Mecanismo de respuesta mecánica y optimización de parámetros de túneles de doble arco sin deriva media durante la...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería geotécnica
• Ingeniería de túneles
• Ingeniería civil

Sus antecedentes:

• Los túneles de doble arco sin deriva media ofrecen eficiencia en la construcción y beneficios en los costos.
• La excavación de túneles adyacentes puede causar perturbaciones estructurales significativas y inestabilidad en los revestimientos de túneles existentes.
• Comprender la respuesta mecánica durante la excavación secuencial es crucial para la construcción segura de túneles.

Objetivo del estudio:

• Investigar la respuesta mecánica estructural y la evolución de las fallas durante la construcción de túneles de doble arco sin deriva media.
• Para revelar la influencia de la excavación de túnel secundario en el mecanismo de tensión del túnel frontal.
• Comparar los efectos de los diferentes métodos de excavación, las imágenes y los desplazamientos de la cara en las tensiones estructurales.

Principales métodos:

• Estudio de caso del proyecto de túnel Xinmajie en China.
• Experimentos con el modelo físico.
• Análisis de simulación por elementos finitos.
• Análisis comparativo de los parámetros de la excavación.

Principales resultados:

• La deformación de la roca circundante sigue un patrón de tres etapas: aumento rápido, disminución rápida y aumento lento.
• La excavación del túnel secundario aumentó el asentamiento de la corona del arco del túnel delantero en un 25,56%.
• El arco derecho de la cintura experimentó la mayor fuerza axial y el momento de flexión, lo que indica una concentración de tensión significativa.
• Las grietas de revestimiento se produjeron predominantemente en zonas más débiles como el hombro del arco, la corona del arco y el arco invertido.

Conclusiones:

• El método de excavación (a la izquierda y luego a la derecha) y las pequeñas imágenes de excavación reducen la concentración de perturbaciones y tensiones.
• Una distancia escalonada de 12 m entre las caras del túnel es óptima para controlar el asentamiento y la expansión de la zona plástica.
• Estos hallazgos proporcionan valiosas referencias de parámetros para diseños y construcciones de túneles similares.