ES2297876T3 - Material geosintetico para dispositivo de refuerzo de suelos con riesgo de hundimiento. - Google Patents
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO DE REFUERZO DE UN GEOSINTETICO QUE LLEVA AL MENOS UNA CAPA DE ALMAS PARALELA. ESTAS ALMAS DE REFUERZO ESTAN REPARTIDOS EN UN PRIMER GRUPO DE ALMAS REALIZADAS CON UNA FIBRA QUE TIENE UN MODULO DE TRACCION ELEVADO Y UN VALOR DE ALARGAMIENTO DE RUPTURA CERCANO AL 5% Y EN UN SEGUNDO GRUPO DE ALMAS REALIZADAS CON UNA FIBRA QUE TIENE UN MODULO DE TRACCION INFERIOR AL MODULO DE TRACCION DE LA FIBRA DEL PRIMER GRUPO DE ALMAS Y UN VALOR DE ALARGAMIENTO DE RUPTURA AL MENOS IGUAL AL 12%. LA FIBRA DE LAS ALMAS DEL PRIMER GRUPO ES DE ACETATO DE POLIVINILO.
Description
Material geosintético para dispositivo de
refuerzo de suelos con riesgo de hundimiento.
La invención se refiere a un geosintético para
el refuerzo de obras en tierra.
Los geosintéticos y más particularmente los
geotextiles se emplean cada vez con mayor frecuencia como armaduras
en la construcción de obras en tierra, para vías terrestres o de
ferrocarril.
Se pueden identificar relativamente bien ciertas
dificultades geotécnicas y pueden ser objeto de un tratamiento
apropiado y definitivo. Otras dificultades geotécnicas son más
complejas de identificar claramente y llevan a veces al ingeniero a
correr un riesgo.
Es notablemente el caso cuando el terreno consta
de unas cavidades subterráneas, de origen natural (fenómeno
cárstico) o antropico (socavones, margales, ...) no indizadas y
difíciles de identificar claramente. La construcción de una obra en
tierra sobre este tipo de terreno es a veces inevitable y consta
por tanto de un riesgo geotécnico unido a la formación aleatoria de
hundimientos de los terrenos (fontis) en la influencia de la
infraestructura, incompatibles con el nivel de servicio requerido
para la obra.
La solución técnica pasa por un geotextil de
refuerzo del tipo "paracaídas" utilizado a título de
prevención. Las características de este geotextil dependen de su
posición, superficial o en profundidad, de la importancia de los
fontis a tratar así como de la deflexión máxima admisible en la
superficie, permanente y dinámica, en función del retardo en la
intervención para la reparación de la obra. Hay que tener en cuenta
la duración (en vida) del refuerzo después de la aparición del
fontis en función del tráfico sobre la vía que se encuentra por
encima de la obra.
Intervienen varios parámetros para la definición
del módulo de tracción del geotextil a elegir.
Es el objetivo de la invención proponer un
geosintético que permita un funcionamiento normal durante el
período de uso de la obra y que aporte una solución de seguridad
del tipo paracaídas en caso de hundimiento del terreno.
La invención se refiere por tanto a un
geosintético que consta al menos de una capa de ramales de refuerzo
en paralelo.
Este geosintético se caracteriza por el hecho de
que los ramales de refuerzo están repartidos en un primer grupo de
ramales llevados a cabo con una fibra que tiene un módulo de
tracción elevado y un valor de alargamiento de ruptura en la
vecindad del 5% y en un segundo grupo de ramales llevados a cabo
con una fibra que tiene un módulo de tracción inferior al módulo de
tracción de la fibra del primer grupo de ramales, y un valor de
alargamiento de ruptura al menos igual a un 12%.
De modo ventajoso, la fibra de los ramales del
primer grupo es de PVA (acetato de polivinilo) que tiene un
alargamiento de ruptura del orden del 5%. Se ha de observar que se
pueden usar otras fibras, como el vidrio o la aramida, que tienen
un valor de alargamiento de ruptura máximo de un 2 o un 2,5%, lo que
es demasiado reducido para unas zonas de fontis.
Las fibras de los ramales del segundo grupo de
preferencia se han llevado a cabo en poliéster o en
polipropileno.
En ausencia de un desorden grave en el suelo, el
conjunto de los ramales de los dos grupos participa activamente en
la recogida de los esfuerzos, hasta un valor de deformación del
5%.
A partir de este valor, que corresponde a un 1
principio de desorden grave, los ramales del primer grupo empiezan
a romperse, y la recogida de los esfuerzos se hace, además,
únicamente por los ramales del segundo grupo, lo que se traduce en
una deformación mayor del geosintético, de tipo paracaídas, pero
los ramales del segundo grupo, que tienen un valor de deformación
de ruptura superior a un 12% pueden soportar la obra, a pesar del
gran desorden en el suelo.
En la práctica, se podrá asociar el geosintético
de acuerdo con la invención de modo ventajoso, durante la
construcción de la obra, a un segundo geosintético equipado con
hilos que se pueden romper a unos valores de alargamiento
predeterminados, por ejemplo, de un 4 y de un 8% y unidos a unos
dispositivos de alerta, este segundo geosintético se coloca sobre
el suelo, y está separado del geosintético de acuerdo con la
invención por una capa de tierra que, bajo su propio peso, provoca
una deformación del segundo geosintético de un 5%, por ejemplo, lo
que provoca la puesta en marcha de uno de los dispositivos de
alerta.
Otras ventajas y características de la invención
surgirán con la lectura de la descripción que sigue, hecha a
título de ejemplo y con referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales:
la figura 1 muestra la curva característica del
alargamiento del geosintético de acuerdo con la invención en
función de las fuerzas laterales ejercidas sobre ello por unidad de
longitud;
la figura 2 muestra un ejemplo de la estructura
del geosintético de acuerdo con la invención;
la figura 3 es un corte transversal del
geosintético de la figura 2 de acuerdo con la línea
III-III;
la figura 4 muestra un ejemplo de uso del
geosintético de acuerdo con la invención en una obra por encima de
una zona susceptible de hundirse;
la figura 5 es un corte transversal de la obra
de la figura 4 por encima de una zona hundida.
En la figura 1 se ha mostrado la curva
característica (C) del alargamiento del geosintético de acuerdo con
la invención, en función de las fuerzas ejercidas sobre este
geosintético en el sentido longitudinal o transversal de los
ramales de refuerzo que equipa este geosintético. Esta curva (C) se
da a título indicativo en lo que se refiere a la resistencia en
tracción. Esto puede ser modulado de modo ventajoso en función de
las necesidades del lugar.
Cuando el alargamiento es inferior a un 5 la
inclinación de la curva (C) es elevada. Hasta un alargamiento de un
5%, los esfuerzos son recogidos por los ramales de refuerzo que
tienen el módulo de tracción elevado y un valor de alargamiento de
ruptura del 5%, y que se han llevado a cabo de preferencia en PVA
(acetato de polivinilo), así como por los otros ramales de
refuerzo que tienen un módulo de tracción claramente inferior y un
valor de alargamiento de ruptura superior al 12%, y de preferencia
igual a un 18%, estos otros ramales se han llevado a cabo, por
ejemplo, en poliéster o en polipropileno.
Cuando el alargamiento sobrepasa el 5%, los
ramales en PVA se rompen y la carga se recoge entonces por los
ramales de poliéster.
Cuando el alargamiento alcanza un 5,5%, todos
los ramales de PVA se han roto, y los esfuerzos son recogidos
únicamente por los ramales de poliéster.
La porción (OA) de la curva (C) corresponde a un
funcionamiento normal del geosintético en una obra. La porción
(AB) corresponde a una situación de alerta, y la porción (BD)
corresponde al uso del geosintético en modo de paracaídas en caso
de hundimiento del terreno bajo una obra equipada con el
geosintético de acuerdo con la invención, por ejemplo.
Las figuras 2 y 3 muestran un geosintético (10),
llevado a cabo en tecnología de tejido tricotado, con asociación
de no tejido que consta, en su dirección transversal, de una
pluralidad de ramales o cables (11, 12) en paralelo, repartidos en
un primer grupo de ramales (11), llevados a cabo en fibra de PVA y
un segundo grupo de ramales (12) llevados a cabo en fibras de
poliéster o de polipropileno.
Los ramales (11 y 12) están integrados, en el
transcurso de la fabricación del geosintético (10), con una
disposición perfectamente rectilínea que no engendra ninguna
ondulación o efecto de cizallamiento como en otras superficies
textiles.
En las figuras 2 y 3, los ramales (11) en PVA y
los ramales (12) en poliéster o en polipropileno están dispuestos
en alternancia. Está claro que la densidad de los dos tipos de
ramales puede ser diferente y calculada en función del uso del
geosintético (10).
Las figuras 4 y 5 muestran un uso ventajoso del
geosintético (10) en una obra de ingeniería civil (20) dispuesto
sobre un suelo (21) que consta de unas cavidades internas (22)
separadas de la superficie (23) del suelo (21) por unas bóvedas
(24). Por encima de la superficie (23) se coloca un primer
geosintético (25) que consta de unos hilos susceptibles de romperse
cuando el coeficiente de alargamiento del primer geosintético (25)
es de un 4% por ejemplo, con el fin de indicar un primer nivel de
alerta, y unos hilos susceptibles de romperse cuando el coeficiente
de alargamiento del primer geosintético es de un 8%, por ejemplo,
con el fin de suministrar un segundo nivel de alerta.
Entre el geosintético (10) de acuerdo con la
invención y el primer geosintético (25) descrito anteriormente se
coloca una capa (H) de suelo, que se calcula de tal forma que el
primer geosintético (25) sufre una deformación superior a un 4%
bajo el peso de esta capa (H).
Cuando se produce un hundimiento bajo el primer
geosintético (25), el peso de la capa (H) lleva consigo la ruptura
de los hilos con un coeficiente de alargamiento de ruptura débil, y
la provisión de un primer nivel de alerta.
En esta condición, el geosintético (10) de
acuerdo con la invención soporta solo el peso de la obra (20). Más
allá de una cierta deformación del geosintético (10) (de un 5 a un
6%), este va a transmitir unos esfuerzos suplementarios al primer
geosintético (25) que puede llevar a la ruptura de los hilos con un
coeficiente de alargamiento de ruptura elevado del primer
geosintético (25), y la provisión del segundo nivel de alerta. Este
segundo nivel de alerta se alcanzará para una deformación del
geosintético (10) del orden de un 6 o un 7%, que es claramente
inferior al nivel de deformación de ruptura de los ramales de
poliéster del geosintético (10).
Claims (4)
1. Geosintético del tipo que consta al menos de
una capa de ramales de refuerzo en paralelo, caracterizado
por el hecho de que los mencionados ramales de refuerzo están
repartidos en un primer grupo de ramales llevados a cabo con una
fibra que tiene un módulo de tracción elevado y un valor de
alargamiento de ruptura en la vecindad del 5%, y un segundo grupo
de ramales llevados a cabo con una fibra que tiene un módulo de
tracción inferior al módulo de tracción de la fibra del primer
grupo de ramales, y un valor de alargamiento de ruptura al menos
igual a un 12%.
2. Geosintético de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la fibra
de los ramales del primer grupo es de acetato de polivinilo.
3. Geosintético de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por el hecho
de que la fibra de los ramales del segundo grupo es de poliéster o
de polipropileno.
4. Geosintético de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones de 1 a 3, caracterizado por el
hecho de que se ha llevado a cabo en tejido tricotado con
asociación de no tejido.
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