Análisis de la interacción entre la tierra y las estructuras de túneles antiguos

Resumen

Encontrar la demanda estructural en diversas condiciones de carga que una estructura puede experimentar durante su vida útil es un paso importante hacia el análisis del ciclo de vida estructural. En este artículo, se investiga la demanda estructural de los segmentos de revestimiento de hormigón premoldeado (PCTL, por sus siglas en inglés) de los túneles del subterráneo de Toronto, de 60 años de antigüedad. El modelado numérico se llevó a cabo utilizando FLAC3D, un software basado en diferencias finitas capaz de simular la interacción entre la tierra y las estructuras y el flujo del material terrestre en tres dimensiones. En el modelado numérico se tuvieron en cuenta los detalles estructurales específicos del revestimiento segmentario del túnel, como la forma convexa de los segmentos de PCTL en las juntas radiales y los bolsillos de los segmentos de PCTL. El modelo se desarrolló con la suficiente versatilidad para adaptarse a la simulación de diversos escenarios de deterioro, formas y patrones que se han observado a lo largo de más de 20 años. Se estudiaron los efectos de la profundidad de los túneles, el coeficiente de presión lateral de la tierra y los patrones de deterioro de los segmentos. La capacidad estructural bajo diversos patrones de deterioro y las condiciones de carga existentes se evaluaron utilizando diagramas de interacción de cargas axiales y de flexión que se desarrollaron para cada patrón de deterioro. Los resultados se utilizaron para proporcionar recomendaciones para la siguiente fase del programa de rehabilitación del revestimiento del túnel.