Aplicación del método de elementos finitos para el análisis de la interacción de la construcción de un túnel sobre su túnel gemelo en servicio

Lastrada Marcén, José Eduardo
Gracia Villa, Luis (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2013
Departamento de Ingeniería Mecánica, Área de Mec. de Medios Contínuos y Teor. de Estructuras

Máster Universitario en Mecánica Aplicada

Resumen: Los objetivos del TFM son el estudio de la influencia que la construcción de un nuevo túnel tiene sobre un túnel similar aledaño ya en servicio y el estudio de los controles a realizar sobre el mismo para garantizar unas condiciones de seguridad satisfactorias. La interacción en el estado tenso-deformacional del terreno que la construcción de un túnel ejerce alrededor del túnel en servicio es un aspecto difícil de evaluar y que se debe tener muy en cuenta en todas las fases del proyecto y obra. En este trabajo se pretende abordar dicha interacción, para lo cual se revisará previamente el estado del arte en cuanto a técnicas desarrolladas, fallos existentes y avances teóricos realizados para el análisis de dicha problemática en construcciones similares(Túneles en paralelo o gemelos). A continuación se llevará a cabo el análisis numérico de un caso concreto (Autovía Múdejar A-23 Arguís – Alto de Monerpós) mediante la resolución del problema por medio del Método de los Elementos Finitos, tanto en caso 3D, como 2D, estudiando la influencia de la distancia de separación entre los túneles y comparándolos con la solución analítica para dos tipos de materiales (elástico y de Mohr-Coulomb). Del trabajo realizado se puede concluir que la interacción entre túneles se hace notoria para aquellas distancias en las que la zona de plastificación de uno y otro túnel se superponen. Más concretamente, para el caso analizado, se puede concluir que la interacción entre túneles parece ser más importante a partir de anchos de pilar entre túneles (W) inferiores a 1.6 diámetros, donde la variación de tensiones que se produce al construir el segundo túnel (sigmayy2) respecto a las tensiones existentes con el túnel existente en servicio (sigmayy1) sufren un mayor incremento. La interacción que ejerce la construcción del nuevo túnel sobre el túnel existente es muy pequeña para la distancia existente, de 2.2 diámetros entre hastiales. (Incrementos de tensión entre un 4% y un 6%). Por tanto, las herramientas numéricas existentes en la actualidad permiten estudiar la interacción de la construcción de un túnel sobre su túnel gemelo en servicio de manera adecuada.

Palabra(s) clave (del autor): elementos finitos ; túnel gemelo

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master