SISTEMA DE PRUEBA DE ANCLAJE A TIERRA.

Un método para valorar la integridad de los anclajes a tierra,

el método comprende los métodos de:

(a) Transmitir (7, 8) un impulso de carga a un tendón de anclaje a tierra (2, 20) o un elemento del mismo para que sea sometido a ensayo provocando que dicho tendón de anclaje a tierra o elemento suyo vibre como respuesta;

(b) General señales eléctricas indicadoras de la respuesta vibracional y acondicionar (10) las señales eliminando el ruido y sus componentes no deseados;

(c) Someter (11) las señales acondicionadas a un proceso matemático y estadístico que incluya al menos uno de los siguientes: análisis del componente principal, transformación de ondas pequeñas y análisis espectral de orden más alto, generar señales de datos eléctricos en donde la información no deseada y el ruido se minimicen;

(d) Aplicar las señales de datos eléctricos generados en el paso (c) a una red neuronal (12) que se ha preparado con señales de datos de calibración comparables derivadas del tendón o elemento suyo bajo un análisis de calibración; Por tanto, clasificar las señales de datos eléctricos indicativas de la respuesta vibracional relativas a las señales de datos de calibración, en donde dichas señales de datos de calibración se derivan en una fase operativa inicial en cuyos pasos (a), (b) y (c) se repiten para una pluralidad de diferentes tensiones en el anclaje a tierra y/o para una pluralidad de diferentes impulsos de carga para proporcionar la respuesta vibracional para diferentes tensiones conocidas

Sistema de prueba de anclaje a tierra.

La presente invención se refiere a un sistema de pruebas para el anclaje a tierra. En concreto, la presente invención se refiere a un sistema para aplicar un impulso de carga a los anclajes a tierra y a un sistema para procesar la respuesta vibracional de los anclajes después de aplicar dicho impulso de carga.

Los anclajes a tierra conocidos se utilizan para soportar estructuras de ingeniería como túneles, minas, muros de contención, diques secos y presas. Existen dos tipos principales de tendones de anclaje: tipo varilla metálica sólida o tipo cordón de hilo múltiple. Para fijar un tendón de anclaje a la tierra, inicialmente se realiza una perforación en la subsuperficie de la tierra. Luego, el tendón del anclaje se inserta en la perforación y un largo de la parte remota de la superficie de tierra se adhiere a la tierra mediante resina, lechada de cemento o similares. Otro largo del tendón de anclaje también puede adherirse posteriormente a la tierra. Un ensamblaje de tensión se posiciona contra la tierra y se localiza en el tendón de anclaje de manera que el anclaje pueda tensionarse posteriormente a una tensión adecuada. Se apreciará que el conjunto de tensión varía según si el tendón de anclaje es de tipo varilla o de cordón múltiple.

Con el tiempo, la tensión posterior sobre el anclaje puede variar por muchas razones, por ejemplo debido al movimiento gradual de la tierra, debido al movimiento repentino de la tierra consecuencia de terremotos, debido al deterioro del anclaje, debido a la pérdida de adherencia, etc. Esta variación en la tensión posterior, generalmente una pérdida de tensión posterior, puede llevar a una reducción local en el soporte de la estructura en cuestión que eventualmente puede construirse debido a un fallo a la hora de soportar adecuadamente la estructura si se ven afectados anclajes suficientes. Por tanto, existe la necesidad de valorar la integridad de la continuación de los anclajes a tierra.

WO-A-95/27831, además de describir una variedad de métodos de fijación para anclajes a tierra, también describe un método para valorar la integridad de los anclajes a tierra. Se fija una placa de impulso en el extremo de la superficie de un anclaje de tipo varilla y un aparato transmisor de impulsos se asocia operativamente con la placa de impulso para aplicar un impulso de carga al anclaje. El aparato incluye forzar manualmente una masa contra la tensión de un resorte, bloqueando la masa en posición y luego liberando manualmente la masa de manera que la energía del resorte mueva la masa para impactar la placa de impulso de ahí ocasionando que vibre el tendón de anclaje. La respuesta resultante vibracional se comprara con una referencia de respuesta del sitio del anclaje en una fase más temprana de su vida para determinar cambios en el estado del anclaje.

Sin embargo, se apreciará que el ensayo de los anclajes a tierra no se produce en ubicaciones cómodas ni fácilmente accesibles. En consecuencia, el funcionamiento manual del impulso que imparte el aparato resulta difícil, pesado y consume tiempo. Es más, el aparato transmisor de impulsos conocido no es aplicable a tendones de anclaje de cordón múltiple. De hecho, existe la necesidad de utilizar anclajes a tierra más largos, especialmente respecto a una carga sísmica no disruptiva, pero se ha averiguado que al someter a ensayo a anclajes a tierra más de 10 metros, el aparato conocido no puede vibrar suficientemente el tendón de anclaje para dar una respuesta vibracional útil. Por ello, existe la necesidad de aplicar impulsos de carga más grandes. Sin embargo, mientras el impulso de carga aplicado pueda ser adecuado para vibrar el tendón de anclaje suficientemente, deberá tenerse cuidado de que el impulso de carga no sea tan grande que induzca daños potenciales al anclaje.

De la misma forma, existe la necesidad de un aparato transmisor de impulsos sencillo de utilizar, que permita una variación fácil en el tamaño del impulso de carga aplicado de manera que el aparato sea versátil en la aplicación y que pueda utilizarse para aplicar una carga de impulso a un anclaje de cordón múltiple.

El método mencionado anteriormente para valorar la integridad de anclajes a tierra proporciona una comparación simple de una respuesta vibracional con una respuesta vibracional de referencia para valorar el anclaje a tierra. De hecho, resultaría útil tener una valoración más discriminatoria del anclaje a tierra en términos del grado de cambio en la tensión posterior. En concreto, resultaría útil tener una valoración precisa de este cambio, con una precisión aproximada del 10%. El método de valorar la integridad de los anclajes a tierra en WO-10 A-95/27831 no proporciona esto.

Además, a medida que se van alargando los anclajes, se ha averiguado que la precisión y, por tanto, la efectividad de las técnicas aplicadas a anclajes más cortos se reduce significativamente. En concreto, para anclajes a tierra más largos, cada vez resulta más difícil diferenciar entre respuestas vibracionales de los tendones de anclajes. Por tanto, resulta necesario mejorar la diferenciación de las respuestas vibracionales para los tendones más largos de anclajes a tierra.

Un artículo de HW Whittington: "Sonic Testing of civil engineering sub- and super-structures" [Ensayos sónicos de subestructuras y superestructuras de ingeniería civil] IEEE 1984 ULTRASONIC SYMPOSIUM PROCEEDINGS, vol.2, 14 Noviembre 1984 (1984-11-14), páginas 8 69-87 6, XP002072374 DALLAS, TEXAS describe un sistema de ensayo de anclaje donde los anclajes sometidos a ensayo se excitan sónicamente y los espectros de respuesta se utilizan para determinar su integridad.

Es objeto de la presente invención proporcionar un método para valorar la integridad de anclajes a tierra en donde la resolución de la valoración de la respuesta vibracional del tendón de anclaje pueda mejorarse suficientemente para proporcionar una resolución mejorada, especialmente respecto de tendones de anclaje más largos.

Según la invención se proporciona un método para valorar la integridad de los anclajes a tierra, el método comprende los métodos de:

(a) Impartir un impulso de carga a un tendón de anclaje a tierra o un elemento del mismo para que sea sometido a ensayo provocando que dicho tendón de anclaje a tierra o elemento suyo vibre como respuesta;

(b) Generar señales eléctricas indicativas de la respuesta vibracional y acondicionar las señales eliminando el ruido y sus componentes de señales no deseadas;

(c) Someter las señales condicionadas a un proceso matemático y estadístico que incluya al menos uno de los siguientes:

Análisis del componente principal, transformación de ondas pequeñas y análisis espectral de orden más alto, generar señales de datos eléctricos en donde la información no deseada y el ruido se minimicen;

(d) Aplicar señales de datos eléctricos en el paso (c) a una red neuronal artificial que se haya preparado con señales de datos de calibración comparable derivadas previamente del tendón o su elemento bajo el análisis de calibración; por tanto, clasificar las señales de datos eléctricas indicativas de la respuesta vibracional relativa a las señales de datos de calibración, en donde dichas señales de datos de calibración se derivan en una fase de operación inicial en cuyos pasos (a), (b) y (c) se repiten para una pluralidad de tensiones diferentes en el anclaje a tierra y/o para una pluralidad de diferentes impulsos de carga para proporcionar la respuesta vibracional para diferentes tensiones conoci- das.

El método incluye preferentemente el paso siguiente (e) de almacenar información de salida de la red neuronal artificial característica de la respuesta vibracional.

En la fase operativa inicial, la tensión del anclaje a tierra puede incrementarse proporcionando las correspondientes respuestas vibracionales y, preferentemente, el tamaño del incremento se reduce cuando la tensión es mayor que el 80% de la tensión óptima donde el anclaje soporta correctamente la estructura.

Un ejemplo de la presente invención se describirá detalladamente con referencia a los dibujos adjuntos, donde:

La Figura 1 ilustra una representación esquemática de un sistema de ensayo de la integridad del anclaje a tierra realizando la presente invención;

La Figura 2 ilustra un aparato transmisor de impulsos que realiza la presente invención; y

La Figura 3 ilustra una firma de respuesta típica de acelerómetro...

1. Un método para valorar la integridad de los anclajes a tierra, el método comprende los métodos de:

(a) Transmitir (7, 8) un impulso de carga a un tendón de anclaje a tierra (2, 20) o un elemento del mismo para que sea sometido a ensayo provocando que dicho tendón de anclaje a tierra o elemento suyo vibre como respuesta;

(b) General señales eléctricas indicadoras de la respuesta vibracional y acondicionar (10) las señales eliminando el ruido y sus componentes no deseados;

(c) Someter (11) las señales acondicionadas a un proceso matemático y estadístico que incluya al menos uno de los siguientes: análisis del componente principal, transformación de ondas pequeñas y análisis espectral de orden más alto, generar señales de datos eléctricos en donde la información no deseada y el ruido se minimicen;

(d) Aplicar las señales de datos eléctricos generados en el paso (c) a una red neuronal (12) que se ha preparado con señales de datos de calibración comparables derivadas del tendón o elemento suyo bajo un análisis de calibración; Por tanto, clasificar las señales de datos eléctricos indicativas de la respuesta vibracional relativas a las señales de datos de calibración, en donde dichas señales de datos de calibración se derivan en una fase operativa inicial en cuyos pasos (a), (b) y (c) se repiten para una pluralidad de diferentes tensiones en el anclaje a tierra y/o para una pluralidad de diferentes impulsos de carga para proporcionar la respuesta vibracional para diferentes tensiones conocidas.

2. Un método según la reivindicación 1 que incluye además el paso de (e) almacenar la información de salida de la red neuronal artificial característica de la respuesta vibracional.

3. Un método según la reivindicación 1 o 2 en donde, en dicha fase de operación inicial, la tensión del anclaje a tierra se aumenta o se disminuye para proporcionar las correspondientes respuestas vibracionales.

4. Un método según la reivindicación 3 en donde el tamaño del incremento se reduce cuando la tensión es superior al 80% de la tensión óptima donde el anclaje soporta correctamente la estructura.