Interacción suelo-túnel, con revestimiento sometido a carga anisotrópica

Abstract

En este proyecto de grado se estudia y analiza la labor conjunta que realizan los anillos de revestimiento y el terreno que rodea el túnel para soportar la redistribución de presiones causada por el emplazamiento de la obra subterránea, asumiendo el efecto tridimensional de aporte que tiene el frente de excavación cuando se encuentra en cercanía de una sección de control, aquí tratado desde una perspectiva bidimensional incorporándolo en la curva de convergencia del suelo. Se propone una interpretación diferente de la curva de convergencia conjunta anillo-suelo, la cual hace uso también de los principios tradicionales de la curva característica como son el hecho de que el aporte del frente de excavación se desvanece a medida que la sección que limita el corte se aleja del lugar de medición, y que los esfuerzos y las deformaciones tanto en el suelo como en el anillo de soporte deben ser compatibles, es decir, sin abandonar la idea de que entre terreno y anillo existe interacción suelo-estructura. Por otra parte, mediante un estudio paramétrico se analiza la influencia que tiene en el espesor del anillo de concreto de soporte, la relación entre los esfuerzos verticales y horizontales del terreno (coeficiente de empuje de tierras en reposo Ko). Como se verá en lo seguido del informe, en este proyecto de grado se concluyó que el estado de esfuerzos en el suelo previo a la apertura del túnel, tiene una influencia mucho más marcada en el dimensionamiento de los anillos de concreto que las mismas propiedades de resistencia del suelo donde se excava.

Abstract. In this research, we study and analyze the joint work made by lining and the ground surrounding the tunnel to support the redistribution of pressures caused by underground construction site, assuming the three-dimensional effect of contribution that is excavation face when in proximity of a control section treaded from a dimensional perspective incorporating in convergence the curve of soil. It proposes a new methodology in the design of the rings based on the contribution of the excavation face fades as the section that limits the cutting moves away from the site of measurement, and the stresses and strains in the ground as in the support ring must be compatible, meaning that without abandoning the idea that between ground and ring there is ground-structure interaction. Moreover, through a parametric study we analyze the influence of the thickness of the concrete ring support, the relation between vertical and horizontal efforts of the land (coefficient of earth pressure at rest Ko). As we will see later, in this research was concluded that the stress state in the soil prior to the opening of the tunnel, has a much stronger influence on the dimensioning of concrete rings, than the same soil resistant properties where excavated.