Análisis de los parámetros que afectan la estabilidad de túneles circulares superficiales utilizando simulación numérica
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2020-09-10
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Resumen
Al momento de diseñar tuneles poco profundos, un problema importante es la estabilidad del frente de excavación durante la etapa de construcción. Debido a la poca profundidad, eventuales inestabilidades pueden conducir fácilmente a fallas con graves consecuencias en la superficie, hay muchos factores involucrados en este evento, como lo son: los parámetros de resistencia, sobrecarga en la superficie, profundidad del túnel y la longitud de excavación sin soporte (L). Para analizar estos factores se desarrolla un algoritmo de programación en el software Matlab con las teorías analíticas de varios autores, entre los que se destacan Carranza Torres et al. (2013) y Enrique Tamez (1997). De igual manera, el análisis se complementa con una serie de modelaciones en el software ABAQUS 6.14-2, con el fin de generar un análisis de sensibilidad de los parámetros de resistencia (cohesión y fricción) y con ayuda de la metodología Strength Reduction Factor (SRF) llegar a calcular un factor de seguridad (FS) numérico. Definiendo así que el parámetro de resistencia más influyente en la estabilidad de un túnel circular superficial es la cohesión y evidenciando que, persiste una relación directamente proporcional entre estos parámetros de resistencia y el FS.
Abstract
An important problem, analyzed when designing shallow tunnels, is the stability of the excavation face during the construction stage. Due to the shallow depth, eventual instabilities can easily lead to faults with serious consequences in the surface, there are many factors involved in this event, such as: resistance parameters, surface overload, tunnel depth and excavation length without support (L). To analyze these factors, a programming algorithm is developed in the Matlab software with the analytical theories of several authors, among which Carranza Torres et al. (2013) and Enrique Tamez (1997). Similarly, the analysis is complemented with a series of modeling in the ABAQUS 6.14-2 software, in order to generate a sensitivity analysis of the resistance parameters (cohesion and friction) and with the help of the Strength Reduction Factor methodology ( SRF) get to calculate a factor of safety (FS). Defining thus that the most influential resistance parameter in the stability of a superficial circular tunnel is cohesion and showing that a directly proportional relationship persists between these resistance parameters and the FS.
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Citación
Barreto Riaño, K. M., & Duran Moreno, J. C. (2020). Análisis de los parámetros que afectan la estabilidad de túneles circulares superficiales utilizando simulación numérica. Trabajo de grado. Universidad Santo Tomas. Villavicencio
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