Estudio del dimensionamiento de revestimiento en túneles de carretera, atendiendo a las condiciones geológicas presentes en España

Navarro Lameda, Luis
Morales Arribas, Miguel Ángel (dir.)

Universidad de Zaragoza, ALM, 2016

Graduado en Ingeniería Civil

Resumen: El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo “diseñar un modelo de dimensionamiento fiable que facilite la labor del diseño del revestimiento definitivo de túneles de carretera en España”. Dado que el diseño de un túnel depende de varios factores, entre los cuales destacan las capacidades resistentes del terreno, el estado tensional inicial del macizo que se pretende atravesar y la sección transversal a emplear, se utilizaron éstas variables para obtener las dimensiones necesarias de revestimientos definitivos de túneles de carretera. Atendiendo a la importancia que tiene el revestimiento a la hora de garantizar la integralidad geométrica y estructural, se utilizaron factores de seguridad adecuados para éste tipo de obras, con el fin de asegurar que los resultados obtenidos sean confiables para su posterior aplicación en casos prácticos cuyas condiciones sean similares a las expuestas. Para dimensionar el espesor de revestimiento requerido se modelaron en un software de cálculo estructural casos de estudio correspondientes a condiciones frecuentes de geología, estado tensional y secciones tipo en el diseño de túneles en España. El programa permitió analizar los problemas bidimensionales por método de elementos finitos y, con los datos de estados tensionales y deformaciones obtenidos, se determinó el espesor requerido para cada caso, considerando el uso de un hormigón con una resistencia característica de 30MPa. Por medio de estudios estadísticos, se buscaron ecuaciones que permitieran calcular de manera rápida y sencilla el revestimiento requerido para unas características definidas. Estos estudios consistieron en un análisis de correlación entre las variables intervinientes y, con las que presentaban una mayor relación, se buscó un modelo predictivo por medio de distintos tipos de regresiones estadísticas para dar una aproximación simplificada de cálculo al problema planteado con unos niveles de seguridad y precisión adecuados. Con la herramienta de cálculo se busca que el revestimiento posea un comportamiento eficiente, sea constructivamente factible y económicamente rentable, minimizando el tiempo empleado para su cálculo. Esta fue probada en 264 casos de estudio. Los resultados obtenidos por medio de complejos cálculos estructurales y los obtenidos a través de la herramienta presentaban alto nivel de coincidencia, quedando siempre del lado de la seguridad con la herramienta propuesta (ofrece resultados más conservadores).

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado