Análisis de estabilidad de empuje basal de excavaciones en arcilla blanda de Bangkok con recuperación de agua subterránea confinada utilizando modelado numérico
Autores: Puttiwongrak, Avirut; Deekaoropkun, Thatree; Sin, Khin Phyu; Saowiang, Krit; Jamsawang, Pittaya; Sukontasukkul, Piti
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis de estabilidad de empuje basal de excavaciones en arcilla blanda de Bangkok con recuperación de agua subterránea confinada utilizando modelado numérico
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Simulación de procesos industriales
Palabras clave
Estudio
Estabilidad
Aguas subterráneas
Excavación
Análisis numéricos
Ingeniería geotécnica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio aborda el tema crítico de la estabilidad del levantamiento basal en excavaciones profundas dentro de la arcilla blanda de Bangkok, particularmente bajo condiciones de recuperación de aguas subterráneas confinadas. Los fallos históricos en proyectos de excavación resaltan la necesidad urgente de evaluaciones de estabilidad efectivas que tengan en cuenta los niveles fluctuantes del agua subterránea. Utilizando un conjunto de datos completo derivado de estudios de casos y simulaciones numéricas, esta investigación emplea el método de elementos finitos (FEM) para analizar las interacciones entre la profundidad de la excavación, la resistencia al corte no drenada y la dinámica del agua subterránea. Los hallazgos revelan que la recuperación del agua subterránea influye significativamente en el esfuerzo efectivo, lo que conduce a aumentos en las presiones ascendentes que pueden desestabilizar los sistemas de soporte de la excavación. Los análisis numéricos indican que el método de Terzaghi sobreestima los factores de seguridad, mientras que los métodos de Bjerrum y Eide y Chang se ajustan estrechamente a los resultados numéricos, enfatizando la necesidad de un análisis sólido que integre los efectos del agua subterránea para mejorar las evaluaciones de estabilidad en excavaciones urbanas. Las técnicas de inyección aplicadas a 10 m por debajo de la pantalla de pilotes mejoraron significativamente la estabilidad, con factores de seguridad aumentando en un 63.47%, 87.86% y 138.72% durante varios períodos. Este estudio aporta valiosos conocimientos a las prácticas de diseño de excavaciones y proporciona datos empíricos que pueden orientar futuras investigaciones destinadas a mitigar los riesgos de levantamiento hidráulico en entornos urbanos. En última instancia, los hallazgos abogan por la integración de técnicas de modelado avanzadas en ingeniería geotécnica para mejorar la seguridad y la integridad estructural en proyectos de excavación.
Descripción
Este estudio aborda el tema crítico de la estabilidad del levantamiento basal en excavaciones profundas dentro de la arcilla blanda de Bangkok, particularmente bajo condiciones de recuperación de aguas subterráneas confinadas. Los fallos históricos en proyectos de excavación resaltan la necesidad urgente de evaluaciones de estabilidad efectivas que tengan en cuenta los niveles fluctuantes del agua subterránea. Utilizando un conjunto de datos completo derivado de estudios de casos y simulaciones numéricas, esta investigación emplea el método de elementos finitos (FEM) para analizar las interacciones entre la profundidad de la excavación, la resistencia al corte no drenada y la dinámica del agua subterránea. Los hallazgos revelan que la recuperación del agua subterránea influye significativamente en el esfuerzo efectivo, lo que conduce a aumentos en las presiones ascendentes que pueden desestabilizar los sistemas de soporte de la excavación. Los análisis numéricos indican que el método de Terzaghi sobreestima los factores de seguridad, mientras que los métodos de Bjerrum y Eide y Chang se ajustan estrechamente a los resultados numéricos, enfatizando la necesidad de un análisis sólido que integre los efectos del agua subterránea para mejorar las evaluaciones de estabilidad en excavaciones urbanas. Las técnicas de inyección aplicadas a 10 m por debajo de la pantalla de pilotes mejoraron significativamente la estabilidad, con factores de seguridad aumentando en un 63.47%, 87.86% y 138.72% durante varios períodos. Este estudio aporta valiosos conocimientos a las prácticas de diseño de excavaciones y proporciona datos empíricos que pueden orientar futuras investigaciones destinadas a mitigar los riesgos de levantamiento hidráulico en entornos urbanos. En última instancia, los hallazgos abogan por la integración de técnicas de modelado avanzadas en ingeniería geotécnica para mejorar la seguridad y la integridad estructural en proyectos de excavación.