Modelamiento-numerico-de-excavaciones-profundas-Gustavo-Peters-CMGI

(1)

S E M I N A R I O E XC AVA C I O N E S

P R O F U N DA S E N Z O N A S U R B A N A S

M o d e l a m i e n t o n u m é r i c o d e e x c a v a c i o n e s

p r o f u n d a s

www.cdt.cl

G U S TAV O P E T E R S

I n g e n i e r o s e n i o r C M G I L t d a .

(2)

SEMINARIO EXCAVACIONES PROFUNDAS EN ZONAS

URBANA

MODELAMIENTO NUMÉRICO DE

EXCAVACIONES PROFUNDAS

Gustavo Peters M.

Ingeniero Civil – CMGI Ltda.

(3)

MODELAMIENTO NUMÉRICO DE EXCAVACIONES PROFUNDAS

(Gonzalez 2016, Estudio de pre factibilidad para la construcción de túneles de metro mediante máquinas tuneladoras, U. de Chile)

https://amosantiago.cl/las-40-mejores-fotos-del-chile-antiguo/

(4)

http://www.dngsa.cl/area-de-negocio/movimiento-de-tierras/

MODELAMIENTO NUMÉRICO DE EXCAVACIONES PROFUNDAS

(Morales 2017, Análisis comparativo de métodos de diseño geotécnicos de excavaciones profundas

(5)

(6)

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

EQUILIBRIO

LIMITE

DISCRETIZACIÓN

DEL CONTINUO

RESISTENCIA

RESISTENCIA Y

DEFORMACIÓN

ANÁLISIS

ESTÁTICO

PSEUDO ESTÁTICO

ANÁLISIS

ESTÁTICO

DINÁMICO

(7)

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EQUILIBRIO LIMITE

W

F

_res.

F

_sol.

_{𝐹𝑆 =}

𝐹

𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠

𝐹

_{𝑠𝑜𝑙𝑖𝑐𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠}

(8)

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EQUILIBRIO LIMITE

W

F

_res.

F

_sol.

_{𝐹𝑆 =}

𝐹

𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠

𝐹

_{𝑠𝑜𝑙𝑖𝑐𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠}

Cargas Estáticas

𝐾

ℎ

= 0.30 𝑎

𝑚á𝑥

/𝑔

si a

max

≤ 0.66 g

𝐾

ℎ

= 0.22 𝑎

𝑚á𝑥

/𝑔

1/3

_{si a}

max

> 0.66 g

K

_h

Coeficiente símico horizontal

K

_v

Coeficiente símico vertical

_W

_∙

_K

h

(9)

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EQUILIBRIO LIMITE

Cargas Estáticas

Cargas Sísmicas

F

_res.

F

_res.

F

_sol.

F

_sol.

FS>1

FS<1

F

D

F

_sol.

F

D

K

_h



FS=1

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0.5 -0.4 -0.3 -0.1 -0 0.1 0.3 0.4 0.5

Tiempo (s)

A

ce

le

ra

ci

ó

n (

g)

Registro de Aceleración

(10)

(11)

(12)

CONCEPTUALIZACIÓN DE UN MODELO NUMÉRICO

• Qué se va a modelar

• Qué elementos se van a seguir

• Bajo qué supuestos

• Qué requerimientos tendrá el modelo

(13)

𝜎

_ℎ2

𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑

< 𝜎

_ℎ1

𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑

𝜎

_𝑣2

𝑠𝑒𝑙𝑙𝑜

< 𝜎

_𝑣1

𝑠𝑒𝑙𝑙𝑜

(14)

ELECCIÓN MODELO CONSTITUTIVO Y ASIGNACIÓN DE

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

(15)

MODELO HIPERBÓLICO











b

a

Δ

0 G

1 a



falla

1 b





Δ

n

a

3 a

0 P

KP

G

_









 





-











sen

1 sen

2 2ccos

₃

falla

Δ

f

falla

ult

R







Δ

Parámetros c,



, K, n, R

_f

Go

D



D

_falla

ELECCIÓN MODELO CONSTITUTIVO Y ASIGNACIÓN DE

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

(16)

Aumento de rigidez en trayectoria de

descarga y recarga

𝜀

₃

=

𝜎

3 𝐸

−

𝜈

𝐸

∙ 𝜎

1 magnitud de deformación

horizontal se encuentra

relacionada con las

deformaciones verticales

𝐸

𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎

= 3 𝑎 20 ∙ 𝐸

𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎

ELECCIÓN MODELO CONSTITUTIVO Y ASIGNACIÓN DE

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

(17)

(IDIEM, 2001)

ELECCIÓN MODELO CONSTITUTIVO Y ASIGNACIÓN DE

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

(18)

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ESTÁTICOS

CAMPO DE DEFORMACIONES

(19)

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ESTÁTICOS

CAMPO DE DEFORMACIONES

(20)

BAJOS CONFINAMIENTOS

𝑞

_𝑎

=

3 ∙ 𝑐 ∙ cos 𝜙

3 − 𝑠𝑒𝑛 𝜙

𝑀 =

3 ∙ 𝑠𝑒𝑛 𝜙

3 − 𝑠𝑒𝑛 𝜙

1 _{2 3}

9

5

6 q

p

7

8

4 𝑞

_𝑎

𝑀

Zona Descarga

1

2

3

4

5

6 q

7

8

10 𝑞

_𝑎

𝑀

Zona Descarga

ALTOS CONFINAMIENTOS

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ESTÁTICOS

CAMPO DE DEFORMACIONES

(21)

10

8

1 ₁₀

1

7

8 INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ESTÁTICOS

CAMPO DE DEFORMACIONES

(22)

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ESTÁTICOS

CAMPO DE DEFORMACIONES

(23)

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ESTÁTICOS

ESTADOS TENSIONALES

(24)

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ESTÁTICOS

ESTADOS TENSIONALES

(25)

3 m

5 m

15 t

15°

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ESTÁTICOS

(m)

EXCAVACIÓN

Ubicación Inclinómetro

PLANO HORIZONTAL

LÍNEA 5 DE ANCLAJES