Modelos geológicos que modifican la aplicación del término discontinuidad y su importancia en la reducción de costos en el sostenimiento de túneles

Resumen

Aunque la mecánica de rocas agrupa tradicionalmente la estratificación, la foliación y las diaclasas como "discontinuidades", el presente estudio se centra en su impacto diferenciado sobre los costos del sostenimiento de túneles mediante modelos que consideran el estado de esfuerzos. Con base en principios establecidos (por ejemplo, el desarrollo de diaclasas depende de la redistribución de esfuerzos), se demuestra cómo la consideración explícita de esta relación en modelos numéricos (MEF) permite un diseño eficiente en términos de costos. Los ensayos de microsísmica de refracción delimitan la zona descomprimida (próxima a la excavación) mediante el seguimiento de la prevalencia de diaclasas a través de gradientes de velocidad sísmica, revelando una zonificación dependiente de los esfuerzos. Los modelos incorporan la recuperación de la resistencia con la distancia a la excavación, y se comprueba que los costos de sostenimiento pueden reducirse en un 80 % (túneles de 3 m) y un 30 % (túneles de 12 m) en comparación con los métodos convencionales. Se identificaron umbrales críticos: para zonas descomprimidas que se extienden más allá de 0,5D (túneles de 3 m) hasta 1,0D (túneles de 9 m), los incrementos adicionales en el tamaño de la zona descomprimida ya no requieren sostenimientos más gruesos, tal como lo confirma el análisis de diseño de los espesores de revestimiento requeridos mediante análisis numéricos. Este enfoque reemplaza las suposiciones basadas en la litología por una zonificación adaptativa a los esfuerzos, donde la intensidad del sostenimiento se alinea con zonas verificadas mecánicamente, eliminando el sobredimensionamiento sin comprometer la seguridad.

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https://doi.org/10.53243/ICSMGE2026-1384