Análisis de los efectos de un túnel con sistema de dovelas a escala reducida y simulación numérica en material puzolánico

• Autores: Callupe Vilca, Elvis Gustavo, Hancco Cruz, Cristhian Alfredo
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2026
• Institución: Universidad Nacional de San Agustín
• Repositorio: UNSA-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.unsa.edu.pe:20.500.12773/22287
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12773/22287
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Túnel; Puzolana; Modelo Físico; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.01

Arequipa ha experimentado un crecimiento más significativo en términos de extensión y densidad demográfica en comparación con sus capacidades productivas primarias o de transformación. Se observa una notable expansión urbana en los distritos de Socabaya, Pocsi y Yarabamba hacia la región meridional de Arequipa; y en los distritos de Cerro Colorado y Yura, parcialmente en la región conocida como "Cono Norte" (Bobadilla, Lind, & Contreras, 2021). Arequipa es una ciudad en constante expansión, motivo por el cual se plantea como solución beneficiar el sistema vial mediante la construcción de un túnel; esto puede considerarse en el Cono Norte. Además, el suelo abundante en el territorio es puzolana, material homogéneo que permite su facilidad a estudiar. La elaboración del modelo físico significa un aporte en futuros trabajos de investigación en labores subterráneas de transporte. La presente investigación realizó un análisis entre las cargas ejercidas en la estructura de sostenimiento en dovelas y las deformaciones de un modelo físico a escala reducida en un material puzolánico. La investigación se llevó a cabo simulando aplicaciones de cargas estáticas verticales, utilizando una máquina multiusos y deformímetros analógicos para la recolección de datos de carga y desplazamientos en las secciones con y sin refuerzo. El comportamiento del sistema de túneles dovelados imitó un revestimiento de túnel que está encerrado en una roca uniforme hecha de material de puzolana. Estos ensayos del modelo físico tuvieron profundidades de confinamiento (5, 10 y 15 cm). Para este ensayo, usamos una caja de ensayos de 1.4 m de largo, 0.6 m de ancho y 0.85 cm de alto, que goza de un lado transparente para una visualización de cómo se comporta el macizo ante una fuerza distribuida vertical y sus desplazamientos. Los desplazamientos se dieron lectura dentro del revestimiento del túnel y en diferentes ángulos (0°, 45°, 90°, 135°, 180°). Para el material del VI macizo homogéneo usamos el método de compactación reproduciendo la densidad in situ de la puzolana. Los resultados derivados de la simulación en el modelo físico indican que el confinamiento implementado en la sección incrementó de manera significativa la capacidad de carga del sistema Túnel, y en el caso de las secciones sin refuerzo, impidió su colapso. A una altura de confinamiento más elevada, el macizo disipa de manera más efectiva la carga aplicada. La contrastación de estos hallazgos se realizó mediante simulaciones numéricas en el software PLAXIS 2D, donde se consiguió replicar condiciones de desplazamientos análogas a las de los modelos físicos.