La Clasificación Geomecánica de ProtodyakonovPosted on 16 diciembre, 2009 por Enrique Montalar Yago

Muy utilizada en los antiguos “países del este”, la clasificación geomecánica de Protodyakonov, de principios del siglo XX, permite calcular la carga que ejerce el terreno sobre el sostenimiento del túnel en función de dos factores, únicamente:

La anchura del túnel (B)

El coeficiente de resistencia (f)Este coeficiente depende de la resistencia a compresión simple (RCS), el ángulo de rozamiento interno (φ) y la cohesión (c) del terreno, de forma que para rocas, “f” vale una décima parte de la resistencia a compresión simple (en MPa), mientras que para suelos se toma  f = tg φ + c/RCSEl planteamiento teórico del método es muy similar al utilizado posteriormente en la clasificación geomecánica de Terzaghi, aunque Protodyakonov simplifica mucho las expresiones al considerar que las cargas de compresión creadas por el terreno se distribuyen de forma parabólica (como antifunicular de las cargas, evidentemente).

A grandes rasgos, lo que hace es:

Considerar un arco parabólico triarticulado trabajando a

compresión.

Plantear el equilibrio de fuerzas, compensando las cargas verticales

y horizontales mediante el factor “f” (a modo de coeficiente de

rozamiento).

Buscar la mayor altura estable “h” que puede desarrollar el terreno,

obteniendo así la igualdad h = B/2f

Una vez conocida esa altura “auto-estable” (por llamarla de algún modo), tenemos delimitadas dos zonas con distinto comportamiento. Por encima de la parábola el terreno quedará sustentado por un “efecto arco” (también llamado “arqueo” o “efecto silo”), mientras que el terreno situado por debajo de la parábola cargará directamente sobre el sostenimiento.

Como se conoce la ecuación de esa parábola, se puede medir esta cantidad de terreno, obteniendo una carga total sobre el revestimiento de:

Q = (1/3) · γ · B²/fO, en términos de tensión sobre la sección:

σ = (1/3) · γ · B/f(siendo γ la densidad del material)

Es decir, valores muy similares a los que se obtienen aplicando el método de Terzaghi.De forma aproximada, Protodyakonov dio los siguientes valores para el coeficiente de resistencia “f”:

La experiencia en los países soviéticos muestra que este método funciona más o menos bien para profundidades comprendidas entre  B/(2·tg φ)  y  B/tg φ

Si alguien quiere ampliar la información le recomiendo consultar el enciclopédico “The Art of Tunnelling” de Karoly Szechy o, ya en español, el tomo II del “Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres” de Alfonso Rico y Hermilo del Castillo (del que he tomado el esquema), en el que este método aparece muy bien explicado y comentado (parte del capítulo está disponible en Google Books).