Para representar de la manera más aproximada posible el comportamiento de un túnel excavado siguiendo el “Nuevo Método Austriaco” es necesario emplear modelos tridimensionales para simular el efecto del frente de excavación.
Sin embargo, este tipo de modelos suponen un coste computacional altísimo por lo que es común usarlo en situaciones especiales como emboquilles, vaguadas o avances próximos a otras estructuras. Para el desarrollo general del túnel el modelo 3D resulta inviable más allá de su uso para calibrar modelos 2D.
Durante la fase de proyecto del túnel es habitual generar un importante número de modelos 2D:
- Modelos para calibrar coeficientes de relajación de acuerdo con modelos 3D, si los hay.
- Modelos para cada una de las distintas configuraciones de sostenimiento que se definen en función de la geología donde se sitúa la sección.
- Variantes y análisis de sensibilidad para entender el funcionamiento y la importancia de cada uno de los elementos que conforman el sostenimiento.
Más adelante son habituales los modificados del proyecto en función de nuevos datos de campañas geotécnicas o nuevos condicionantes. Estos dan lugar a nuevas configuraciones de sostenimiento que se añaden a las ya existente.
Por último, durante la fase de construcción, para las asistencias técnicas que puedan surgir – como la que llevamos a cabo en Revellín en País Vasco – es necesario la generación y comprobación de una cantidad importante de nuevos modelos y variantes.
Para hacer frente a este esfuerzo de modelización de la manera más eficiente posible en Revellín hemos desarrollado un script Python en el que a partir de un solo libro Excel, se pueden generar todos los modelos PLAXIS 2D necesarios durante las distintas fases de proyecto y construcción. En ella se definen n-estratigrafías, geometrías, tipos de hormigón proyectado y cerchas, conjuntos de bulones, revestimientos y relajaciones que pueden ser combinadas tantas veces como el ingeniero requiera.
El script sirve como base para adaptarlo de manera rápida a las necesidades de cada proyecto y cliente.
A continuación, se muestra una demo técnica para un caso ficticio de túnel con forma de herradura (3 radios):
El objetivo es que la modelización y el tiempo invertido en ella no sea un factor limitante, de modo que el ingeniero pueda disponer de manera rápida y organizada de todos los resultados que considere necesario para elaborar con confianza un diseño adecuado. En definitiva, como explicamos en todos los scripts que desarrollamos, lo que queremos es reducir el tiempo consumido en modelización y computación para invertirlo en ingeniería.
Para mejorar el proceso de análisis puede desarrollarse un script complemetario de extracción de outputs y graficado en Excel – similar al que mostramos en el artículo de excavaciones profundas – en función de las necesidades del proyecto. Esto lo desarrollaremos en una segunda parte de este artículo.
Al tratarse de un desarrollo propio, el script es fácilmente adaptable a las necesidades de cada cliente. Contacte con nosotros y estudiaremos sin compromiso como puede aplicarse este procedimiento a sus proyectos de túneles NATM.