E - Universidad de Buenos Aires
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15 años de experiencia en la estimación de cargas estructurales en soportes temporarios de túneles en Buenos Aires E. Núñez, A. O. Sfriso & J. G. Laiún Universidad de Buenos Aires y SRK Consulting, Argentina. Núñez et al – 15 años de experiencia en la estimación de … 2 Un poco de historia… Primer uso de shotcrete en el metro de Buenos Aires (1998) fue diseñado usando: • Método analítico simple • Modelos FEM Se obtuvieron resultados muy similares. Núñez et al – 15 años de experiencia en la estimación de … 3 Un poco de historia… Primer uso de shotcrete en el metro de Buenos Aires (1998) fue diseñado usando: • Método analítico simple • Modelos FEM Se obtuvieron resultados muy similares. Desde entonces, el procedimiento es empleado para el diseño de varios túneles del Metro de Bs.As. (Línea A, B, E, H) Núñez et al – 15 años de experiencia en la estimación de … 4 Método analítico (E. Núñez, 1996) • Túnel circular elástico • Suelo elástico: Es • Estado de tensión a prof. H σv = γ ⋅ H + q σ h = K0 ⋅σ v q Suelo: γ , K0 , Es , νs Sostenimiento: Er , νr H D e σh Núñez et al – 15 años de experiencia en la estimación de … 5 Método analítico • Túnel circular elástico • Suelo elástico: Es • Estado de tensión a prof. H σv = γ ⋅H + q σ h = K0 ⋅σ v q Suelo: γ , K0 , Es , νs Sostenimiento: Er , νr • Ovalización: Genera incremento de uh tensiones horizontales uniformes, proporcional al desplazamiento radial del ecuador ⎡ ES ⎤ Δσ h = ⎢ χ ⎥uh χ = 1.0 a 2.0 ( flexible a rigido) ⎣ D⎦ σh Núñez et al – 15 años de experiencia en la estimación de … 6 Método analítico • Ovalización: genera esfuerzos estructurales; del análisis elástico de tubos … q M max M max 1 = ⋅ (σ V − σ H ) ⋅ D 2 16 1 ⎡ a ⎤ = ⋅ ⎢η ⋅ ⋅ (1 − K 0 ) ⋅ (γ ⋅ H + q )⎥ ⋅ D 2 16 ⎣ 1 + a ⎦ Er 1 −ν S2 ⎛ e ⎞ a = 16 ⋅ ⋅ ⋅⎜ ⎟ χ ⋅ ES 1 −ν R2 ⎝ D ⎠ Suelo: γ , K0 , Es , νs Sostenimiento: Er , νr 3 • Factor η : considera relajación de las presiones del suelo por convergencia del túnel antes de colocar el sostenimiento η = 2 − A A : avance sin sostenimiento 3 3D Núñez et al – 15 años de experiencia en la estimación de … 7 Método analítico • Normal en arranque: ½ carga sobre el túnel, considerando factor η NA = 1 ⋅η ⋅ [D ⋅ (γ ⋅ H + q )] 2 q Núñez et al – 15 años de experiencia en la estimación de … 8 Comparación Analítico/FEM • Siete túneles & cavernas fueron seleccionadas para comparar los resultados con ambos métodos Núñez et al – 15 años de experiencia en la estimación de … 9 Comparación Analítico/FEM • Siete túneles & cavernas fueron seleccionadas para comparar los resultados con ambos métodos • Los esfuerzos normales resultaron bastante semejantes • El método analítico arroja sistemáticamente esfuerzos de momentos mayores Núñez et al – 15 años de experiencia en la estimación de … 10 Comparación Analítico/FEM • Siete túneles & cavernas fueron seleccionadas para comparar los resultados con ambos métodos • Los esfuerzos normales resultaron bastante semejantes • El método analítico arroja sistemáticamente esfuerzos de momentos mayores Núñez et al – 15 años de experiencia en la estimación de … 11 Conclusiones • La solución analítica cerrada: – Útil para definir espesores mínimos de shotcrete y refuerzos de acero para el sostenimiento del túnel – Proporciona una herramienta para chequear los resultados de modelos FEM – Produce resultados similares a la solución analítica de Einstein & Schwartz (1979) (~ dentro del 15%) – Diferencias con FEM significante en algunos casos, pero irrelevante para propósitos del diseño. – Fácil de implementar con poca información y en poco tiempo. Núñez et al – 15 años de experiencia en la estimación de … 12 Conclusiones • La solución FEM: – Útil para verificar • Esfuerzos estructurales sean admisibles • Seguridad de cada etapa constructiva – Estimar asentamientos superficiales y evaluar impacto a estructuras cercanas. – Requiere mayor nivel de definición y más tiempo de análisis: mas complejo. GRACIAS POR SU ATENCION !!! (84.08) Mecánica de Suelos y Geología Universidad de Buenos Aires
