MÉTODO DE LAS CÉLULAS PLANAS O “FLAT-JACKS”

MÉTODO DE LAS CÉLULAS PLANAS O “FLAT-JACKS”

La pared de una galería se puede medir la tensión a partir de un método muy simple introducido en Francia por Tincelin en los años 50. Este método permite obtener de una manera fácil y económica una componente del tensor tensión. El problema básico que se suele presentar es que sólo se puede aplicar cuando el macizo rocoso en los paramentos de la galería se mantiene en estado elástico, lo cual no siempre ocurre. Tampoco resulta demasiado sencilla la interpretación ya que, tal y como se verá, se miden las tensiones afectadas por una gran excavación por lo que la interpretación siempre va a necesitar de un análisis inverso en el que se buscará el estado tensional inicial a partir de las tensiones redistribuidas alrededor del hueco ya excavado. Esta dificultad es común al método del “door - stopper”, si bien el caso de las células planas es más complejo al ser el hueco mucho mayor.

Descripción de la técnica

Para llevar a cabo el proceso de medida se comienza situando sobre la pared de roca uno o más pares de puntos de medida. Después se realiza (normalmente mediante barrenos paralelos superpuestos o mediante sierras de disco) una abertura o ranura en la roca perpendicularmente a la línea de unión de los puntos de medida y entre ellos. Como consecuencia de la realización de esta abertura la separación entre los puntos de medida " d0 " disminuirá hasta alcanzar un valor menor, siempre que la roca está sometida a compresión en la dirección perpendicular a la ranura realizada. Una vez realizada la ranura se introduce en ella la célula plana, se cementa con un mortero adecuado (de constantes elásticas análogas a las de la roca) y se comienza a aumentar la presión del aceite. Cuando al aumentar esta presión la distancia entre los puntos de medida sea exactamente igual a la que existía previamente a la realización de la ranura, " d0 ", la presión en la célula " pc " será aproximadamente igual a la que existía en esa dirección antes del comienzo del proceso Por todo ello, " pc " es una estimación aceptable para la tensión media normal al plano de colocación de la célula de la técnica.

[pic 1]

INTERPRETACIÓN

La principal desventaja del método es que la zona en la que se realiza la medida habrá sufrido una variación muy significativa de su estado tensional debido a la excavación de la galería o cámara desde la que se realiza la medida. Si la galería ha sido excavada cuidadosamente, la variación del estado tensional de la misma puede ser calculada a partir un estudio de distribución de tensiones (analítico o numérico - MEF o MDF -).

[pic 2]

Donde los coeficientes  se determinan a partir del estudio analítico o numérico. Por ejemplo, si en una galería perfectamente circular se instalan dos células planas en la bóveda y el hastial de la misma (Bóveda y Hastial), si las tensiones naturales principales son horizontal y vertical, y suponiendo el radio del túnel suficientemente grande con respecto a la anchura de las células, entonces la expresión anterior quedaría simplificada a:[pic 3]

...