1 Simulación de procedimientos constructivos en 2D Dr. Alejo O. Sfriso Universidad de Buenos Aires materias.fi.uba.ar/6408 asfriso@fi.uba.ar SRK Consulting (Argentina) latam.srk.com asfriso@srk.com.ar AOSA www.aosa.com.ar asfriso@aosa.com.ar Uso de modelos 2D para procedimientos constructivos de túneles Los modelos 2D permiten determinar Solicitaciones en sostenimiento primario y revestimiento definitivo Deformaciones en el terreno Impacto sobre estructuras vecinas No son útiles para evaluar estabilidad del frente 2
2 Estado inicial 3 Abatimiento de napa Abatimiento napa: cambian las tensiones efectivas 4
3 Excavación hastial izquierdo Abatimiento napa: cambian las tensiones efectivas Excavación hastial izquierdo: longitud infinita, el suelo se auto-soporta 5 Hormigonado hastial izquierdo Abatimiento napa: cambian las tensiones efectivas Excavación hastial izquierdo: longitud infinita Hormigonado hastial izquierdo: longitud infinita, el hastial no tiene cargas en esta etapa 6
4 Excavación hastial derecho Abatimiento napa: cambian las tensiones efectivas Excavación hastial izquierdo: longitud infinita Hormigonado hastial izquierdo: longitud infinita Excavación hastial derecho: el hastial izquierdo toma mínimas cargas porque es el elemento más rígido 7 Hormigonado hastial derecho Hormigonado Excavación hastial derecho: el hastial izquierdo toma mínimas cargas porque es el elemento más rígido Hormigonado hastial derecho: no tiene carga en esta etapa 8
Excavación de bóveda ( = 0.50) Hormigonado Exc. hastial derecho Hormigonado Excavación de bóveda: longitud limitada, simulada por un coeficiente de reducción = 0.50 (calibrado con modelo 3D) A A A B B B 9 Hormigón proyectado en bóveda Hormigonado Exc. hastial derecho Hormigonado Excavación de bóveda: = 0.50 Hormigón proyectado de bóveda: aparecen cargas porque debe equilibrarse el = 0.50 faltante de la etapa anterior A 10 Momento A A B B B Normal 5
6 Excavación en banco Hormigonado Exc. hastial derecho Hormigonado Exc. bóveda Hormigón proyectado Excavación en banco: si las fundaciones de los hastiales son robustas, el modelo rebota porque la excavación del banco es una remoción de carga de la malla 11 Hormigón de 2 da etapa y solera Hormigonado Exc. hastial derecho Hormigonado Exc. bóveda Hormigón proyectado Exc. banco Hormigón de segunda etapa y solera: cambia la rigidez, cambian las solicitaciones (se desactiva placa con = 0.99, se cambia rigidez y se activa con = 0.00) 12 Momento Normal
7 Segundo túnel Hormigonado Exc. hastial derecho Hormigonado Exc. bóveda Hormigón proyectado Exc. banco 2 da etapa El segundo túnel se modeló en una única etapa: el modelo rebota y queda un túnel más grande que el otro! 13 Restitución de napa Hormigonado Exc. hastial derecho Hormigonado Exc. bóveda Hormigón proyectado Exc. banco 2 da etapa Segundo túnel La restitución de la napa produce un rebote elástico del terreno y las primeras solicitaciones en la solera 14
8 Influencia del método constructivo sobre el diseño La carga se concentra en Elementos estructurales más rígidos Elementos estructurales que se instalan primero 15 Asentamientos (primer uso de Plaxis y HSM en túneles en Buenos Aires, 1997) Uy [m] 0.000-1.00E-03-2.00E-03-3.00E-03-4.00E-03 Excavación de hastial Excavación de bóveda Superficie Excavación de banco -5.00E-03 16-6.00E-03 = 5.8 = 5.0-7.00E-03 0 10 20 30 40 50 Paso de calculo Bóveda
9 Modelos 2D para túneles de ojivas Desplazamientos Solicitaciones estructurales Modos de falla (2D) Seguridad frente 17 Estructura Terreno La estabilidad del frente 18 Con modelos 2D sólo se analiza la sección transversal Debe efectuarse la evaluación de la seguridad del frente Fórmulas empíricas Modelos analíticos Modelos 3D