Análisis de deformaciones en soportes de túneles construidos en suelos arcillosos saturados bajo condiciones drenadas
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Resumen en inglés
In civil engineering, the modeling of real situations through analog models and specialized analysis software is of vital importance. The centrifugal machine is a tool that allows modeling soils at a specific gravity in order to expose their behavior over time. At the same time, it allows to recreate real life conditions (prototypes), in scale structures with much smaller dimensions (model). This work seeks to analyze the behavior of tunnel supports built in saturated clay soils under drained conditions in a stratified soil model subjected to an acceleration of 80 gravities. For this, an analysis will be carried out under non-drained conditions, under saturated conditions and another under drained conditions. The analysis will be carried out through two means. The first will be through deformation sensors to measure settlements and a piezometer to measure the water table throughout the test. The second through image analysis performed with software specialized in the analysis of particle motion in Matlab. Through image analysis, the aim is to identify the direction of the displacements of the model particles during centrifugal flights and to quantify their magnitude. In addition, it seeks to observe the behavior of the kaolin layer at different times of flight and under different water levels. The behavior of a clay soil under drained and undrained conditions determines that it works with total efforts or effective efforts, depending on the pore pressure provided by the effect of water on the clay. In the analysis, this effect and its evolution over time will be taken into account.
Resumen en español
En la ingeniería civil, la modelación de situaciones reales a través de modelos análogos y software de análisis especializado es de vital importancia. La máquina centrífuga es una herramienta que permite modelar suelos a una gravedad específica con el objetivo de exponer su comportamiento a lo largo del tiempo. A su vez, permite recrear condiciones de la vida real (prototipos), en estructuras a escala con dimensiones mucho menores (modelo). Este trabajo busca analizar el comportamiento de soportes de túneles construidos en suelos arcillosos saturados bajo condiciones drenadas en un modelo de suelo estratificado sometido a una aceleración de 80 gravedades. Para esto, se realizará un análisis bajo condiciones no drenadas, en condiciones saturadas y otro bajo condiciones drenadas. El análisis se realizará a través de dos medios. El primero, será a través de sensores de deformación para medir asentamientos y un piezómetro para medir el nivel freático a lo largo del ensayo. El segundo a través de análisis de imagen realizado con software especializado en el análisis de movimiento de partículas en Matlab. A través del análisis de imagen se busca identificar la dirección de los desplazamientos de las partículas del modelo durante los vuelos en centrífuga y cuantificar su magnitud. Además, se busca observar el comportamiento que presenta la capa de caolín en los distintos instantes del vuelo y bajo diferentes niveles de agua. El comportamiento de un suelo arcilloso bajo condiciones drenadas y no drenadas condiciona que este trabaje con esfuerzos totales o esfuerzos efectivos, según la presión de poros proporcionada por efecto del agua en la arcilla. En el análisis, se tendrá en cuenta este efecto y su evolución a través del tiempo.