Análisis de la estabilidad hidráulica de morros monocapa de cubípodos mediante estudio en el modelo físico: influencia del tamaño del morro

Abstract

[Abstract] The present thesis covers the analysis of the stability of monolayers protected by a mantle of cubipods. This study was carried out at the CITEEC facilities "Center for Technological Innovation in Building and Civil Engineering" at the University of A Coruña through physical model tests. These trials have covered a wide range of the variables involved in the evolution and stability of this type of hills. Focusing above all on the variable relative size of the breakwater´s roundhead. For all this, the knowledge of single-layer armor of the breakwater´s roundhead has been expanded accurately. In the first place, the analysis of the damage in these structures it has not been a very studied topic. At the moment has been defined when a piece doesn’t contribute in the stability on the armour layer. From which a proposed level of damage, star of damage and failure, has been made. The study of a new methodology for the measurement of damage, 3D laser LiDAR , that is able to analyze the movements of the pieces on armour, allowing the definition of the first stages of damage, the evolution of porosity, and even the number of fallen pieces, as well as the location of critical points of damage, which will allow the definition of maintenance strategies. In the present thesis two new formulations have been developed for the study of this typology of structures. In addition, a new design point is proposed depending on the roundhead weakness, which has been studied by the stability reserve between the start of damage and the failure. The stability of the single-layers of cubipods has corroborated the latest research published, in which the existence of different behavior patterns in terms of stability according to the size of the roundhead is verified. The results of this work will allow the design of single-layer armors efficiently by improving the design of engineering projects for new port facilities. Also, knowing the evolution of the damages, will allow reducing maintenance costs of these infrastructures to be able to realize strategies of action more optimized. Finally, the knowledge of this typology of port work is advanced, serving as a basis for the future lines of research described in Chapter 1.

[Resumo] A presente tese doutoral abarca a análise da estabilidade dos morros monocapa protexidos cun manto de cubípodos. Este estudo realizouse nas instalacións do CITEEC "Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñería Civil" da Universidade da Coruña a través de ensaios de modelo físico. Devanditos ensaios abarcaron un amplo rango das variables involucradas na evolución e estabilidade deste tipo de morros, remarcando os estudos sobre a variable tamaño relativo do morro. Por todo iso amplíase o coñecemento dos mantos de protección monocapa nos morros dos diques en noiro de forma máis precisa. A análise do dano nas devanditas estruturas é un tema pouco estudado. Definiuse o momento no que unha peza deixa de achegar de estabilidade ao conxunto. A partir disto realizouse unha proposta de niveis de dano, concretamente o inicio de avarías e a destrución. Realizouse o estudo dunha nova metodoloxía para a medición do dano, laser LiDAR 3D que é capaz de analizar os movementos das pezas sobre os noiros, permitindo a definición das primeiras etapas do dano, a evolución da porosidade e mesmo de pezas caídas, así como a localización de puntos críticos de dano, o que permitirá a definición de estratexias de mantemento. Na presente tese desenvolvéronse dúas novas formulacións para o estudo desta tipoloxía de estruturas. Ademais, proponse un novo punto de deseño en función da rixidez dos morros, a cal foi estudada pola reserva de estabilidade entre o inicio de avaría e a destrución. A estabilidade dos morros monocapa de cubípodos corroborou as últimas investigacións publicadas na literatura, nas que se comproban a existencia de distintos patróns de comportamento en canto á estabilidade segundo o tamaño dos morros. Os resultados deste traballo permitirán o deseño de mantos monocapa de forma eficiente ao mellorar o deseño dos proxectos ingenieris para novas instalacións portuarias. Así mesmo, o coñecemento da evolución dos danos, permitirá reducir custos de mantemento destas infraestruturas ao poder realizar estratexias de actuación máis optimizadas. Por último, avánzase no coñecemento desta tipoloxía de obra portuaria, servindo de base para as futuras liñas de investigación descritas no Capítulo 1.

[Resumen] La presente tesis doctoral abarca el análisis de la estabilidad de los morros monocapa protegidos con un manto de cubípodos. Este estudio se ha realizado en las instalaciones del CITEEC "Centro de Innovación Tecnológica en Edificación e Ingeniería Civil" de la Universidad de la Coruña a través de ensayos de modelo físico. Dichos ensayos han abarcado un amplio rango de las variables involucradas en la evolución y estabilidad de este tipo de morros, remarcando los estudios sobre la variable tamaño relativo del morro. Por todo ello se amplía el conocimiento de los mantos de protección monocapa en los morros de los diques en talud de forma más precisa. El análisis del daño en dichas estructuras es un tema poco estudiado. Se ha definido el momento en el que una pieza deja de aportar de estabilidad al conjunto. A partir de esto se ha realizado una propuesta de niveles de daño, concretamente el inicio de averías y la destrucción. Se ha realizado el estudio de una nueva metodología para la medición del daño, laser LiDAR 3D que es capaz de analizar los movimientos de las piezas sobre los taludes, permitiendo la definición de las primeras etapas del daño, la evolución de la porosidad e incluso de piezas caídas, así como la localización de puntos críticos de daño, lo que permitirá la definición de estrategias de mantenimiento. En la presente tesis se han desarrollado dos nuevas formulaciones para el estudio de esta tipología de estructuras. Además, se propone un nuevo punto de diseño en función de la rigidez de los morros, la cual ha sido estudiada por la reserva de estabilidad entre el inicio de avería y la destrucción. La estabilidad de los morros monocapa de cubípodos ha corroborado las últimas investigaciones publicadas en la literatura, en las que se comprueban la existencia de distintos patrones de comportamiento en cuanto a la estabilidad según el tamaño de los morros. Los resultados de este trabajo permitirán el diseño de mantos monocapa de forma eficiente al mejorar el diseño de los proyectos ingenieriles para nuevas instalaciones portuarias. Así mismo, el conocimiento de la evolución de los daños, permitirá reducir costes de mantenimiento de estas infraestructuras al poder realizar estrategias de actuación más optimizadas. Por último, se avanza en el conocimiento de esta tipología de obra portuaria, sirviendo de base para las futuras líneas de investigación descritas en el Capítulo 1.