Deep excavation in an anisotropic argillaceous rock: observations and analysis

Abstract

Al realizar una excavación en rocas arcillosas se espera que se forme una zona con importantes deformaciones irreversibles y cambios significativos en las propiedades de flujo y el transporte (EDZ – Excavation Damage Zona). En esta tesina se ha investigado la influencia de la redistribución de la tensión entorno a una excavación de 4,5 m de diámetro de una galería y un pozo de 30 cm de diámetro el exceso de presione de poro a partir de las mediciones in situ y simulaciones numéricas. Se ha utilizado la relación entre el desarrollo de la EDZ y la presión de poros para mejorar la caracterización de la EDZ. Se ha determinado un conjunto de parámetros a partir de la revisión de la bibliografía y se ha calibrado para intentar mejorar la relación entre las mediciones de la presión de poro de agua realizadas durante la perforación del pozo de sondeo y los resultados de la simulación. La anisotropía de rigidez en combinación con un criterio simple de fluencia ha mostrado una explicación satisfactoria de la respuesta de presión de agua observada. El conjunto de parámetros determinado se ha utilizado para modelar la excavación a mayor escala y ha demostrado ser capaz de reproducir la respuesta observada roca a pesar de la importante diferencia de comportamiento entre los dos casos. El trabajo se ha estructurado de la siguiente forma: 1. Revisión crítica de la documentación existente 2. Familiarización con el código de elementos finitos CODE_BRIGHT, con el que se lleva a cabo un análisis hidro-mécanico 3. Estudio de las herramientas numéricas disponibles 4. Análisis numérico de los procesos de excavación en rocas arcillosas y la comprensión de los diferentes procesos. Estudio teórico del efecto de la anisotropía (propiedades y las tensiones iniciales)