Nomogramas para obtener desplazamientos elásticos tridimensionales (3D) en túneles circulares

Resumen

El método de elementos finitos (FEM) se utiliza frecuentemente en la práctica para el diseño de túneles, junto con las soluciones analíticas y empíricas tradicionales. El diseño no es el único desafío en este tipo de proyectos, existen otros factores importantes como considerar lo necesario para desarrollar un plan constructivo eficiente bajo un cronograma y prever posibles cambios que modifiquen el diseño original. El uso de FEM bidimensional (2D) es una de las principales herramientas utilizadas en la industria. Sin embargo, los resultados 2D proporcionan un análisis no del todo preciso, ya que el  comportamiento de la infraestructura  se considera tridimensional (3D). Este trabajo presenta nomogramas y una relación entre 3D y 2D para estimar valores de desplazamientos elásticos 3D y 2D, producidos en la periferia de un túnel circular profundo, dentro de suelos de diferentes rigideces. Los gráficos corresponden a cinco radios diferentes de túneles y para una longitud de excavación de 100 m. Los nomogramas se obtuvieron a partir de simulaciones FEM RS3© y RS2© y de acuerdo con la teoría elástica. Los parámetros geotécnicos corresponden a un ángulo de fricción constante, cohesión y peso específico del suelo. El análisis FEM se realizó utilizando el modelo de Mohr-Coulomb, considerando condiciones isotrópicas.