GENERACIÓN DE TÚNELES PREDISEÑADOS 2D

 

El objetivo de esta utilidad es facilitar el tratamiento de este tipo de estructuras , así como permitir la creación de un catálogo de usuario de túneles 2D.

 

DATOS PREVIOS NECESARIOS

 

Antes de generar en la parte de preproceso de CivilFEM el modelo a través del Wizard de generación de túneles 2D se tendrán que definir las siguientes entidades:

 

• Materiales

 

- Tienen que estar definidos los siguientes materiales:

 

• Hormigón.
• Suelo o roca para el terreno.
• Acero estructural para las cerchas (Si hay cerchas).
• Acero de armar o de pretensar para los bulones (Si hay bulones).

 

• Terreno

 

                - Al menos tiene que estar definido un terreno.

 

• B&S Properties

 

                - Necesarias para la definición de las cerchas.

 

WIZARD DE TÚNELES

 

Permite complementar los datos requeridos para la generación del modelo a través de las pantallas que despliegan las siguientes pestañas :

 

• Terrenos (Terrains)
• Geometría (Geometry)
• Cerchas y bulones ( Anchorage or bolts)
• Definición del proceso constructivo (Constructive process (Definition))
• Presiones radiales (Radial Pressures)
• Opciones avanzadas sobre el modelo (Advanced Use)

 

El significado de cada parámetro o dato a introducir se explica al posicionar el cursor sobre la casilla correspondiente aunque se recomienda al usuario que lea el manual de teoría para obtener una mejor comprensión de lo que el programa realiza.

 

A continuación se reproducen las pantallas que el programa presenta al usuario para la introducción de datos.

 

 

TERRENOS

 

 

 

 

En esta pestaña se indicará el ID del modelo correspondientes a la sección de usuario del túnel 2D, número de túneles que constituyen el modelo e identificación, delimitación del terreno y de las cargas sobre terreno.

 

El terreno se definirá con CivilFEM (comando ~TERDEF) y deberá tener incluidos las siguientes parámetros necesarios para el cálculo:

 

• ID del terreno
• Cota de la superficie
• Nivel freático
• Carga en superficie
• Número de capas y para cada capa su espesor y material asociado

 

La delimitación del terreno viene dado por el siguiente conjunto de parámetros:

 

• D left: Distancia del terreno al túnel más cercano medido desde la izquierda con respecto al sistema global de ejes
• D right: Distancia del terreno al túnel más cercano medido desde la derecha con respecto al sistema global de ejes
• D bottom : Distancia del punto más bajo del terreno al túnel más bajo

 

El parámetro q left indica el comienzo de la sobrecarga en el eje x mientras que q right indica el final de la misma tal que q left  £  q right

 

 

GEOMETRÍA

 

En este apartado se identificará la posición y tipología de los túneles.

 

 

 

 

Los datos requeridos para cada túnel en esta ventana son:

 

 

 

La herramienta de túneles 2D de CivilFEM permite trabajar con túneles de uno a tres radios, con o sin contrabóveda y con o sin patas de elefante en la unión de la bóveda con los hastiales, pudiéndose definir hasta ocho tipos de túneles diferentes:

 

 

 

 

 

CERCHAS Y BULONES

 

 

 

bulones

 

Los bulones se definen mediante el ángulo que forma con la horizontal el radio que une el centro C₁ (circunferencia de la bóveda) y el punto de arranque del bulón con la horizontal. Su dirección se define mediante el ángulo que forma el bulón con la normal exterior al túnel.Se tiene acceso a esta ventana ,únicamente cuando el número de bulones es mayor que cero en el túnel considerado (Anchorages > 0 en la ventana de geometría).

Los datos requeridos para la definición de los bulones son:

 

 

cerchas

 

Las cerchas se disponen en el interior del hormigón proyectado concretamente en la línea media de este y llevan asociadas una única Beam and Shell Property la cual será asignada en el menú desplegable de la etiqueta Truss Beam&Shell Prop.

 

 

DEFINICIÓN DEL PROCESO CONSTRUCTIVO

 

En esta pestaña identificaremos el método de excavación del túnel ,así como los parámetros necesarios para su correcta definición.

 

 

 

 

Según el tipo de proceso constructivo que se vaya a seguir (y que puede ser diferente para cada túnel), es necesario proporcionar a CivilFEM los siguientes datos:

 

 

 

 

Descripción de los datos correspondientes asociados al método de excavación elegido:

 

 

 

PRESIONES RADIALES

 

En este apartado se incluirán los valores necesarios para definir las presiones de sostenimiento debidas a la presencia del frente de excavación (para más información, consultar el capítulo 17-C Apartado 1.3.2 Proceso Constructivo, en el Manual de Teoría de túneles 2D).

 

 

 

 

Podrán definirse dos métodos diferentes para calcular la relación entre la presión de confinamiento y la tensión hidrostática del terreno antes de la excavación (factor de contrapresión) para cada túnel (etiqueta Excav Method):

 

• CONVERGENCE_CONFINEMENT
• En este caso, CivilFEM obtendrá esta relación en base a la teoría de PANET-GUENOT
• Únicamente para las dos primeras fases
• Los valores X_i de cada fase se calculan con el parámetro introducido en el campo Forehead, tal que:
• X₁ = 1 × Forehead  
• X₂  = 2 × Forehead

 

• USER DEFINED
• Si se escoge esta opción, se introducirán directamente para cada fase los valores del factor de contrapresión (valores comprendidos entre 0.00 y 1.00)

 

 

OPCIONES AVANZADAS

 

Esta ventana permite controlar parámetros del mallado y opciones de convergencia del modelo así como salvar la geometría de las distintas fases de cálculo.

 

 

 

 

 

parámetros del mallado

 

El usuario puede controlar la finura y aspecto del mallado modificando los siguientes parámetros:

 

 

opciones de convergencia del modelo

 

En la mayoría de las ocasiones, las opciones por defecto que toma CivilFEM son las más adecuadas para la buena marcha del proceso de cálculo y del logro de la convergencia.

 

Sin embargo, en casos complicados, puede ser necesario variar alguna de las opciones.

 

Los valores que pueden cambiarse, junto con los valores que CivilFEM utiliza por defecto se indican en la tabla adjunta (En todo caso, se recomienda consultar la ayuda de ANSYS Theory Reference for ANSYS and ANSYS Workbench para un mayor conocimiento y control sobre los parámetros descritos a continuación) :

.

 

 

También se podrá definir las tolerancias en cada Load Step  a través de la tabla incluida en la ventana:

 

 

geometría de las fases (conservación de la geometría)

 

El usuario puede controlar si se salva o no la geometría de las distintas fases del cálculo mediante el checkbox Save Phase.

 

PLOT ELEMENTS

 

Esta ventana cuyo acceso está disponible en preproceso, solución y postproceso , permite visualizar las distintas componentes creadas a lo largo del proceso de modelización.

 

 

 

 

 

 

COMANDOS RELACIONADOS

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