin hay que tener en
cuenta que la fiabilidad a largo plazo de estos instrumentos
elctricos sensibles puede no ser igual a la vida til de la
pendiente y debe disponerse que para su mantenimiento y posible
reemplazo.
piezmetros-para Multi-terminacin laderas excavadas en tipos de
roca con diferentes conductividades hidrulicas, es posible que
existan zonas de alta presin de agua del suelo en un rea
generalmente despresurizado. En tales circunstancias, puede ser
deseable medir la presin del agua del suelo en un nmero de puntos
en un agujero de perforacin. Esto se puede lograr mediante la
instalacin de mltiples piezmetros de tubo vertical en un solo
agujero de taladro con bentonita o cemento juntas entre cada seccin
de tubera perforada. El nmero mximo de tales tubos verticales que
se pueden instalar en un pozo de sondeo NX es de tres; con ms
tuberas, la colocacin de filtro y eficazsellos se vuelve muy
difcil.Un mtodo alternativo de medir la presin de agua en un nmero
de diferentes puntos en un agujero de perforacin es utilizar un
sistema (MP) Multi-puerto que tambin permite la medicin de la
conductividad hidrulica y la recuperacin de muestras de agua (Negro
et al., 1986) (Figura 5,13). El sistema parlamentario es un
dispositivo de vigilancia a nivel de mltiples modular empleando un
nico, cerrado tubo de acceso con los puertos con vlvula. Los
puertos con vlvula permiten el acceso a diferentes niveles de una
perforacin en un solo revestimiento del pozo, y los permisos de
diseo modular como muchas zonas de vigilancia como se desea que se
establezcan en un agujero de perforacin. El sistema consta de los
componentes de la carcasa que se instalan permanentemente en el
agujero de perforacin, y transductores de presin, sondas de
muestreo y herramientas especializadas que se bajan por el agujero.
Los componentes de la carcasa incluyen secciones de revestimiento
de varias longitudes, dos tipos de acoplamientos con vlvulas de
puerto con capacidades a medida o bien la presin o tomar muestras.
Los conjuntos de puertos pueden ser aislados en el agujero de
perforacin mediante el sellado de la corona circular entre las
zonas de vigilancia, ya sea utilizando pares de embaladores, o
rellenando el anillo con una lechada de cemento o sello bentonita.
El sistema de MP se ha utilizado en pozos de perforacin de hasta
1200m de profundidad.
Figura 5.13 Mltiple instalacin de piezmetros finalizacin
(sistema de MP, Westbay Instruments) con la sonda colocada para
hacer mediciones de la presin (Negro et al., 1986). (a) de la sonda
situada en el puerto de acoplamiento de medicin; (b) de la sonda de
medicin de la presin del fluido fuera de acoplamiento.
5.6 Campo de medicin de la conductividad hidrulica
Determinacin de la conductividad hidrulica de una masa de roca
es necesario si se requieren estimaciones de la descarga de agua
subterrnea de una pendiente, o en el diseo de un sistema de
drenaje.
Para la evaluacin de la estabilidad de las laderas, es la presin
del agua en lugar del volumen de flujo de agua subterrnea en la
masa de roca que es importante. La presin del agua en cualquier
punto es independiente de la conductividad hidrulica de la masa de
roca en ese punto, pero no depende de la trayectoria seguida por el
agua subterrnea en llegar al punto (Figuras 5.9 y 5.10). Por lo
tanto, la heterogeneidad y la anisotropa de la masa de roca con
respecto a la distribucin de la conductividad hidrulica es de
inters en la estimacin de la distribucin de la presin de agua en
una pendiente.Debido a que el flujo de agua subterrnea en roca
fracturada tiene lugar predominantemente en las discontinuidades,
es necesario que las mediciones de conductividad hidrulica hacerse
in situ; no es posible simular el flujo de agua en una masa de roca
fracturada en el laboratorio. La siguiente es una breve descripcin
de los dos mtodos ms comunes en las pruebas de conductividad situ,
pruebas de cabeza a saber, variables y pruebas de bombeo. Los
procedimientos detallados para pruebas de conductividad hidrulica
se describen en la literatura, y las propias pruebas se realizan
normalmente por los especialistas en el campo de la
hidrogeologa.
5.6.1 pruebas cabeza Variable
Con el fin de medir la conductividad hidrulica a un "punto" en
una masa de roca, es necesario cambiar las condiciones de agua
subterrnea en ese punto y para medir el tiempo tomado para las
condiciones originales para ser restablecidos. Estas pruebas se
llevaron a cabo ms convenientemente en un pozo de sondeo, y la
longitud de la prueba pueden representar las propiedades generales
de masa de roca en la pendiente, o la prueba pueden estar situados
en una caracterstica geolgica especfica tal como un fallo. Un
requisito esencial de la prueba es que la pared del pozo est limpio
y no hay obstruccin de las discontinuidades de los recortes de
perforacin o lodo de perforacin. Para ello ser necesario el lavado
del agujero y la utilizacin de los lodos de polmeros que se
descomponen algn tiempo despus de la perforacin para dejar un
agujero limpio (vase la Seccin 3.6.2).
Configuraciones de prueba. Un nmero de configuraciones de prueba
de pozo son posibles. A piezmetro instalado en un agujero de
perforacin aislar una seccin en el extremo del agujero (Figura 5.14
(a)), o en algn momento hasta el agujero. Tambin es posible llevar
a cabo mediciones de conductividad hidrulica en agujeros abiertos
(Figura 5.14 (b)), aunque es necesario que las condiciones
geolgicas son consistentes en toda la longitud de ensayo.
Procedimiento de prueba. El procedimiento para la prueba de
cabeza variable es primero para establecer el nivel de agua de
descanso, que es el nivel de equilibrio esttico de la capa fretica
en la ubicacin de perforacin (Figura 5.14 (a) y (b)). El bombeo de
agua de circulacin durante la perforacin se perturba este
equilibrio y los resultados de permeabilidad estar en error si. Se
conceder tiempo suficiente para que se restablezca el equilibrio.
Una vez que el equilibrio se ha establecido, el agua o bien se
puede retirar de (prueba de la fianza) o aadido a (prueba de bala)
del tubo vertical (prueba piezmetro) o agujero para cambiar el
nivel del agua. Si la prueba se lleva a cabo por encima de la tabla
de agua es necesario realizar una prueba de slug, mientras que para
una prueba por debajo de la tabla de agua, se prefiere una prueba
de fianza porque el flujo de agua fuera de la formacin minimiza la
obstruccin de las fracturas.
Se aade agua o se retira desde el agujero para cambiar el nivel
de agua por sobre 1-2m y la velocidad a la que el nivel de agua se
recupera a se mide el nivel de equilibrio. Para la prueba se
muestra en la Figura 5.14 (a), la conductividad hidrulica K se
calcula a partir de la siguiente relacin general:
donde F es el factor de forma. Para un taladro con un radio R y
una zona de prueba de longitud L, el factor de forma est dada
por
En la ecuacin (5.8), A es el rea de la seccin transversal del
tubo vertical (A = r2) y R es el radio interno del tubo vertical.
Para una prueba de la libertad bajo fianza, t1 y t2 son los tiempos
en los que los niveles de agua se encuentran en profundidades h1 y
h2 respectivamente por debajo del nivel de agua en equilibrio. Las
cabezas diferenciales h1 y h2, as como los h0 iniciales de cabeza
de equilibrio, se definen en la Figura 5.14 (a), mientras que un
grfico semilogartmico tpico de la subida del nivel del agua en la
carcasa con el tiempo se muestra en la Figura 5.14 (c).Los tipos de
prueba mostrados en la Figura 5.14 son adecuados para la medicin de
la conductividad hidrulica de roca razonablemente uniforme.
Anisotrpicas coeficientes de conductividad hidrulica no se pueden
medir directamente en estas pruebas pero subsidio se pueden hacer
para esta anisotropa en los clculos de la siguiente manera. Si se
realiza una estimacin de la relacin de conductividades Kv hidrulico
vertical y horizontal y Kh respectivamente, la relacin de m est
dado por
y el factor de forma F dada por la ecuacin (5.9) se modifica de
la siguiente manera:
Cuando este valor de F se sustituye en la ecuacin (5.8),
entonces el valor calculado de la conductividad hidrulica, K, es la
conductividad hidrulica media dada por (Kv Kh).
Figura 5.14 Mtodo de clculo conductividad hidrulica para la
prueba de la cabeza variables: (a) piezmetro con una longitud de
finalizacin L; (b) el agujero abierto a profundidad D debajo
fretico; (c) trama tpica de incremento cabeza (recuperacin) contra
el tiempo.
Pruebas Packer. Cuando se requieren pruebas de conductividad en
lugares especficos dentro de un taladro, una zona de prueba se
puede aislar usando empacadores colocados en cualquier lugar en el
agujero, y por encima de cualquier longitud requerida (Figura
5.15). Packer pruebas se pueden hacer durante la perforacin de
diamante usando un sistema de triple packer que se baja a travs de
las varillas de modo que la prueba se realiza en una parte del
orificio por debajo de la broca. El sistema consta de tres
empacador empacadores de goma inflables, cada 1m de largo que
es
Figura 5.15 arreglo Triple empacador para hacer pruebas de
conductividad hidrulica de cabeza variable en conjuncin con
perforacin diamantina (Wyllie, 1999).
suficiente para minimizar el riesgo de fuga pasado el packer.
Los dos empacadores inferior estn unidas por un tubo de acero
perforada, cuya longitud depende de la longitud de ensayo
requerida, mientras que los envasadores superior y medio estn
unidos por un tubo slido. El conjunto de packer conjunto se baja
por el agujero de perforacin en la lnea de alambre a travs de las
barras de perforacin y los dos empacadores inferior se extienden a
travs de la broca en el agujero abierto, mientras que el obturador
superior se encuentra en el extremo inferior de la vasija del
ncleo. Los tres empacadores son entonces inflados con nitrgeno a
travs de un pequeo tubo de plstico de dimetro que corre por el
agujero. Los empacadores inflados sellan el conjunto embalador en
las barras, y aislar una longitud de perforacin poco belowthe. Si
se elimina el agua de las barras de perforacin, el agua fluir desde
la formacin de la roca, durante el intervalo de prueba aislado por
los dos empacadores inferiores, y a travs de la tubera perforada
para restaurar el nivel de agua en las varillas. Este flujo de agua
se mide mediante la monitorizacin del cambio de nivel de agua en
las barras de perforacin con el tiempo. Un grfico de los resultados
es cabeza trama de recuperacin tal como el mostrado en la Figura
5.14 (c). Cedergren (1989) ofrece una discusin exhaustiva de las
pruebas de conductividad hidrulica cabeza variable.
5.6.2 Prueba de Bombeo
Las principales limitaciones de las pruebas de conductividad
llevadas a cabo en pozos de perforacin son que slo un pequeo
volumen de roca en la proximidad del orificio se prueba, y no es
posible determinar la anisotropa de la masa de roca. Tanto estas
limitaciones se superan mediante la realizacin de pruebas de la
bomba, tal como se describe brevemente en el prrafo siguiente.
Una disposicin de prueba de la bomba consiste en un pozo
vertical equipado con una bomba, y un conjunto de piezmetros en el
que la elevacin de la mesa de agua se puede medir en la masa de
roca que rodea el pozo. Los piezmetros se pueden organizar de modo
que la influencia de diversas caractersticas geolgicas de las
condiciones del agua subterrnea se puede determinar. Por ejemplo,
piezmetros se podran instalar en cualquier lado de un fallo, o en
direcciones paralela y perpendicular a conjuntos de
discontinuidades persistentes tales como planos de estratificacin.
Seleccin de la mejor ubicacin tanto para el pozo de bombeo y los
pozos de observacin requiere una considerable experiencia y juicio,
y slo debe llevarse a cabo despus de las investigaciones geolgicas
exhaustivas han llevado a cabo.
El procedimiento de ensayo consiste en bombear waterat un ritmo
constante desde el pozo y la medicin de la cada de nivel de agua en
ambos bien el bombeado y los pozos de observacin. La duracin de la
prueba puede variar desde tan corto como ocho horas para tanto
tiempo como varias semanas, dependiendo de la permeabilidad de la
masa de roca. Cuando se detiene el bombeo, los niveles de agua en
todos los pocillos se miden hasta un nivel de agua esttico se
determina-esto se conoce como la etapa de recuperacin de la prueba.
Parcelas de dibujar hacia abajo (o recuperacin) contra el tiempo
pueden ser utilizados para calcular los valores de permeabilidad
utilizando mtodos descritos por Cedergren (1989), Todd (1959),
Jacob (1950) y Theis (1935).
Debido al costo y el tiempo necesarios para la realizacin de una
prueba de bomba, que rara vez se llevan a cabo para la ingeniera
pendiente rocosa. Un ejemplo de una situacin en la que una prueba
de la bomba puede estar justificado sera evaluar la viabilidad de
la conduccin de un socavn de drenaje para la estabilizacin de un
deslizamiento de tierra. En general, la instalacin de piezmetros
para medir el nivel fretico y llevar a cabo pruebas de cabeza
variables para medir la conductividad hidrulica en sondeos
proporcionan suficiente informacin sobre las condiciones del agua
del suelo para fines de diseo pendiente.
5.7 Ejemplo Problema 5.1: Influencia de geologa y las
condiciones climticas los presenciales niveles de agua
Declaracin
Figura 5.16 muestra una pendiente, cortado en isotrpica, roca
fracturada, bajo una variedad de condiciones operativas y
climticas; en todos los casos el agua subterrnea se est infiltrando
en la superficie del terreno horizontal detrs de la cima de la
pendiente (Terzaghi, 1962).En la Figura 5.16 (a) la pendiente ha
sido recientemente excavado, y antes de la excavacin, el nivel
fretico era horizontal y en una profundidad por debajo de la
superficie del suelo. En la figura 5.16 (b) y (c) la pendiente ha
estado abierto por un tiempo suficientemente largo para la tierra
las condiciones de equilibrio del agua que se establezcan, pero las
condiciones climticas varan. El objetivo del ejercicio es esbozar
en el suelo fretico en cada pendiente basado en el comportamiento
general de las aguas subterrneas en las laderas que se rige por la
ley de Darcy.
Figura 5.16 Cut talud en roca con la infiltracin de agua en la
superficie de suelo detrs de la cresta para el Ejemplo 5.1: (a) la
posicin de la superficie de las aguas subterrneas antes de la
excavacin; (b) pendiente con variedad de condiciones de infiltracin
de la superficie y de la conductividad de la roca; (c) la pendiente
con una mayor conductividad de la roca cerca de la cara, y diversas
condiciones climticas.
Necesario
A. En la seccin transversal en la Figura 5.16 (a), dibuje la
posicin aproximada del nivel fretico del suelo despus de la
excavacin de la ladera.
B. En la seccin transversal en la Figura 5.16 (b), dibuje las
posiciones aproximadas de la tabla de agua subterrnea para las
siguientes condiciones:
Infiltracin grande, baja conductividad hidrulica; y pequea
infiltracin, alta conductividad hidrulica.
Figura 5.17 Posiciones de superficie de las aguas subterrneas
para las condiciones que se muestran en la Figura 5.16 para el
Ejemplo 5.1: (a) la posicin de la superficie del agua del suelo
antes y despus de la excavacin; (b) las posiciones relativas de la
capa fretica de las variaciones de flujo y conductividad; (c) las
posiciones hipotticas de la superficie de las aguas subterrneas en
la roca articulado por la variedad de condiciones climticas.
C. En la seccin transversal en la figura 5.16 (c) elaborar las
posiciones aproximadas de la tabla de agua subterrnea para las
siguientes condiciones:
Las juntas en la cara pendiente conectado con hielo;
inmediatamente despus de una fuerte tormenta; temporada de lluvias;
y estacin seca.
Solucin
Figura 5.17 (a), (b) y (c) muestran las posiciones de la tabla
de agua subterrnea bajo las diversas condiciones que se muestran en
la Figura 5.16. En general, la roca cerca de la cara de pendiente
ha sido perturbado por la voladura y ha experimentado alivio del
estrs por lo que tendr una conductividad hidrulica ms alta que la
roca sin ser molestados. Cuando la conductividad hidrulica es alta,
los drenajes de roca fcilmente y el nivel fretico del suelo tiene
un gradiente relativamente plana.
Si se congela la cara y el agua no puede drenar partir de la
pendiente, la superficie de las aguas subterrneas se levantar detrs
de la cara. La misma situacin se presenta cuando la infiltracin
pesada excede la velocidad a la que la roca se agotar.