PRESIONES Y MOVIMIENTOS DE TERRENO ALREDEDOR DE UNA EXCAVACIÓN SUBTERRÁNEA

Cuando se está realizando una excavación subterránea, las tensiones que existían en el macizo rocoso se ven modificadas, generándose nuevas tensiones en la zona más cercana al hueco que se va creando.

La gravedad de las presiones del terreno no solo depende del tipo de roca, sino incluso de la profundidad, esto sucede principalmente cuando la profundidad es tal que las tensiones en las paredes del túnel superan a la compresión de la roca.

Encontramos dos tipos de presiones al construir un túnel:

1. Presiones inmediatas en el instante de abrir un túnel.

2. Presiones definitivas.

Las presiones inmediatas en el instante de abrir un túnel.

Estas son las presiones iníciales que tendrá el túnel al momento de hacer su apertura. Estas presiones resultan del peso de los terrenos situados por encima del plano horizontal.

Presiones definitivas.

En esta etapa, las tensiones preexistentes se desvían debido a la excavación de la cavidad y canalizan alrededor de ella, se pueden presentar 3 situaciones en las presiones definitivas.

a. La roca resiste: En este caso los esfuerzos no sobrepasan al límite elástico de la roca: ésta se deforma ligeramente sufriendo una contracción vertical y una dilatación hacia el hueco abierto. Después, se detiene las deformaciones. El túnel encuentra su estado de equilibrio natural, un sin necesidad de sostenimiento. Los movimientos de terreno son muy pequeños y las presiones aumentan en la periferia del túnel.

b. La roca no resiste, pero los bloques se deslizan difícilmente unos sobre otros: si las fuerzas resistentes al deslizamiento son elevadas, se puede alcanzar el equilibrio después de una expansión apreciable de los terrenos, las presiones se ejercen en regiones alejadas del túnel y se forman las zonas de expansión, la zona de presión y la zona de no influencia.

c. La roca no resiste y los bloques se deslizan fácilmente unos sobre otros: si una vez adquirido el equilibrio en las paredes del túnel los desplazamientos continúan se inicia un proceso de desestabilización, generando bloques de diferente tamaño y forma que requieren sostenimiento y estabilización de la labor minera. Si en los terrenos que se produce éste fenómeno el sostenimiento no existe en el suelo del túnel, éste se eleva, pudiendo llegar a cerrar el túnel.

Estas distintas presiones y deformaciones que se presentan en una excavación provocan deformaciones en los túneles que principalmente aparecen en las paredes agrietadas que son contrarrestadas por el sostenimiento, se presentan dos tipos de deformaciones:

- Deslizamientos horizontales relativo de los estratos flexados

- Grietas inclinadas hacia el túnel.

La apertura de una cavidad minera en la que no se admita ningún tipo de desplazamiento de las rocas vecinas no podría conseguirse más que aplicando, una contrapresión igual a la presión natural de los trabajos. Por lo tanto los fines del sostenimiento son dos: Equilibrara las presiones transmitidas por la zona de expansión y evitar la caída de material de las paredes y el techo como lajas, bloques sueltos, ETC.

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