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Incidencia de las zonas de falla en los túneles en roca de Colombia / Viviana Ramírez Arevalo

By: Ramírez Arevalo, Viviana.
Contributor(s): Gutíerrez R., Ramiro, Ing [dir].
Material type: materialTypeLabelBookPublisher: Bogotá : Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, 2014Description: 1 CD-ROM (2 mm.) : il.Subject(s): TÚNELES | ROCAS -- INGENIERÍA -- COLOMBIA | INGENIERÍA GEOTÉCNICADDC classification: 624.193861 Summary: En el presente trabajo de grado se evaluó la incidencia de las zonas de falla en los túneles en roca de Colombia. Para ello, en primer lugar se definieron conceptos de geología estructural que permitieran revisar los tipos de rocas existentes y sus características, los tipos de fallas y deformaciones de la corteza terrestre, y las principales características de las zonas de falla. A continuación, se estudió la geología Colombiana identificando sus principales tipos de roca y formaciones geológicas, encontrando que hay una gran variedad de tipos de rocas en el país. Se identificaron las fallas regionales activas y no activas más importantes del territorio Colombiano, como la falla Frontal de la Cordillera Oriental, las fallas del Borde Llanero, las fallas que bordean el valle del Magdalena, el sistema de fallas de Romeral y Cali – Patía y algunas fallas del litoral Pacífico, generalmente presentan una dirección NE, paralelas al sentido de las cordilleras, con algunas excepciones como es el caso de la falla Santa Marta – Bucaramanga que tiene una dirección NW. Luego se definieron los principales problemas geotécnicos asociados a las zonas de falla, entre los cuáles se encuentran los empujes o squeezing, terreno que fluye, terreno que rueda, cuñas, presencia de gases, rocas expansivas, carsticidad y rocas agresivas. Una vez identificados los problemas en zonas de falla, se revisó la literatura disponible acerca de las consideraciones para cruzar zonas de falla, encontrando que hay técnicas de sostenimiento y métodos constructivos para túneles en general y algunas recomendaciones para cruzar zonas de falla, sin embargo no se encontró una clasificación de fallas enfocada al tema de excavación de túneles y que permita estimar el soporte más adecuado dependiendo de los problemas presentados o estimar deformaciones por convergencia. Para establecer metodologías de diseño y constructivas que brinden mayor claridad para cruzar zonas de falla, se revisaron y evaluaron 53 fallas que debieron ser atravesadas por túneles en Colombia. Aunque, durante el desarrollo del trabajo de grado hubo cierta dificultad para la obtención de la información completa de los datos de estos casos históricos, se recurrió a información secundaria y a la experiencia de quienes conocían el detalle de dichos casos. Con todo lo anterior, se obtuvo una metodología para la caracterización de fallas y la estimación de deformaciones, mediante el procesamiento de toda la información recopilada, permitiendo llegar a una calificación cualitativa de la falla (Coeficiente de Falla) la cual tiene en cuenta factores como la resistencia de la roca intacta, cobertura y espesor de la falla, buzamiento, orientación respecto al túnel, RQD y deformación máxima. Se definieron también los coeficientes de deformación y esfuerzos, con los cuáles se obtuvo una relación que permite estimar las deformaciones máximas de convergencia dependiendo del coeficiente de falla y el diámetro del túnel. De acuerdo con las deformaciones estimadas se plantearon mecanismos para cruzar fallas, los cuales incluyen diferentes elementos de soporte de acuerdo con la magnitud de la deformación esperada y la instalación, control y seguimiento a instrumentación que permita identificar y controlar deformaciones y así tomar medidas preventivas durante la construcción cuando se presentan fallas geológicas en el túnel.
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TRABAJOS DE GRADO TRABAJOS DE GRADO Biblioteca Jorge Álvarez Lleras
Fondo general
624.193861 R173i TS (Browse shelf) Ej. 1 1 Available 023435DC
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Incluye Bibliografía

En el presente trabajo de grado se evaluó la incidencia de las zonas de falla en los túneles en roca de Colombia. Para ello, en primer lugar se definieron conceptos de geología estructural que permitieran revisar los tipos de rocas existentes y sus características, los tipos de fallas y deformaciones de la corteza terrestre, y las principales características de las zonas de falla. A continuación, se estudió la geología Colombiana identificando sus principales tipos de roca y formaciones geológicas, encontrando que hay una gran variedad de tipos de rocas en el país. Se identificaron las fallas regionales activas y no activas más importantes del territorio Colombiano, como la falla Frontal de la Cordillera Oriental, las fallas del Borde Llanero, las fallas que bordean el valle del Magdalena, el sistema de fallas de Romeral y Cali – Patía y algunas fallas del litoral Pacífico, generalmente presentan una dirección NE, paralelas al sentido de las cordilleras, con algunas excepciones como es el caso de la falla Santa Marta – Bucaramanga que tiene una dirección NW.
Luego se definieron los principales problemas geotécnicos asociados a las zonas de falla, entre los cuáles se encuentran los empujes o squeezing, terreno que fluye, terreno que rueda, cuñas, presencia de gases, rocas expansivas, carsticidad y rocas agresivas.
Una vez identificados los problemas en zonas de falla, se revisó la literatura disponible acerca de las consideraciones para cruzar zonas de falla, encontrando que hay técnicas de sostenimiento y métodos constructivos para túneles en general y algunas recomendaciones para cruzar zonas de falla, sin embargo no se encontró una clasificación de fallas enfocada al tema de excavación de túneles y que permita estimar el soporte más adecuado dependiendo de los problemas presentados o estimar deformaciones por convergencia.
Para establecer metodologías de diseño y constructivas que brinden mayor claridad para cruzar zonas de falla, se revisaron y evaluaron 53 fallas que debieron ser atravesadas por túneles en Colombia. Aunque, durante el desarrollo del trabajo de grado hubo cierta dificultad para la obtención de la información completa de los datos de estos casos históricos, se recurrió a información secundaria y a la experiencia de quienes conocían el detalle de dichos casos.
Con todo lo anterior, se obtuvo una metodología para la caracterización de fallas y la estimación de deformaciones, mediante el procesamiento de toda la información recopilada, permitiendo llegar a una calificación cualitativa de la falla (Coeficiente de Falla) la cual tiene en cuenta factores como la resistencia de la roca intacta, cobertura y espesor de la falla, buzamiento, orientación respecto al túnel, RQD y deformación máxima. Se definieron también los coeficientes de deformación y esfuerzos, con los cuáles se obtuvo una relación que permite estimar las deformaciones máximas de convergencia dependiendo del coeficiente de falla y el diámetro del túnel.
De acuerdo con las deformaciones estimadas se plantearon mecanismos para cruzar fallas, los cuales incluyen diferentes elementos de soporte de acuerdo con la magnitud de la deformación esperada y la instalación, control y seguimiento a instrumentación que permita identificar y controlar deformaciones y así tomar medidas preventivas durante la construcción cuando se presentan fallas geológicas en el túnel.

Tesis (Magister en Ingeniería Civil con Énfasis en Geotecnia)

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