Aproximación metodológica para validar parámetros geomecánicos e hidráulicos en un medio fracturado (caso túnel de La Línea)

Abstract

Los modelos de medios fracturados presentan la limitante de que comúnmente no tienen en cuenta los análisis de deformación frágil o fracturas, empleando técnicas de homogenización donde los parámetros hidráulicos y geomecánicos se suelen asignar como un medio poroso y continuo equivalente. Este trabajo presenta una aproximación metodológica a partir del análisis de fotografías aéreas, modelos digitales de elevación, datos de campo y secciones delgadas, para la identificación de direcciones y geometría de lineamientos y discontinuidades, con el fin de producir un modelo 2D de fracturas a partir de la metodología de redes de fracturas discretas (DFN). Este procedimiento estadístico, se presenta por medio de un código propio en Python. De este modo, se obtuvieron valores de conductividad hidráulica (K), parámetros geomecánicos a partir de la medida de la rugosidad (JRC) y ensayos de laboratorio. Consecuentemente, se construyó las envolventes de resistencia asociadas al prototipo sintético, para finalmente modelar el arreglo de fracturas en Phase2D. Como caso de estudio, se presenta el empleo de este procedimiento en el túnel de La Línea, donde el campo de esfuerzos tectónicos a partir de la solución del mecanismo focal del sismo de Armenia del año 1999, coincidió con las direcciones de fracturamiento y flujo obtenidas. Por último, se deja una contribución de un programa computacional en la modelación mecánica de macizos rocosos para una condición plana de deformaciones. (Texto tomado de la fuente)

Fractured media have the limitation that brittle deformation analyzes or model fractures are usually not taken into account, using homogenization techniques where hydraulic and geomechanical parameters are usually assigned as an equivalent continuous porous media. This work presents a methodological approach based on the analysis of aerial photographs, digital elevation models, field data and thin sections, for the identification of directions and geometry of lineaments and discontinuities, in order to produce a 2D model of fractures from of the discrete fracture network (DFN) methodology. This statistical procedure is presented by means of its own code in Python. In this way, hydraulic conductivity values (K), geomechanical parameters will be obtained from the roughness measurement (JRC) and laboratory tests. Consequently, the resistance envelopes associated with the synthetic prototype were built, to finally model the fracture arrangement in Phase2D. As a case study, the use of this procedure is presented in the La Línea tunnel, where the tectonic stress field from the solution of the focal mechanism of the 1999 Armenian earthquake coincided with the directions of fracture and flow obtained. Finally, a contribution of a computational program in the mechanical modeling of rock masses for a plane condition of deformations is left.