TRABAJO GEOMECNICA PHASE2

DISEO DE TNELES CON SOPORTE EN CONCRETO Y PERFILES DE ACERO.

KEVIN GUAO BOLAO

LVARO DE JESS CASTRO CAICEDOGEOMECNICA

UNIVERSISDAD NACIONAL DE COLOMBIAFACULTAD DE MINAS2014

INTROCUCCINEn este trabajo presentamos como sera el diseo de 2 tneles paralelos que se encuentran a una distancia de 14 metros aproximadamente y tienen una profundidad de 700m. el tipo de material donde se harn los tneles es en esquisto y calcularemos sus propiedades mediante el criterio de hoek Brown generalizado, aparte de eso sabemos que la roca presenta un comportamiento plstico y que al final se le har un soporte en concreto reforzado para tratar de subir el factor de seguridad de los tneles, este diseo se har mediante el programa de phase2.

CONSIDERACIONES QUE SE TUVIERON EN CUENTA TRABAJO En la opcin displacements, se dej por defecto en el techo y piso del contorno externo; y se restringi las paredes del contorno externo.

El nivel piezomtrico no se tuvo en cuenta.

Los tneles tienen como altura mxima: 4.468 m

Los tneles estn distanciados 13.357 m entre s.

Para la construccin de los tneles se realizaron 4 etapas.

No se consideran cargas ssmicas.

PROCEDIMIENTOEn principio plantiemos el problema:Vamos a realizar 2 tuneles paralelos donde la distancia entre ellos va a ser 3 veces la medida del dimetro mayor de uno de ellos, en este caso en 4.468, osea que la distancia entre ellos debe ser 13.357 metros, que es un aproximado de esto. Estos sern construidos en esquito en un profundidad de 700 metros y tenemos que Los esfuerzos medidos in situ son: esfuerzo principal horizontal en el plano de 15 MPa, menor vertical de 10 MPa y esfuerzo fuera del plano de 10 MPa. La resistencia del Esquisto puede ser representada por el Criterio de falla Generalizado de HoekBrown, con resistencia a la compresin uniaxial de la roca intacta de 90 MPa, GSI de 80. A estos tuneles se les va a poner un sostenimiento de concreto reforzado para asi aumentar la resistencia y el factor de seguridad de estos.Ahora procedamos a hacer el proceso en el programa phase2.1. Iniciamos definiendo en nmero de entapas que tomara hacer el diseo de los tneles, en este caso sern 4.-project seting-analisys-stages2. hacemos con el diseo del exterior o geometra con la que vamos a trabajar en el programa en la etapa 1.-Boundaries -Add External

3. Definimos las propiedades del material con la ayuda del roclab usando el criterio de hoek-brown generlizado y la asignamos a la geometra.-properties-define material.-assign material

4. procedemos a hacer el diseo de cmo van a quedar los tneles.-boundaries- Add Excavation

5. Luego procedemos a realizar el anlisis de estabilidad, y para ello procedemos a ubicar la malla; esta la ubicamos al ir a la parte superior del programa en la parte donde dice Mesh, el cual desplegara unas opciones, de estas seleccionaremos Mesh Setup, en la ventana emergente seleccionaremos como tipo de malla: Graded, como Element Type: 6 Nodes Triangles y finalmente como nmeros de nodos usamos 75, al dar clic en OK nos dirigiremos al mismo men en la opcin Discretize and Mesh luego de un anlisis el programa emitir la malla. 6. En la etapa 2 se hace el inicio de la excavacin. -click derecho- assign material-excavate7. Adicionamos la presin interna de la excavacin.- Loading -Distributed Loads -Add Uniform Load Adicin de una presin interna a la excavacinEn el cuadro de dilogo Agregar Distributed Load, seleccione Field stress vector, seleccione la etapa de carga, y seleccin agregar el factor de cada una.8. tengamos en cuenta que no hay variacin de la tensin y que el estrs (15 MPa) es igual a la mayor tensin de campo in situ. Esto significa que la presin interna es igual y opuesta a la tensin de campo y el modelo se comporta como si no existiera el tnel.

9. Luego procedimos a ingresar las caractersticas del concreto y el refuerzo que se va a usar, aunque algunas las trae por defecto el programa phase2.-Properties-Define Liners -colocar reinforced concrete-luego Common Types para definir el tipo de refuerzo que tiene datos definidos por defecto.

10. Colocamos el concreto en la etapa4.- Support -Add Liner

11. finalmente realizamos el anlisis de la estabilidad, el desplazamiento y el factor de seguridad que presentaba el tnel.- File -Save As - Analysis -Compute - Analysis Interpret

ANLISIS DE RESULTADOSSe hizo el anlisis y los resultados que obtuvimos fue que los desplazamientos totales eran 0.003 metros.Cuando usamos el show yielded elements nos permiti contornear el grado de rendimiento de la masa de roca alrededor de excavaciones.El factor de resistencia del concreto nos dio segn lo pedido por el trabajo, 1,26.Se probaron otros tipos de sostenimiento como anclajes y el factor de resistencia no cambia mucho, o no hay mucha diferencia entre los tipos que se probaron. Estos anclajes tambin son una buena opcin en cuanto a factor de resistencia se refieren, pero hay que hacer una anlisis econmico para ver cual es mas viable.

Los diagramas de capacidad de apoyo dan un mtodo para determinar el ingeniero el factor de seguridad de un revestimiento de hormign armado. Para un determinado factor de seguridad, sobres de capacidad se representan en la fuerza axial contra el espacio y momento de fuerza axial contra el espacio la fuerza de corte. Los valores de la fuerza axial, fuerza cortante y de momento para el revestimiento se comparan con las envolventes de capacidad.CONCLUSIONES1. Al obtener los resultados deseados con la implementacin de los refuerzos tanto de concreto lanzado como de concreto concreto lanzado, el cual la utilizacin de estas aplicaciones para el sostenimiento de los tneles fueron una alternativa muy factible a la hora de obtener el intervalo del factor de esfuerzos y de desplazamientos totales, dando a conocer una vez mas que los anclajes siempre han sido los mas usados en el momento de estabilizar zonas, lo mas comn a orillas de la carretera, de lo anterior podemos analizar que sin la implementacin de estos sistema el esquito al estar en una profundidad de 700 m no seria una condicin optima de seguridad. Se puede decir que al plantear una geometra correcta se puede ahorrar gastos importantes como lo son en el sistema de sostenimiento de los tneles.

2. Hay que hacer una geometra correcta de la excavacin para optimizar los gastos y obtener el factor de seguridad ms indicado.

3. Economizar costos es algo muy importante en cualquier industria o proyecto econmico, por lo tanto hay que tener un conocimiento claro del tipo de sostenimiento que se va a usar y no malgastar el presupuesto.

4. Un factor importante en el momento de realizar el modelamiento de la obra es que es se tiene que tener un gran cuidado para garantizar una geometra que se acomoden a las labores que se desena desempear en el modelo ya que este puede facilitar muchos clculos y mejorar de manera considerable la seguridad en la estructura, de igual manera al realizarse una buena relacin de los esfuerzos y un conocimiento profundo sobre el estado de la roca y el material que se encuentra se puede economizar costos como por ejemplo en perforaciones innecesaria.

BIBLIOGRAFAhttp://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/silviorojas/tuneles/Clase5_Tuneles_Laminas.pdfhttps://www.rocscience.com/help/phase2/webhelp/pdf_files/tutorials/Tutorial_24_Tunnel_Lining_Design.pdfhttp://www.rocscience.com/help/phase2/webhelp/phase2_model/Strength_Parameters.htmhttp://www2.etcg.upc.edu/asg/engeol/pdf_files/5.4deform_txt.pdfhttp://www.glossary.oilfield.slb.com/en/Terms.aspx?LookIn=term%20name&filter=Poisson%27s%20ratiohttps://www.rocscience.com/help/phase2/webhelp/phase2_model/Liner_Type__Reinforced_Concrete.htmhttps://www.rocscience.com/help/phase2/webhelp/phase2_model/Reinforcement_Database.htm[1]E. HOEK, E. T. BROWN, Estimacin De La Resistencia de Macizos Rocosos En La Practica.[2]ADRIANA REYES, Concreto lanzado. http://www.imcyc.com/cyt/abril02/conclanzado.htm

[3]Empresa argos, concreto lanzado.http://www.argos.co/site/DesktopModules/Bring2mind/DMX/Download.aspx?command=core_download&entryid=19&PortalId=0&TabId=64

[4] concreto reforzado.http://www.oceanica.ufrj.br/construa/files/estructuras_de_concreto_reforzado.pdf