Mecanica Rocas Excavacion Ademes Tuneles2

 

 

Deformación radial u

 A Pi = P0 iar r

Perfil de excavación at

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Deformación lineal elástica

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P

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La roca que rodea el túnel empieza a debilitarse P , L AI

Perfil del túnel

Presión de soporte radial pi

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D A R E T OR P

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B

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F I S E

Reacción del ademe Curva de carga.deformación para el techo del túnel

R

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Curva de carga.deformación para la pared del túnel

D

G

DEFORMACIÓN RADIAL, u

Los esfuerzos in situ horizontales y verticales se aasumen sumen iguales y tienen una magnitud de p0. - Etapa 1. El frente de excavación no ha alcanzado la sección X-X. Se observa en línea discontinua la sección del túnel, el macizo circundante se encuentra en equilibrio. - Etapa 2. El frente de excavación está dentro de los límites de la sección X-X, y la presión de soporte pi proporcionada antes por la roca dentro de los límites del túnel se ha anulado(pi = 0). Sin embargo, no se derrumbará porque la deformación radial u esta limitada por la proximidad del frente de avance excavación del túnel que ejerce un efecto de sujeción considerable. Si la esta fuerza que emana del frente no existiera se necesitaría una presión de soporte interno p i  indicada por los puntos B y C, para limitar la deformación radial u al mismo valor. Se observa que la presión de soporte pi que se necesitaría para limitar la deformación del techo es más alta que la requerida para la de las tablas, ya que a la presión de soporte necesario para limitar el desplazamiento de los esfuerzos inducidos en el techo hay que añadir el peso de la roca suelta que se encuentra encima. - Etapa 3. Se rezaga el túnel y se instalaron marcos de acero hasta cerca del frente. Hasta este momento los refuerzos no tienen carga. Como lo muestra el punto D en la Figura, ya que no hubo más deformación que se manifiestan con el transcurrir del tiempo, las deformaciones radiales todavía serán será n las que definen los puntos B y C. - Etapa 4. El Frente de excavación del túnel avanzo aproximadamente 1,5 veces su diámetro más allá de la sección X-X y el efecto de sujeción que proporcionaba la cercanía del frente disminuyó notablemente. Esto da como resultado una deformación radial mayor en las Tablas y en la clave del túnel, como c omo lo indican las curvas CEG y BFH de la Figura. están deforma deformación ción radial hacia dentro o convergencia del túnel induce una carga sobre el sistema de ademe (refuerzo) que actúa como resorte comprimido. La presión de soporte p i que proporcionan los marcos de acero troquelados aumenta con la deformación radial del túnel como lo indica la línea DEF en la Figura. - Etapa 5. El frente del túnel ha avanzado tanto más allá de la sección X-X que ya no ejerce ningún de sujeción sobre el macizo que se en esta sección. Si indican no se han instaladoefecto más marcos, las deformaciones radiales en encuentra el túnel aumentaran como los las

 

líneas entre los tramos EG y FH. En el caso de las paredes, la presión que se necesita para contrarrestar las deformaciones ulteriores se reduce a cero en el punto G y, en este caso, las  paredes permanecerán estables ya que no hay fuerza de empuje adicional para inducir más deformación. Por otro lado, el soporte que se necesita para limitar la deformación del techo cae hasta lo mínimo y luego vuelve a aumentar. Esto se debe a que la zona de roca suelta se recarga sobre el techo, lo que provoca que más roca se vaya soltando, y el peso de esta roca adicional se suma a la presión de refuerzo que se necesita. En el ejemplo ilustrado, el techo tendría un colapso si no se hubiera instalado el ademe en el túnel.

Como se ilustra en la Figura del diagrama la curva de reacción del refuerzo de los marcos de acero troquelados intersecta las curvas carga-deformación delas tablas (paredes) y de la clave (techo) del túnel en los puntos E y F. En estos puntos, las presiones de soporte que se necesitan necesi tan  para limitar la deformación ulterior de de las tablas y de la clave quedan exactamente balanceados  por la presión de soporte disponible de los marcos de acero, y tanto el túnel como el sistema del ademe permanecen en un equilibrio estable.