Estudio teórico del mecanismo tridimensional de falla del frente en túneles poco profundos en suelo

Durante la excavación de túneles con máquinas tuneladoras, bien sean de slurry SS o de presión de tierras balanceada EPB, resulta de la mayor importancia estimar la presión a ejercer en el frente para asegurar la estabilidad de la excavación y controlar los asentamientos del terreno. En la literatura se reportan en su mayoría propuestas de estabilidad global del frente en dos dimensiones e incluso tridimensionales que presentan serias restricciones cinemáticas, es decir, que no cumplen con la continuidad de la superficie de falla. En el presente trabajo se aborda el refinamiento del mecanismo de falla en el frente de un túnel poco profundo de sección circular excavado en suelo, a partir de la geometría descrita por el torus, el cual sigue el desarrollo de una espiral logarítmica en el espacio. Producto de implementar un método particular del equilibrio límite en el mecanismo cinemáticamente factible que se propone, es posible mejorar del lado de la seguridad la exactitud en el cálculo de la presión de soporte comparado con los métodos teóricos disponibles, tanto para falla activa como pasiva del frente del túnel. La calibración de los resultados obtenidos frente a la información disponible de ensayos de centrífuga, permitió además de verificar las hipótesis sobre el estado de esfuerzos en el instante de falla, establecer con base en el factor de seguridad el rango de operación de la presión en la TBM que minimiza los movimientos del terreno durante la excavación.

• Autores: Melo Duque, Orlando Andrés
• Fecha de publicación: 2017
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/60985
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/60985; http://bdigital.unal.edu.co/59495/
• Palabra clave: 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering; 69 Construcción / Building and construction; Túnel poco profundo; TBM; Presión de soporte; Factor de seguridad; Excavación subterránea; Espiral logarítmica; Estabilidad del frente; Shallow tunnel; Face failure; Safety factor; Underground excavation; Log-spiral
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional