TÚNELES – Método de las curvas características Método de convergencia o curvas...
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TÚNELES TÚNELES – – Método Método de de las las curvas curvas características características PROBLEMÁTICA DE LOS TÚNELES - G. Lombardi - 1974
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TÚNELES TÚNELES –– MétodoMétodo de de laslas curvascurvas característicascaracterísticas
PROBLEMÁTICA DE LOS TÚNELES - G. Lombardi - 1974
TúnelesTúneles -- MétodoMétodo de de laslas curvascurvas característicascaracterísticasSostenimientos
TúnelesTúneles -- MétodoMétodo de de laslas curvascurvas característicascaracterísticasDeformaciones en el frente de avance del túnel
TúnelesTúneles -- MétodoMétodo de de laslas curvascurvas característicascaracterísticasDeformaciones en el frente de avance del túnel
TúnelesTúneles -- MétodoMétodo de de laslas curvascurvas característicascaracterísticasEcuaciones –curva del macizo
• Túnel circular radio ro
• Estado de tensiones previas po
• pi: p interior ficticia
• Material homogéneo elasto-
plástico, rotura según Mohr-
Coulomb:
TúnelesTúneles -- MétodoMétodo de de laslas curvascurvas característicascaracterísticasEcuaciones-curva del macizo
Comportamiento elástico: pi>pcr
Comportamiento plástico: pi<pcr
ui: deformación
radial [mm]
TúnelesTúneles -- MétodoMétodo de de laslas curvascurvas característicascaracterísticasCurva
Sostenimiento de túnel circularMétodo de convergencia
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
5.50
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ui [mm]
pi [M
pa]
po
pcr
TúnelesTúneles -- MétodoMétodo de de laslas curvascurvas característicascaracterísticasCurva del sostenimiento - EQUILIBRIO
Sostenimiento de túnel circular - Método de converg encia
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
1.10
1.20
1.30
1.40
1.50
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
ui [mm ]
pi[M
pa]
pi máx
uio
Ks: rigidez
equilibrio
ui = uio + ro pi / Ks
pi = Ks ε = Ks ui / ro, pi<pimáx Sostenimiento: pi máx , Ks
Método constructivo: uio
TúnelesTúneles -- MétodoMétodode de laslas curvascurvas
característicascaracterísticas
Sostenimientos
TúnelesTúneles -- MétodoMétodo de de laslas curvascurvas característicascaracterísticasDeformaciones
ε = ui/D=1%
A partir de clasificación
• Sostenimiento:
Gunita: espesor medio12cm, con malla.
Anclajes: en malla, separación 1.50m.
Túnel vial, D=12.90m. De = 12.90 / 1.3 = 9.92m
Macizo rocoso: Q e/ 0.09 y 0.67
Exterior Intermedio Interior
1 _ INDICE DE CALIDAD DE ROCA RQD
10 25 25
2 _ SISTEMAS DE FISURAS Jn
15 15 15
3 _ RUGOSIDAD DE LAS FISURAS Jr2 3 2
4 _ ALTERACION DE LAS JUNTAS Ja3 2 2
5 _ FACTOR DE REDUCCION POR AGUA EN LAS FISURAS Jw
1 1 1
6 _ FACTOR DE REDUCCION DE ESFUERZOS SRF5 5 2.5
Q = 0.09 0.50 0.67
Roca de calidad
MUY MALA MUY MALA MUY MALA
INDICE Q de BARTONTabla 2 - INDICE DE CALIDAD EN TUNELES (Instituto d e Geotecnia de Noruega)
Q = RQD x Jr x Jw Jn Ja SRF
TúnelesTúneles -- MétodoMétodo de de laslas curvascurvas característicascaracterísticas
Cálculo del sostenimiento de un túnelMétodo de convergencia o curvas característicasROCA PROMEDIO
cohesión macizo: cm= 44 t/m2
ángulo de fricción macizo φm = 51 ° po= 216 t/m2 Hipótesis:Em= 153900 t/m2 σ cm= 248,50 t/m2 Túnel circular de radio ri
Peso específico de la roca fisurada γr = 2,70 t/m3 k= 7,97 Tensiones in situ verticales y horizontales iguales = poz: profundidad del túnel = 80,00 m Material elástico: E, υ :
Radio del túnel r io = 6,45 m pcr= 20,45 t/m2 Material fisurado alrededor del macizo con r plástico rpRelación de Poisson del macizo υ = 0,2
1- Curva característica del macizo
p [t/m2] ui elast[m] ui plast [m] ui [mm] ri [m] rp [m] p techo [t/m2] p piso [t/m2]216,00 0,00000 0,00 6,450 6,450 216,00 216,00196,44 0,00098 0,98 6,449 6,449 196,44 196,44176,89 0,00197 1,97 6,448 6,448 176,89 176,89157,33 0,00295 2,95 6,447 6,447 157,33 157,33137,78 0,00393 3,93 6,446 6,446 137,78 137,78118,22 0,00492 4,92 6,445 6,445 118,22 118,22
98,67 0,00590 5,90 6,444 6,444 98,67 98,6779,11 0,00688 6,88 6,443 6,443 79,11 79,1159,56 0,00787 7,87 6,442 6,442 59,56 59,5640,00 0,00885 8,85 6,441 6,441 40,00 40,0020,45 0,00983 0,00983 9,83 6,440 6,450 20,47 20,4218,40 0,01011 10,11 6,440 6,484 18,52 18,2816,36 0,01039 10,39 6,440 6,520 16,58 16,1414,31 0,01069 10,69 6,439 6,558 14,63 13,9912,27 0,01100 11,00 6,439 6,597 12,70 11,8410,22 0,01133 11,33 6,439 6,639 10,76 9,68
8,18 0,01168 11,68 6,438 6,682 8,84 7,526,13 0,01204 12,04 6,438 6,728 6,92 5,354,09 0,01243 12,43 6,438 6,777 5,012,04 0,01284 12,84 6,437 6,829 3,100,00 0,01328 13,28 6,437 6,883 1,21
2- Sostenimiento de un recubrimiento de Hormigón in situ o proyectado
Resistencia a la compresión simple del hormigón σc conc= 2100,00 t/m2 Rigidez del refuerzo: kc= 41269,93 t/m2 p equilibrio: 24 t/m2Módulo de elasticidad del hormigón Ec= 2100000,00 t/m2Presión máxima del soporte: ps cmáx= 38,01 t/m2Relación de Poisson del hormigón υ c = 0,2 FS = 1,7
Espesor del hormigón: tc= 0,12 m Curva de refuerzo disponible para revestimiento de Hormigón
Rigidez del refuerzo: kc= 46000 t/m2 p uPresión máxima del soporte: ps cmáx= 40 t/m2 0 6,00
40,00 11,61Deformación inicial a partir de la cual toma carga: uio= 6,00 mm 40,00 90
Sostenimiento de túnel circularMétodo de convergencia -ROCA PROMEDIO
0
10
20
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80
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100
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
ui [mm]
p [t/
m2]
hastiales
Revest H°
TúnelesTúneles -- MétodoMétodo de de laslas curvascurvas característicascaracterísticas
Cálculo del sostenimiento de un túnelMétodo de convergencia o curvas característicasROCA MALA
cohesión macizo: cm= 35 t/m2
ángulo de fricción macizo φm = 46 ° po= 216 t/m2 Hipótesis:Em= 82100 t/m2 σ cm= 173,26 t/m2 Túnel circular de radio ri
Peso específico de la roca fisurada γr = 2,70 t/m3 k= 6,13 Tensiones in situ verticales y horizontales iguales = poz: profundidad del túnel = 80,00 m Material elástico: E, υ :
Radio del túnel r io = 6,45 m pcr= 36,31 t/m2 Material fisurado alrededor del macizo con r plástico rpRelación de Poisson del macizo υ = 0,2
1- Curva característica del macizo
p [t/m2] ui elast[m] ui plast [m] ui [mm] ri [m] rp [m] p techo [t/m2] p piso [t/m2]216,00 0,00000 0,00 6,450 6,450 216,00 216,00198,03 0,00169 1,69 6,448 6,448 198,03 198,03180,06 0,00339 3,39 6,447 6,447 180,06 180,06162,09 0,00508 5,08 6,445 6,445 162,09 162,09144,12 0,00678 6,78 6,443 6,443 144,12 144,12126,15 0,00847 8,47 6,442 6,442 126,15 126,15108,19 0,01016 10,16 6,440 6,440 108,19 108,1990,22 0,01186 11,86 6,438 6,438 90,22 90,2272,25 0,01355 13,55 6,436 6,436 72,25 72,2554,28 0,01525 15,25 6,435 6,435 54,28 54,2836,31 0,01694 0,01694 16,94 6,433 6,450 36,36 36,2632,68 0,01786 17,86 6,432 6,517 32,91 32,4529,05 0,01885 18,85 6,431 6,589 29,47 28,6225,42 0,01993 19,93 6,430 6,666 26,05 24,7821,79 0,02109 21,09 6,429 6,749 22,65 20,9218,15 0,02235 22,35 6,428 6,838 19,26 17,0514,52 0,02374 23,74 6,426 6,936 15,90 13,1510,89 0,02528 25,28 6,425 7,042 12,56 9,23
7,26 0,02699 26,99 6,423 7,160 9,253,63 0,02891 28,91 6,421 7,290 5,980,00 0,03109 31,09 6,419 7,437 2,75
2- Sostenimiento de un recubrimiento de Hormigón in situ o proyectado
Resistencia a la compresión simple del hormigón σc conc= 2100,00 t/m2 Rigidez del refuerzo: kc= 41269,93 t/m2 p equilibrio: 36 t/m2Módulo de elasticidad del hormigón Ec= 2100000,00 t/m2Presión máxima del soporte: ps cmáx= 38,01 t/m2Relación de Poisson del hormigón υ c = 0,2 FS = 1,1
Espesor del hormigón: tc= 0,12 m Curva de refuerzo disponible para revestimiento de Hormigón
Rigidez del refuerzo: kc= 46000 t/m2 p uPresión máxima del soporte: ps cmáx= 40 t/m2 0 12,00
40,00 17,61Deformación inicial a partir de la cual toma carga: uio= 12,00 mm 40,00 90
Sostenimiento de túnel circularMétodo de convergencia -ROCA MALA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
ui [mm]
p [t/
m2]
hastiales
Revest H°
Cálculo del sostenimiento de un túnelMétodo de convergencia o curvas característicasPORTALES
cohesión macizo: cm= 38 t/m2
ángulo de fricción macizo φm = 48,5 ° po= 216 t/m2 Hipótesis:Em= 100000 t/m2 σ cm= 200,60 t/m2 Túnel circular de radio ri
Peso específico de la roca fisurada γr = 2,70 t/m3 k= 6,97 Tensiones in situ verticales y horizontales iguales = poz: profundidad del túnel = 80,00 m Material elástico: E, υ :
Radio del túnel r io = 6,45 m pcr= 29,05 t/m2 Material fisurado alrededor del macizo con r plástico rpRelación de Poisson del macizo υ = 0,2
1- Curva característica del macizo
p [t/m2] ui elast[m] ui plast [m] ui [mm] ri [m] rp [m] p techo [t/m2] p piso [t/m2]216,00 0,00000 0,00 6,450 6,450 216,00 216,00197,30 0,00145 1,45 6,449 6,449 197,30 197,30178,61 0,00289 2,89 6,447 6,447 178,61 178,61159,91 0,00434 4,34 6,446 6,446 159,91 159,91141,22 0,00579 5,79 6,444 6,444 141,22 141,22122,52 0,00724 7,24 6,443 6,443 122,52 122,52103,83 0,00868 8,68 6,441 6,441 103,83 103,83
85,13 0,01013 10,13 6,440 6,440 85,13 85,1366,44 0,01158 11,58 6,438 6,438 66,44 66,4447,74 0,01302 13,02 6,437 6,437 47,74 47,7429,05 0,01447 0,01447 14,47 6,436 6,450 29,09 29,0126,14 0,01507 15,07 6,435 6,502 26,32 25,9623,24 0,01571 15,71 6,434 6,556 23,57 22,9120,33 0,01639 16,39 6,434 6,614 20,82 19,8517,43 0,01712 17,12 6,433 6,676 18,08 16,7714,52 0,01790 17,90 6,432 6,741 15,36 13,6911,62 0,01874 18,74 6,431 6,812 12,65 10,598,71 0,01965 19,65 6,430 6,888 9,95 7,485,81 0,02064 20,64 6,429 6,971 7,272,90 0,02173 21,73 6,428 7,061 4,610,00 0,02293 22,93 6,427 7,160 1,98
2- Sostenimiento de un recubrimiento de Hormigón in situ o proyectado
Resistencia a la compresión simple del hormigón σc conc= 2100,00 t/m2 Rigidez del refuerzo: kc= 87290,92 t/m2 p equilibrio: 40 t/m2Módulo de elasticidad del hormigón Ec= 2100000,00 t/m2Presión máxima del soporte: ps cmáx= 76,90 t/m2Relación de Poisson del hormigón υ c = 0,2 FS = 2,0
Espesor del hormigón: tc= 0,25 m Curva de refuerzo disponible para revestimiento de Hormigón
Rigidez del refuerzo: kc= 100000 t/m2 p uPresión máxima del soporte: ps cmáx= 80 t/m2 0 11,00
80,00 16,16Deformación inicial a partir de la cual toma carga: uio= 11,00 mm 80,00 90
Sostenimiento de túnel circularMétodo de convergencia -PORTALES
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
ui [mm]
p [t/
m2]
hastiales
Revest H°
hastiales largo plazo
