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Title: Modelación física-experimental del fenómeno de subsidencia
metadata.dc.creator: OMAR CHAVEZ ALEGRIA
Keywords: INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA;CIENCIAS TECNOLÓGICAS
metadata.dc.date: May-2008
Description: La subsidencia ocurre cuando grandes cantidades de agua son extraídas de ciertos tipos de rocas del subsuelo, tales como sedimentos granulares. Las rocas se compactan porque el agua es parcialmente responsable de mantener el suelo estable. Cuando ésta es extraída del acuífero y el piso rocoso sobre el cual se encuentran los sedimentos es irregular, el acuífero se deforma y se producen fallas en el suelo. La deformación del acuífero puede ser analizada usando una aproximación de la ecuación de esfuerzo-deformación, y conociendo las propiedades elásticas del medio es posible evaluar la magnitud de la deformación que produce los hundimientos del suelo. La geometría del sistema acuífero juega por lo tanto un papel muy importante ya que provee una rigidez irregular y por lo tanto una compactación diferencial. En este trabajo se llevó a cabo un experimento que representa las condiciones irregulares de un basamento no compresible utilizando bloques rígidos sobre los cuales se coloca un material específico, simulando un acuífero confinado, al cual se le extrae el agua para analizar su comportamiento. Esto se hace en dos pasos, cuando el material está saturado y cuando está completamente drenado. Los resultados indican que el cambio en esfuerzos efectivos a través del tiempo produce desplazamientos verticales, los cuales son registrados con micrómetros de precisión en la superficie del material seleccionado. Cuando el agua es extraída completamente después de cierto periodo de tiempo, el material se fractura siguiendo la trayectoria del escalón que emula lo que produce una falla de tipo normal. Una vez drenado el material las deformaciones continúan hasta llegar a un equilibrio tal como se ha observado recientemente en mediciones realizadas en el valle de Querétaro. Los resultados obtenidos se analizan desde la perspectiva de la teoría fractal para valorar los alcances del experimento a escala.
Land subsidence occurs when large amounts of ground water are extracted from certain types of rocks from the ground, such as granular sediments. The rocks are compacted because the water is partly responsible for upholding the ground stable. When the water is withdrawn and the bedrock on which the sediments are settled is irregular, the aquifer is deformed and ground failure is produced. The deformation of the aquifer can be analyzed by using an equation of strength-deformation, and knowing the elastic properties of the ground it is possible to evaluate the magnitude of the displacements. Thus, the aquifer system¿s geometry plays an important role because it provides an irregular strength to the ground and therefore it induces a differential compaction. In this work a controlled lab experiment was carried out that simulates the irregular conditions of a non-compressible basement by using rigid blocks above which specific granular material is placed simulating a confined saturated aquifer. Then the water is extracted to analyze its behavior. This is done in two stages, when the material is saturated and when the material is completely drained. The results show that the change in effective stress within the material produces vertical displacements, which are registered with precision micrometers in its surface. When the water is completely withdrawn after certain time the material fractures along the vertex of the blocks, emulating what occurs along a normal fault. Once the material is completely drained the deformations continue until the equilibrium is reached, such as has been recently observed from in-situ measurements in the Queretaro Valley. The results are then analyzed using a fractal approach to evaluate the scope and limitations of the scale experiment.
URI: http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/681
Other Identifiers: Effective stress
Esfuerzo efectivo
Falla de suelo
Ground failure
Subsidence
Subsidencia
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