Modelos estructurales para túneles
Dr. Alejo O. Sfriso Universidad de Buenos Aires SRK Consulting (Argentina) AOSA
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Modelos estructurales para túneles
Modelos geomecánicos vs modelos estructurales para túneles
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Modelos geomecánicos • El terreno es un sólido • (Casi) no se puede separar el efecto de diferentes acciones
Modelos de resortes • Terreno: cargas y resortes • Aplicable si
=
100 → = 4
4
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El efecto de la forma Modelos estructurales para túneles
Armadura de flexión
Armadura de corte
Los modelos de barras capturan el efecto de forma • Optimización estructural • Posición de juntas • Calidad de hormigón La forma óptima no es la que minimiza la estructura • Volumen de excavación • Encofrado de solera • Tránsito por la solera
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Modelos estructurales para túneles
La constante de resorte
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Resortes radiales = • Vesic 2 • Duddeck & Erdmann = • USACE Resortes circunferenciales 0.2 < • Dixon = . • USACE
1−
=
1− 1−2 1+
+
< 0.5 / +
despegue
Resortes con despegue, o la regla de las 10 y 10
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Modelos estructurales para túneles
Validación de modelos de resortes
Error respecto de FEM ( / )
1: Con despegue
2: Sin despegue
A: Verticales = horizontales
3.66
3.43
1.51
-0.73 -0.24
0.63
B: Radiales únicamente
9.60
7.72
1.38
-0.10
0.72
0.05
C: Radiales = circunferenc.
2.29
5.60
1.59
-0.08
0.87
0.35
1A
2A
1B
1C
2B
2C
M
N 7
Modelos estructurales para túneles
Resortes circunferenciales con rigidez reducida
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< ayuda a que los modelos lineales tengan diagramas con el mismo signo que el modelo FEM Recomendación (NATM) • Modele con resortes verticales y horizontales con = = 2C 2C(R) M • Modele con resortes radiales y circunferenc. con = 0.5 • Dimensione para la envolN vente de ambos modelos
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Método de E. Núñez Modelos estructurales para túneles
q
• Suelo elástico • Estado de tensiones geostático = · + = · • Túnel circular elástico • Hipótesis: uniforme, depende del desplazamiento del ecuador ∆
Suelo: γ , K0 , Es , νs Revestimiento: Er , νr D
H σh
e
σh
=
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Modelos estructurales para túneles
Método de E. Núñez: procedimiento
• Calcule rigidez relativa 1−
= 16
e
1−
lattice girders @ 1.0 m unreinforced shotcrete 15 cm no ring closure
• Seleccione un avance =
2 − 3 3
• Calcule solicitaciones =
1 2
=
1 1− 16
+
21− 3 1+ 1+
10
5
Modelos estructurales para túneles
Método de E. Núñez
Si se compara con resultados numéricos ( 7 casos) • N dentro del 10% • M sobreestimado 30% • Frente completo: 5% de diferencia con Einstein-Schwarz • Las diferencias mas grandes se dan en las cavernas
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