| Abstract |
Actualmente no existe una metodología para predecir expansiones en rocas anhidríticas. La experiencia adquirida durante el análisis de los fenómenos de hinchamiento que dañaron el túnel de Lilla y el viaducto de Pont de Candí en España, mostró que las expansiones eran el resultado del crecimiento de cristales de yeso (Alonso et al., 2013, Alonso and Ramon 2013, Ramon et al., 2017). Ambos casos involucraron el desarrollo de deformaciones de hinchamiento en una capa expansiva en roca anhidrítica donde los cristales de yeso precipitaban en discontinuidades en condiciones de saturación de agua. Esta experiencia y los desarrollos posteriores constituyen el marco de referencia y conocimiento previo del Proyecto de Investigación.
En el Proyecto se señalan los aspectos mal conocidos de estos fenómenos: el papel del origen, historia geológica, procesos de
formación, tectonismos experimentados y distribución espacial de la anhidrita en el macizo rocoso sobre el comportamiento expansivo de las formaciones geológicas que contienen anhidrita; el proceso de crecimiento de cristales de yeso en arcillitas anhidríticas; la cinética de las reacciones de precipitación de yeso en el medio natural; el efecto asociado a las características químicas de la roca/suelo y a la composición química del agua del macizo; la influencia de la estructura del macizo rocoso (distribución del tamaño de poros, presencia de discontinuidades) y las deformaciones y presiones inducidas sobre estructuras y su distribución espacial. Resolver este conocimiento imperfecto constituye el primer objetivo del Proyecto. En él se propone también el desarrollo de métodos de cálculo que incluyan los fenómenos mencionados, y la propuesta de metodologías de reconocimiento en campo y laboratorio y de diseño que minimicen riesgos.
El proyecto está dividido en cinco partes:
A) Una investigación teórica dedicada al estudio de los procesos de formación, tectonismos recientes y antiguos, distribución espacial de la anhidrita en la matriz arcillosa de las formaciones geológicas anhidríticas que han experimentado expansiones y, también, las que han permanecido estables.
B) Una investigación de laboratorio diseñada para identificar la relevancia de la estructura y mineralogía del macizo en el proceso expansivo. Se ensayarán muestras naturales y artificiales. Se utilizarán dispositivos de ensayo especialmente diseñados para este estudio. Se dispone, en el Laboratorio de Geotecnia de la UPC, de un conjunto de testigos de calidad extraídos mediante sondeos a rotación de gran diámetro en Lilla y Pont de Candí.
C) El desarrollo de una herramienta predictiva computacional, que incluya:
- Una matriz rocosa interpretada como minerales solubles y no solubles
- Heterogeneidad de la distribución de anhidrita en la roca
- Flujo multifase
- Las ecuaciones de transporte necesarias para las especies solubles
- Un modelo elastoplástico para describir el comportamiento mecánico
- El desarrollo de discontinuidades debido a procesos constructivos (i.e. excavaciones)
- Anisotropía de las expansiones
D) La validación de los desarrollos efectuados frente los datos de auscultación y otros datos del viaducto de Pont de Candí, el túnel de Lilla y la central nuclear de Ascó. Los tres son casos excepcionales, bien caracterizados y monitorizados.
E) La propuesta de criterios de reconocimiento, diseño de infraestructuras y procesos constructivos para minimizar los riesgos de expansión y sus efectos. |
