Estimación de las tensiones naturales y su aplicación al diseño de túneles

Abstract

La presente Tesis Doctoral trata del estudio de las tensiones naturales desde el punto de vista de la ingeniería geológica y la mecánica de rocas. En la primera parte, se ha realizado una revisión del estado actual del conocimiento de las tensiones naturales, analizándose los distintos tipos de tensiones y su origen, así como su distribución geográfica en diferentes regiones del mundo. Se han estudiado las relaciones entre los modelos tectónicos y los esfuerzos, la variación de las tensiones con la profundidad y los factores más influyentes en las mismas. Los resultados de esta primera parte permiten establecer las bases conceptuales geológicas y, en particular las tectónicas, en las que se fundamentan las tensiones naturales. La segunda parte de la investigación se centra en la estimación de la magnitud de las tensiones por métodos empíricos. Estos métodos pueden aportar un valor aproximado o estimativo del estado tensional de los macizos rocosos. Como resultado de una casuística analizada y teniendo en cuenta los modelos conceptuales establecidos en la primera parte del estudio, se ha aplicado el índice empírico TSI, que permite estimar el estado tensional en función de relación de K (σH /σv). La aplicación de métodos empíricos a la estimación del estado tensional implica una gran simplificación en la integración de los factores que influyen en las tensiones. Por ello, se ha desarrollado una metodología complementaria consistente en la aplicación, del método probabilístico del árbol de decisión. La tercera parte del trabajo se ha centrado en el análisis y evaluación de los factores geológicos y geomecánicos locales que influyen en la amplificación tensional. Para ello se han estudiado 4 túneles de la Variante Ferroviaria de Alta Velocidad de Pajares. Se propone una nueva metodología que permite identificar las zonas de mayor amplificación tensional y estimar la magnitud de dichas tensiones