Estados tensionales en las proximidades de contornos irregulares y su influencia en la seguridad de obras subterráneas
Abstract
La seguridad de una obra subterránea es un concepto amplio que depende de una serie de parámetros que tienen la característica común de variar de forma aleatoria. El objetivo fundamental de este trabajo es presentar las teorías desarrolladas en la Unión Soviética por Sheinin V. I. Se analiza el problema de una perforación circular con un contorno real irregular. En primer lugar se estudian las características aleatorias de dicho contorno que son la base para determinar la concentración de tensiones producidas por éstos. Esta concentración de tensiones y la heterogeneidad de la roca sirven de base para el dimensionado de un revestimiento de protección (hormigón proyectado) con una probabilidad determinada.
Full text
Simposio sobre el uso industrial del subsuelo Madrid, abril 7987 Tomo 7 - Comunicaciones 1-11 ·ESTADOS TENSIONALES EN LAS PROXIMIDADES DE CONTORNOS IRREGULARES Y SU INFLUENCIA EN LA SEGURIDAD DE OBRAS SUBTERRANEAS J. SANTOS MIÑON y E. ALONSO Ingenieros de Caminos -Barcelona La seguridad de una obra sub erránea es un concepto amplio que aepende ae una serie de parámetros que tienen la característica común de variar de forma aleatoria.El objetivo fundamental de este trabajo es presentar las teorías desarrolladas en la Unión Sovietica por Sheinin V. I. Se analiza el problema de una perforación circular con un contorno re al irregu Jar. En primer lugar se estudian ·1as e a ac ter ís tic as alea to ria s de dicho e on torno que son la base para determinar la concentración de tensiones producidas por éstos. Esta e onc en tr ación de tensiones y la hererogene ia aa de la roca sirven de base par a e 1 dimension ado ae un revest:imento de protección (hormigón proyectado) con una probabilidad determinada. 1. - INTRODUCCION E11 .2 sesiér. ae apertura del 4º Congreso a2 la Sociedaa Internacional de iJfEcánica GP ::>ocas,P.Habib (1979) se refirió en su alocución al tema de la seguridad de obras en macizos rococ;os desde la perspectiva que of::--:cce la noción de coeficiente de se guriaau. Encuentra algunas inconsistencias en un planteamiento general pues el coef_:!:. ciente de seguridad es una medida que de pende es e ne ia lme n te de la de fin ic ión u tilj zaaa del mismo. Después de mencionar los tipos de incertidumbre presentes en un pr Q yecto (incertidumbres en cálculo, solicit� ciones y propiedades del macizo) concluye que los criterios de aceptabilidad actuales están basados en una sucesión de coeficien tes de minoración aplicados a cálculos en ro tura (vicilación del equilibrio). Se refiere sin embargo al evidente carácter aleator:io que presentan alguna de las incertidumbres mencionadas en especial las solicitaciones y las propiedades del medio rocoso. Con una filosofía análoga, Duddeck (1977) define la seguridad de un túnel como mar gen frente a la "rotura",que puede ,:a_doptar diversos aspectos : pérdida de fun ionali dad, deformaciones excesivas, rotura lo cal, y colapso generalizado (progresivo o instantáneo).Intervienen en estos "estados límite" diferentFs paráme ros como son las tc11sionps iniciales ael macizo, sus prop� aades, el métoao ae perforación, las pro piedaaes ael re ves timien to, los modos y crj terios de rotura y hasta el mode:!.o de cál culo. Se refiere, con poca precisión, a las"funciones de aistribució ." de estos p� rámetros que pueden tratarse según las dj rectrices del "European Joint Committee of Structural Safety" (JCSS). En todo caso, se insiste en la obtención de coeficientes de seguridad parciales frente a rotura como el objetivo final de los criterios de segu ridad, lo que nos llevaría a las faltas de coherencia antes aludida. La creciente orientación hacía la utiliza - ción de métodos probabilistas para definir con más rigor 1 a seguridad es innegable. Sin embargo este paso no es inmediato ni puede estar basado exclusivamente en la adecuada definición y obtención de una se rie de variables aleatorias correspondien tes a les parámetros ya conocidos y su pos terior integración en un análisis probabi lista formal destinado a obtener probabili dades de ro tura. E 1 rec onoc im ie n to de la e om ple ja geometría de una eccavación subterránea (función del tipo de roca y del método de perforación)y
J. SANTOS Mll\jON y E. ALONSO 7. - REF'ERE CIAS DUDDECK, H. (1 977): "The s fety problems in the des ig nin g of a tu n ne 1 s true tu re '.'Tunnels et ouvrages souterrains (AF'TES) nQ 1. HABIB,P. (7q79): "Le coefficiPnt ae securi té dans les ouvrages au roe her'\ Comptes Renaus 42 Congreso ISRM.Montreux. PALLMOV,V.A. (1963): "Estados de tensión en las proximidades de la superficie rug_2 sa de un cuertpo elástico''. Matemática aplj cada y mecánic T27 nC? 5 (Moscú). SHEININ V.I. y RUPPEINEIT K.B.(1969): "Algunos problemas estadís icos del cálcu lo de obras sub erraneas'.' NEDRA (Moscú). SHEI NIN, V. I. (1975) :"Sobre las causas de las ro uras de cuñas en una perforación no revestida y sobre el camino de su prevención!' B.C. y M.S. Q 1. TIJONOV, V .J. (1962) : Sobre la elección en los procesos aleatorios .AnaJes de 1 s Ci0 i.:ls fís·cas. T. 77 Moscú. Otra Bibliogr fía de interés sobre el tema no citaaa airectamente en el téxto: SHé:ININ,V.I. (1973): "Estado t1e tensiones en la roca producidos por el contorno real de la perforación (estado no hidrostáticoJ' BC y MS nQ 4 · SHEININ,V.I. (1971) "Solución del proble ma de la concentración de tensiones en el borde de una perforación en roca realiza da "'TI un medio estadísticamente he eroge neo'! IIC de BC y OS nQ 61 (Moscú). 8 1-11