Subsidencia por la construcción de túneles en suelos blandos saturados

Abstract

En este documento se encuentra una aproximación al análisis de la subsidencia mediante métodos analíticos. Se analizó la subsidencia en la etapa constructiva asumiendo el efecto tridimensional que tiene la distancia al frente de excavación. En esta primera aproximación se anticipa la variación de los asentamientos en superficie, en función del avance del túnel antes de instalar el revestimiento, permitiendo así construir la cubeta de asentamientos. Se utilizó el modelo constitutivo de Mohr-Coulomb. De otro lado para determinar el progreso de los asentamientos en el tiempo se parte de las hipótesis de que el suelo no ha sufrido plastificación, el túnel ya se encuentra construido, e inevitablemente se genera un flujo hacia la cavidad, a pesar de que se cuenta con un suelo de baja permeabilidad y un soporte en concreto ya instalado. En este análisis se trabajó con un modelo constitutivo puramente elástico. Se ha de tener en cuenta que a la duración de la consolidación la gobiernan principalmente parámetros de permeabilidad y rigidez, los cuales fueron fundamentales en la modelación. Adicional al permitir flujo de agua hacia el túnel se incrementa los esfuerzos cortantes y la probabilidad de falla, viéndose reflejado en movimientos en superficie.

Abstract. This document shows an approximation to subsidence through analytical methods. Subsidence during construction process was analyzed, assuming three-dimensional contribution of the distance to the excavation front. In this first analysis, surface settlement variation is predicted, in terms of the advance of the tunnel face before lining installation, allowing to determine the settlement tray. A Mohr-Coulomb constitutive model was employed in this procedure. On the other hand, to determine deferred-on-time settlement progress, hypotheses are set such as the soil has not reached a plastification state, the tunnel is already built and, inevitably, flow is generated towards the cavity, although a low-permeability soil and the concrete support already installed. Study case is shown. This analysis was developed with a purely elastic constitutive model. It has to be taken into account that the consolidation process span is ruled mainly by permeability and stiffness parameters, which were fundamental during modelling. Additionally, allowing water flux to the tunnel raises shear stresses and failure probability, being reflected in surface movement.