Geología de Islandia está muy influenciada por su ubicación en la cordillera en medio del Atlántico. Los cambios en las condiciones geológicas son, por tanto, frecuente en los túneles de Islandia y los métodos de apoyo de rock flexibles son necesarios para hacer frente a la variación constante de propiedades del macizo rocoso.El foco principal de esta tesis es la excavación del túnel y el apoyo de la roca en la masa de rocas sedimentarias. Se discuten los problemas de inestabilidad en gruesas capas de roca sedimentaria en el túnel Óshlíð. Apoyo Instalado se evalúa mediante elementos finitos modelado de la masa de roca y teniendo cálculos de capacidad del revestimiento del túnel. Se presta especial atención a la utilización de vigas de celosía y la forma en que se utiliza como soporte temporal para proteger el medio ambiente de trabajo más seguro en el frente del túnel y, como parte del apoyo de rock final del túnel.Bueno estimación de propiedades de masa de roca para construir un modelo de elementos finitos confiable es importante.Datos de las pruebas de laboratorio limitadas de la masa de roca sedimentaria resultaron ser un factor problemático. Se realizaron una serie de pruebas de compresión axial uniforme en muestras de núcleos de capas sedimentarias en el túnel, pero fueron ejecutados no hay pruebas de tri-axiales. Eso llevó a enfoque muy conservador en la estimación de los parámetros del macizo rocoso. El resultado de la modelación indica que el revestimiento del túnel utilizado en el túnel Óshlíð es suficiente si los parámetros de material promedio se utilizan para la masa de roca sedimentaria. El soporte de roca parece aunque para ser ligeramente insuficiente si límite inferior (90% de los datos de ensayo anteriores) se utiliza para la fuerza de sedimentos.Estos resultados destacan la importancia de la estimación de las propiedades del macizo rocoso en la preparación de construcciones de túneles.

1. IntroducciónTúnel primera carretera en Islandia fue excavado a través Arnadalshamar en 1948. Desde entonces 9 otros túneles de carretera se han construido junto con numerosos túneles asociados a la construcción de las centrales hidroeléctricas. Cada túnel ha contribuido al conocimiento de las características del macizo rocoso de Islandia y el uso de sistemas de clasificación u otros métodos para estimar el apoyo de rock requerida en los túneles.Métodos de soporte del túnel en Islandia, principalmente se han derivado de la experiencia y de los convenios en la industria de construcción de túneles de Noruega y la norma noruega de túnel ha sido la base de diseño del túnel islandés. Q-valor se utiliza en la norma noruega para clasificar macizo rocoso en categorías de apoyo rock.  Sin embargo masa de roca noruego es completamente diferente, por tanto, ha sido necesario desde el macizo rocoso de Islandia y los ajustes a adoptar el sistema-Q a las condiciones de túneles islandeses.Uno de los nuevos desafíos en la construcción de túneles de Islandia fue la excavación a través de capas sedimentarias gruesas en Óshlíð túnel (también conocidos como Bolungarvík túnel). Se utilizó el método de soporte Rock basado en el uso de vigas de celosía para la primera vez en la construcción de túneles islandés para tratar con baja resistencia capas de roca sedimentaria.Descripción detallada de la utilización de vigas de celosía en roca sedimentaria se llevará a cabo en el presente informe, junto con breve descripción de otros métodos de apoyo principales utilizados en la construcción de túneles islandés. Serán evaluados Pros y contras de todos los métodos.Análisis numérico se utiliza para estimar la deformación y tensiones que actúan sobre dicha guarnición de casos reales de Óshlíð túnel.Capacidad de carga de revestimiento de hormigón proyectado reforzado con vigas de celosía se calculará de acuerdo con la norma Eurocódigo 2.Fundación del análisis numérico de alta calidad es de los parámetros de entrada utilizados para describir el comportamiento del macizo rocoso alrededor de la abertura subterránea. Por lo tanto, principales propiedades de las características del macizo rocoso se discutirán y los métodos utilizados para estimar las propiedades del macizo rocoso de la capa sedimentaria en Óshlíð túnel.Método de apoyo basado en vigas de celosía se ha utilizado en todo el mundo durante décadas debido a su flexibilidad y capacidad de montaje fácil. Desde el conocimiento del uso de vigas de celosía en Islandia es muy limitada una descripción detallada de su aplicación en Óshlíð túnel se considera que contribuye a la base de conocimientos de la industria de construcción de túneles de Islandia.1

2 propiedades de masa de rocaDiseño fiable de una excavación subterránea requiere estimación fiable de la masa rocosa que rodea la abertura subterránea (Hoek, 2000).La masa de la roca es una matriz compleja de zonas rocosas y debilidad intactas y número de parámetros influyen en su comportamiento de resistencia, deformabilidad, permeabilidad y estabilidad. Según Kirkaldie (1988) al menos 28 parámetros podrían ser utilizados para describir el comportamiento de la masa de roca (Kirkaldie, 1988).

10 roca propiedades materiales 10 discontinuidades propiedades 8 propiedades hidrogeológicas

Para incluir todos estos parámetros en la estimación de la masa de roca es difícil o incluso imposible. Número limitado de los parámetros más representativos se utiliza por lo tanto, a menudo para describir el comportamiento del macizo rocoso. Número de sistemas de diseño y de clasificación se ha obtenido para este propósito y algunos de ellos se describe en el capítulo posterior (Palmstöm y Nilsen, 2000).

La compresión y la resistencia al corte de la roca, junto con las propiedades de las discontinuidades en la masa de roca suele ser el fundamento de la clasificación y el diseño de sistemas en ingeniería geotécnica. El conocimiento del campo de esfuerzos virgen alrededor de la abertura subterránea también es necesario estimar las deformaciones y las concentraciones de esfuerzos alrededor de la abertura

La estimación de las propiedades de masa de roca suele ser el factor más difícil en el diseño geotécnico. Calidad del diseño de la estructura nunca es superior a la calidad de los datos utilizados para estimar los parámetros del macizo rocoso. Por lo tanto, la investigación pre-geológica juega un papel importante en el proceso de diseño de cada estructura subterránea y debe ser lo suficientemente amplio como para hacer el diseño creíble y confiable.

Propiedades de masa de roca son muy dependientes de su origen. Propiedades de las rocas ígneas que se han solidificado a partir del magma difieren ligeramente dependiente de la circunstancia geológica se formó en pero macizo rocoso de tipo sedimentario tiene características completamente diferentes. Conocimientos básicos de geología está ahí para que sea necesario para elegir un sistema de diseño o de clasificación adecuados.

2.1 macizo rocoso de Islandia

Islandia se encuentra en el límite entre las placas euroasiática y tectónicas de Norteamérica llamada la Dorsal Atlántica . Las placas se separan a la velocidad de 1-2 cm / año y el vacío entre las placas está constantemente llenas de roca ígnea .

El Atlántico Norte abrió sus puertas hace unos 60 millones de años y tiene desde entonces formó el fondo del mar del Atlántico Norte generada a partir de la placa de la actual frontera de la cresta del Atlántico Medio ( Sigmundsson , 2006) .

La roca más joven se encuentra cerca de las zonas volcánicas activas de Islandia y de la roca más antigua , 14-16 millones de años de edad , se encuentra en la costa oeste y noreste. Roca madre islandesa consiste 80- 90 % de basalto aérea sub , 5-10% de rocas ácidas e ígneas y 10.5 % de intercalaciones sedimentarias. Roca madre islandesa típica consiste en capas de basalto relativamente delgadas con finas capas de escoria en la parte superior e inferior de cada capa y intercalaciones sedimentarias finas. Los estratos suele mojar ligeramente hacia la zona volcánicamente activa. Como la capa de basalto son generalmente delgada < 10m una condición cara mixto es muy común en los túneles de Islandia y algunas veces la condición dominante en proyectos de túneles ( Harðarsson , 1991 ) . Mix enfrentó condición se puede ver en la Figura 2.2 .

Otras formaciones rocosas como diques y brechas también se cruzan con frecuencia durante la excavación del túnel. Intebeds sedimentarias también es frecuente en macizo rocoso de Islandia, pero suelen ser delgadas capas, desde unos pocos centímetros a 1 ó 2 metros. De vez en cuando se producen capas sedimentarias más gruesas.

Es el foco principal de este informe excavación del túnel en la roca y las propiedades de las rocas sedimentarias sedimentaria, por lo tanto será más discutido.

Roca sedimentaria se puede dividir en dos categorías principales de su formación:

1. Cuando las partículas de material ha sido transportado al lugar de deposición, conocido como roca clástica o detrítico. Conglomerados, areniscas, limolitas, lutitas son de ese tipo.

2. Por una agregación de la materia orgánica o química / bioquímica. Piedra caliza, tiza y carbón son de ese tipo.

Roca sedimentaria no está interconectado como roca basáltica, pero consolidó junto con una matriz de intergranual por diagénesis (es decir, el endurecimiento de materiales sueltos para el rock) (Palmstöm y Nilsen, 2000).

Las rocas sedimentarias en el lecho de roca terciaria son en su mayoría finas intercalaciones tobáceas grano y algunos conglomerados gruesos. El lecho de roca Pleistoceno suele ser más abundante de

rocas sedimentarias , principalmente areniscas y conglomerados de origen glacial ( Harðarsson , 1991 ) .

Intercalaciones sedimentarias gruesas pueden causar algunos problemas de inestabilidad graves , especialmente si se unió con baja resistencia , hinchazón potenciales o sensibilidad a la exposición al agua .

2.2 Características de macizo rocoso

Se requiere estimar las características del macizo rocoso para diseñar una excavación subterránea . Métodos como el criterio de Hoek -Brown generalizada y criterio de rotura de Mohr- Coulomb se pueden utilizar para describir el comportamiento característico del macizo rocoso como la fuerza y deformaciones . Los datos medidos de muestras de núcleos se utilizan a menudo para estimar las propiedades de la roca intacta (no hay aviones debilidad) y desde ese punto a través enfoque empírico para estimar el comportamiento de las características generales de la masa de roca que rodea una abertura subterránea . Fuerza de la muestra de roca intacta suele ser mayor que la fuerza total de , por tanto, la masa de roca y el método se necesitan para convertir los datos medidos a partir de muestras de núcleo a la masa de roca ( Hoek, 2000 )

2.2.1 criterio generalizado de Hoek-Brown

Hoek y Brown propusieron en el 1980 un método para estimar la fuerza y propiedades de una masa de roca articulado llamado criterio de rotura de Hoek- Brown. El método se basa en la estimación de enclavamiento entre bloques de roca y condiciones de cizallamiento en las articulaciones . Este método se derivó a ser utilizado para estimar la fuerza de la masa de roca articulado donde los bloques de roca son pequeñas en relación con la excavación considerado. El método ha sido modificado a lo largo de los años , pero la versión

introducida en este capítulo es una versión modificada de 2002 ( Hoek, Carranza , y otros, 2002 ) . La siguiente serie de ecuaciones representa los criterios:

mb es la constante de Hoek -Brown para la masa de roca y mi es el de Hoek-Brown constante para el intacta muestras de rocas , s y son constantes en relación con las características del macizo rocoso yes la resistencia a la compresión uniaxial de muestra de roca intacta .

GSI es el índice de fuerza geológica introducido por Hoek en 1994 para simplificar la conversión entre la resistencia de la roca intacta y la resistencia del macizo rocoso .

Un factor de perturbación D se utiliza para tomar en cuenta la perturbación de voladuras y relajaciones de estrés en el macizo rocoso .

Para estimar el valor de mi la ecuación 2-1 se usa con S = 1 y a = 0,5 y se convierte en :

Por lo tanto, una serie de pruebas triaxial en muestras de núcleo se puede usar para determinar el valor de mi

y . Autores del método recomienda que la serie de por lo menos cinco ensayos triaxiales se debe utilizar ( Hoek, Carranza , y otros, 2002 ) .

Los autores también recomiendan que el rango de debe ser distribuido en partes iguales entre cero

y 0,5 vez la resistencia a la compresión intacta .

se puede ajustar a cero en la ecuación 5.2 para revelar la resistencia a la compresión uniaxial del macizo rocoso y se convierte en :