Nomograma para obtener desplazamientos en túneles circulares mediante la sustitución de simulación numérica 3D a 2D usando elemento finito

Abstract

Nowadays in the tunnel engineering even though there are powerful Tridimensional (3D) tools for design and evaluation of projects, the usage of two-dimension software (2D) is still widely used due to its easy way of use and accessibility. The displacements and stresses obtained in 2D (plain strain) are not representative of those which happen in real civil works, so this effect is the main restriction at the time of evaluation using 2D numerical tools. thereby, the correct practice is using 3D tools, however, due to their high cost are not always available to be used. Under this context, this work presents results of simulations in finite element (FEM) of deep circular tunnels surrounded by a typical soil of Morelia, as well as other soils. It is presented added to the study of the behavior of these, the possibility to induct 3D displacements from 2D simulations, or through the use of a proposed normalized nomogram. The results shown were obtained with the Rocsience® RS2 and RS3 software.

En la actualidad en la ingeniería de túneles a pesar de que se cuenta con potentes herramientas tridimensionales (3D) para el diseño y evaluación de los proyectos, el uso de software en dos dimensiones (2D) sigue siendo ampliamente utilizados debido a su facilidad de uso y accesibilidad. Los desplazamientos y esfuerzos obtenido en 2D (deformación plana) no son representativos de los ocurridos en una obra civil real, por lo que este efecto es la principal limitante al momento de realizar evaluaciones usando herramientas numéricas en 2D. En este sentido, lo correcto es usar herramientas en 3D, sin embargo, debido a sus altos costos no siempre están disponible para su uso. Bajo este contexto, este trabajo presenta resultados de simulaciones en elementos finitos (FEM) de túneles circulares profundos embebidos en un suelo típico de la Cd. De Morelia, así como de otros suelos. Se presenta además del estudio del comportamiento de éstos, la posibilidad de inducir desplazamientos 3D a partir de una simulación 2D, o bien a través del uso de un nomograma normalizado propuesto. Los resultados mostrados fueron obtenidos con el software RS2® y RS3® de Rocsience.