Cylindrical Cavity Deformation of Jointed Anisotropic Rock Masses. Empirical Approach

Interpretations of cavity expansion tests (pressuremeter, radial jack, etc.) are based (in most occasions) on the analysis of the deformability of a cylindrical cavity in a continuous, isotropic, and homogeneous medium. However, many rock masses show an anisotropic behaviour due to the presence of discontinuity planes of different origins. Cavity expansion tests in these media have been studied here with an empirical approach. Several tests have been simulated in a three-dimensional, anisotropic and discontinuous medium—using 3DEC by Itasca—and their deformation has been analyzed in order to establish the principal factors that control the behaviour of the rock mass in these situations. Based on this analysis, it has been developed a new method for the interpretation of the cavity expansion tests carried out in laminated rock masses, which allows estimating the principal deformation moduli of the rock mass (maximum and minimum). This method can be used for any dip of the discontinuity planes

Statistical characterization of Almarchal Unit in the context of the Tunnel under the Strait of Gibraltar

El proyecto de un túnel que una Europa y África bajo el estrecho de Gibraltar lleva en desarrollo desde hace más de treinta años, a lo largo de los cuales se ha generado una gran cantidad de datos geológicos y geotécnicos. La compleja geología de la zona, unida a lo poco accesible del fondo del Estrecho, hacen que la caracterización geotécnica de los materiales involucrados sea compleja y económicamente muy costosa. Los resultados de ensayos geotécnicos realizados en muestras provenientes de la Unidad de Almarchal han sido analizados mediante técnicas estadísticas lo que ha permitido obtener parámetros geotécnicos de suficiente calidad como para ser empleados en las futuras fases del proyecto.The Project of a tunnel between Europe and Africa under the Strait of Gibraltar has been developing for more than thirty years. During this time, a great amount of geological and geotechnical data has been generated. The complex geology of the area, together with the difficult accessibility to the bottom of the Strait, make the characterization of the involved materials very complex and expensive. The results of geotechnical tests executed on samples from Almarchal Unit have been analyzed by means of statistical methods allowing to obtain geotechnical parameters useful in future steps of the project.Depto. de Geodinámica, Estratigrafía y PaleontologíaFac. de Ciencias GeológicasTRUEpu

Técnicas avanzadas de control de obras: preconvergencia en túneles y barreras dinámicas

Los diseños geotécnicos se basan en hipótesis y aproximaciones no siempre fiables, por lo que las incertidumbres del comportamiento de estructuras geotécnicas suelen ser mayores que las que se dan en otras estructuras de ingeniería. Así, las observaciones in situ y, en particular, la medición de magnitudes físicas específicas son el mejor antídoto para superar las limita-ciones propias de estas obras. En este contexto, el control o monitorización geotécnica se revela como una herramienta básica para el diseño y ejecución de obras en condiciones de seguridad y economía aceptables. En este estudio se presenta la aplicación de sistemas de monitorización de obras basados en sensores tipo MEMS (Micro Electro Mechanical System), de precio asequible y razonablemente precisos, que permiten tomar medidas múltiples con aportes de energía mínimos y pueden transmitir gran cantidad de información en tiempo real. En particular, se presentan dos prototipos de sistemas de control basados en estos sensores. El primero de ellos mide la pre-convergencia en túneles, permitiendo obtener los desplazamientos del terreno en un sondeo situado a la altura del techo de excavación y por delante del frente de la misma, lo que contribuye a identificar en fase temprana posibles problemas de la excavación y correlacionar las medidas con cálculos previos. El segundo monitoriza la respuesta de barreras flexibles para el control de desprendimientos, controlando la inclinación de postes y la elongación de la malla, por lo que permite conocer en tiempo real la situación de la barrera sin acceder a la misma

Ingeniería Geológica en Terrenos Volcánicos. Métodos, Técnicas y Experiencias en las Islas Canarias

La presente obra es un compendio de conceptos, metodologías y técnicas útiles para acometer proyectos y obras en terrenos volcánicos desde el punto de vista de la ingeniería geológica y la geotecnia. El libro se presenta en tres partes diferenciadas. La primera es conceptual y metodológica, con capítulos que tratan sobre la clasificación de las rocas volcánicas con fines geotécnicos, la caracterización geomecánica, los problemas geotécnicos y constructivos asociados a los distintos materiales, y una guía metodológica para la redacción de informes geotécnicos para la edificación. La segunda parte aborda las aplicaciones a obras de ingeniería, incluyendo deslizamientos, obras subterráneas,infraestructuras marítimas y obras públicas. La tercera parte recoge capítulos dedicados a describir distintos casos prácticos de obras y proyectos en los que la problemática geotécnica en terrenos volcánicos ha tenido un papel relevante. Los capítulos han sido elaborados por técnicos y científicos de reconocido prestigio en el campo de la ingeniería geológica en terrenos volcánicos, que han plasmado en ellos sus conocimientos y experiencias en la materia.Los editores y autores de parte de los capítulos del libro, los Doctores Luis E. Hernández Gutiérrez (Geólogo) y Juan Carlos Santamarta Cerezal (Ingeniero de Montes, Civil y Minas), son los responsables del grupo de investigación INGENIA (Ingeniería Geológica, Innovación y Aguas). Su actividad investigadora comprende más de 200 publicaciones en el área de la ingeniería geológica, la geotecnia, medio ambiente y el aprovechamiento del agua en islas y terrenos volcánicos. En relación a la docencia han impartido y dirigido más de 90 seminarios y cursos de especialización a nivel nacional e internacional, incluyendo la organización de 4 congresos internacionales. Fueron premiados por la Universidad de La Laguna en los años 2012, 2013 y 2014 por su calidad docente e innovación universitaria, y son pioneros en los laboratorios virtuales para la enseñanza de la ingeniería. Participan activamente como profesores colaboradores e investigadores en varias universidades e instituciones españolas e internacionales. Todas sus publicaciones están disponibles en internet, con libre acceso. Ingeniería geológica en terrenos volcánicos, es una obra de gran interés para, consultores, técnicos de administraciones públicas, proyectistas y demás profesionales implicados en obras y proyectos de infraestructuras en terrenos volcánicos; también es útil para académicos y estudiantes de ingeniería o ciencias geológicas que quieran investigar o iniciarse en las singularidades que presentan los materiales volcánicos en la edificación o en la ingeniería civil y minera

Unidades geotécnicas del futuro enlace fijo a través del Estrecho de Gibraltar: Recopilación de datos históricos, caracterización geotécnica y modelización de ensayos presiométricos en medio anisótropo

Esta tesis doctoral estudia el comportamiento geotécnico de los materiales geológicos existentes en el área del estrecho de Gibraltar y que afectan al proyecto de enlace fijo entre Europa y África cruzando este accidente geográfico, previsto mediante un túnel excavado de unos 28 km, entre las regiones de Algeciras (España) y Tánger (Marruecos), en materiales geotécnicamente complejos y bajo zonas sumergidas más de 300 m. Este es uno de los túneles más complejos de cuantos se han planteado. La zona de estudio se encuadran en el Surco de los Flysch (cordillera Bética) y está constituida por unidades turbidíticas cretácico-terciariarias: U. de Algeciras (Beni-Ider), U. de Bolonia (Tala Lakrah), U. de Facinas (Melloussa) y U. de Almarchal (Tanger). En la zona central del Estrecho se localizan dos paleocanales rellenos por materiales cuaternarios poco resistentes. En lo más de 30 años del proyecto se han realizado varias campañas geológico-geotécnias que han generado un gran número de datos. En esta tesis se han analizado más de 600 documentos, obteniéndose 420 resultados de ensayos in situ, más de 4.700 ensayos de laboratorio e información proveniente de más de 7.000 m de sondeo. El número de datos se ha ampliado con una nueva campaña. Con los datos recopilados se ha realizado una caracterización geotécnica de los materiales mediante técnicas estadísticas. Una vez filtrados, clasificados y agrupados los datos, se obtuvo un rango de variación de la media para cada población con una confianza del 95 por ciento según las indicaciones del Eurocódigo, obteniéndose valores característicos de diseño. Los cerca de 100 parámetros estudiados cuentan con diferentes grados de determinación por el diferente número de datos, la calidad de los mismos u otros factores. Este aspecto es importante a la hora de planificar próximas campañas dado el difícil acceso de la zona. Para su cuantificación se ha desarrollado una metodología basada en seis factores: número de datos, variabilidad, número de proyectos, número de localizaciones, descripción de los ensayos, descripción de las muestras y metodología de toma de las mismas. Este método permite establecer, con un criterio técnico no arbitrario, objetivos para las futuras campañas, optimizando recursos. Otra forma de optimizar los reconocimientos es mejorar las técnicas empleadas. Debido a las características del proyecto, las técnicas presiométricas son las más indicadas para la determinación de la deformabilidad y resistencia de estos materiales. Esta técnica se basa normalmente en el análisis de la deformabilidad de una cavidad cilíndrica en un medio isótropo y continuo. Sin embargo, las litologías estudiadas presentan un comportamiento anisótropo y discontinuo. En esta tesis se ha analizado el comportamiento de este tipo de medios. Una vez revisadas las metodologías de interpretación existentes para medios anisótropos, se ha observado que estas se basan en medios continuos y la mayoría son solamente aplicables para orientaciones concretas de los ejes de anisotropía viéndose la necesidad de comprobar su aplicabilidad al tipo de material con el que se trabaja aquí, de manera que se realizaron diferentes modelos informáticos (2D y 3D) en medios discontinuos y en medios continuos equivalentes. Comparando los resultados se observó una gran importancia de la relación entre el espaciado de las discontinuidades y el radio de la cavidad, siendo ambos modelos equivalentes solamente para relaciones menores a 0,4. También se observó que en perforaciones realizadas cortando las capas con ángulos inferiores a un ángulo crítico se produce un deslizamiento de los bloques, produciéndose un importante desvío de los resultados. Con todo esto se desarrolló de un nuevo método de interpretación basado en un modelo tridimensional discontinuo que permite la obtención de los módulos de deformación máximo y mínimo con errores inferiores al 20 por 100 en el módulo máximo e inferiores al 60 por 100 en el módulo mínimo

Some considerations on the role of joint spacing in rock slope stability analyses using a 3D discrete element approach

Financiado para publicación en acceso aberto: Universidade de Vigo/CISUGStability assessment of potential wedge failures in rock slopes is usually carried out based on stereographic projection techniques and limit equilibrium analyses. Nevertheless, this methodology presents several limitations (i.e., lack of information on joint mechanical properties, oversimplification of the structure, etc.) that could lead to poorly accurate conclusions. In line with this idea, the main objective of this work is to evaluate the effect of joint spacing in the estimation of the factor of safety of rock slopes affected by potential wedge failures. For this purpose, a 3D numerical distinct element code (3DEC) was selected to carry out a substantial number of simulations in which the factor of safety of two types of slopes, affected by different discontinuity sets, was studied by using the shear strength reduction (SSR) method. Different values of joint spacing, cohesion, and friction angles were considered, combined with two angles of the slope face under study. A discrete fracture network (DFN) model was also implemented, with the aim of benchmarking results with those obtained from the original models. The joint spacing has been found to relevantly affect the values of the factor of safety of the slope, which showed variations of up to 40% in comparison with those obtained from limit equilibrium methods. This work provides an insight to a more realistic interpretation of rock slope analyses against wedge failures, particularly to better estimations of the factor of safety

Pull-Out Creep Lab Test for Rock Bolts Embedded in Soft Rock-Like Material

This research introduces a laboratory creep test for measuring displacements under constant load for long periods of time in anchors embedded in soft rocks. The preliminary theoretical and experimental ideas that have served for the design of the equipment are detailed, as well as its mechanical and geometrical characteristics, defining the test procedure. A rocklike material composed of bentonite, cement and water has been tested, which has been geotechnically characterized by identification, strength and deformability tests. The specific manufacturing process of the test samples is also defined. Three creep tests are carried out with durations between 46 and 75 days each, observing their reproducibility. An adequate contrast results between the instantaneous displacement obtained with the test and the obtained with the analytical solution under the same boundary conditions

Laboratory physical modelling of block toppling instability by means of tilt tests

In this paper we present a physical modelling approach where the stability of rock blocks against toppling in the field can be estimated using a tilt table, engineered rock models and 3-D-printed small-scale versions of a natural rock boulder. To achieve this goal, first, simple geometry rock elements are tilted and results interpreted according to analytical formulations. Then, more complex geometry engineered rock blocks, including some whose centers of gravity do not project on the center of the base element, are tested and results properly interpreted. Eventually, the 3-D-printed version of the rock boulder is produced from 3-D point clouds recovered in the field by means of a combination of photogrammetry and laser scanner techniques. Analytical formulations and numerical calculations have been used in order to validate the proposed approach, to explain the physical phenomena involved, and to allow for possible extension of the physical modelling results to different scenarios, such as those considering the influence of water or seismic loading on stability

Political culture in post-socialist transition Radical cultural change or adaptation on the basis of old cultural patterns?

Der vorliegende Beitrag untersucht die politische Kultur in postkommunistischen Transformationslaendern. Ausgangspunkt dieser Analyse sind das 'concept of egalitarian syndrome', das von J. Zupanov 1970 entwickelt wurde, und die Arbeiten von P. Sztompka, der sich mit dem sozialen Wandel in postkommunistischen Gesellschaften auseinandersetzt. Beide gehen davon aus, dass es in den sozialistischen Gesellschaften Europas einen breiten Konsens in Hinsicht auf bedeutende Wertorientierung gab. Im zweiten Kapitel geht der Autor auf diesen Konsens ein und beschreibt detailliert, worin er bestand. Danach wird untersucht, wie in der postkommunistischen Transformationsphase ein Wertekonflikt entstand und wie sich dieser manifestierte. Im dritten Kapitel analysiert der Autor, wie das generelle Dilemma in den Studien von Zupanov und Sztompka ueber den kulturellen Hintergrund in sozialistischen und postsozialistischen Laendern in Studien ueber die politische Kultur in postsozialistischen Laendern behandelt wird. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der Frage, warum das System zusammenbrach und wodurch politische Stabilitaet entsteht. Im letzten Abschnitt ueberprueft der Autor die empirische Relevanz seiner Hypothesen und konzentriert sich dabei auf zwei komplementaere Wertorientierungen, den Egalitarismus und den Autoritarismus. Die Analyse der Dynamik dieser beiden Wertorientierungen erklaert die Motive der Bevoelkerungsmehrheit, dem alten Regimes die Unterstuetzung zu entziehen und die Demokratie in relativ kurzer Zeit zu akzeptieren. (ICD)German title: Politische Kultur in der post-sozialistischen Transformation: radikaler kultureller Wandel oder Adaption auf der Basis alter kultureller Muster?Available from <a href=http://fit.euv-frankfurt-o.de/veroeffentlichungen/Discussion%20Papers/PDF-Format target=NewWindow>http://fit.euv-frankfurt-o.de/veroeffentlichungen/Discussion%20Papers/PDF-Format</a> /00-09Bernik.pdf / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEDEGerman