Programa GeoTopo XXI
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Prólogo escrito por el Profesor Z.T. Bieniawski |
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Es un placer para mí que me hayan pedido escribir el prólogo de este programa de ordenador y deseo que las personas que lo han desarrollado y los usuarios tengan el mayor éxito en sus desafíos profesionales. La excavabilidad, que se define como la facilidad que presenta un terreno para ser excavado, fue estudiada por Kirsten (1982); la excavabilidad y los modelos para predecir el rendimiento de las tuneladoras han sido estudiadas por Barton (2000), Alber (2000), Bieniawski (2004), Blindheim (2005) y otros. Cuando se analiza el desarrollo de las tuneladoras y los hitos conseguidos en los últimos años se comprueba que la utilización de las modernas tuneladoras para roca (TBMs) proporciona espectaculares rendimientos y logros; pero también supone complejos desafíos y problemas para los diseñadores y constructores que deben hacer grandes esfuerzos para esclarecer la interacción entre las características del macizo rocoso y el rendimiento de las TBMs. Hay que recordar que los métodos más modernos de clasificación de macizos rocosos (Wickham et al. , 1972; Bieniawski, 1973, y Barton 1974) estaban fundamentalmente dirigidos hacia los túneles construidos mediante perforación y voladura, sin considerar los túneles construidos con TBMs. Hoy en día la situación ha cambiado; las TBMs han aumentado en potencia y tamaño, extendiéndose su campo de aplicación, de tal forma que su uso condiciona enormemente el proyecto del túnel. La situación ha evolucionado recientemente hacia el empleo combinado del método de perforación y voladura con las tuneladoras, lo cual ha actualizado el concepto de excavabilidad del macizo rocoso y ha hecho revivir problemas que fueron planteados en la década de los 80. Sin embargo; todavía existe una clara dificultad: cómo evaluar eficazmente la interacción entre las características del terreno, cuantificadas por las clasificaciones geomecánicas del RMR o Q, y el diseño y rendimiento de una TBM. Para dar respuesta a este interrogante, se plantea el índice de excavabilidad del macizo rocoso (RME) que los autores consideran eficaz para predecir la excavabilidad mediante tuneladoras para roca (TBM). Proporciona una cuantificación del rendimiento de las tuneladoras y constituye una nueva herramienta para escoger el método constructivo de un túnel empleando TBMs. El RME se basa en cinco parámetros específicamente relacionados con el comportamiento del macizo rocoso y las características de las TBMs. Se han establecido varias correlaciones entre el RME y algunos parámetros significativos del rendimiento de las TBMs, como la velocidad media de avance (Average Rate of Advance, ARA). El programa GeoTopo XXI ofrece la posibilidad de calcular el rendimiento de las TBMs mediante cuatro métodos distintos: Bieniawski(RME), Barton(QTBM), NTNU y CSM, lo que es una buena práctica ingenieril el comprobar los resultados con otros procedimientos. Pero, como ocurre con cualquier programa de ordenador, hay dos puntos importantes a tener en cuenta: Primero, la fiabilidad de los datos de entrada y, en segundo lugar, la claridad de ideas de qué y cómo se va a calcular, de forma que se tengan en cuenta de forma adecuada todos los supuestos y procedimientos. Y con estas palabras, lo único que me queda por decir es desear a todos los usuarios: ¡Buena suerte!. Z.T. Bieniawski. Arizona, USA. septiembre de 2006. |
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I am pleased to be requested to preface this computer program and wish its developers and users every success in their professional endeavours. Excavability is defined as the ease of excavation and was investigated as early as Kirsten (1982). TBM excavability or performance prediction models were studied by Barton (2000), Alber (2000), Bieniawski (2004), Blindheim (2005) and others. When one considers the history of tunneling technology, its development and the major milestones, the emergence and increasing use of modern tunnel boring machines (TBMs) provided both spectacular advantages and achievements, as well as complex challenges and problems to designers and constructors who faced significant shortcomings in our understanding of the interaction of rock mass conditions and TBM design and performance. Even the subsequent modern rock mass classification methods (Wickham et al., 1972; Bieniawski, 1973, and Barton, 1974) were predominantly directed to drill-and-blast tunnels, independent of TBM characteristics. Today, this is no longer the case. Tunnel boring machines have increased in power and size to such an extent that they directly influence tunnel design. This situation led to recent successful applications of a combination of drill-and-blast and TBM methods, leading to a revival of the concept of rock mass excavability (which goes back to the early 1980s). Nevertheless, one problem remains: how to assess effectively the interaction between rock mass conditions, as described by the RMR or Q classification systems, and the design and performance characteristics of the TBM. The purpose of the Rock Mass Excavability (RME) indicator which the authors found effective in predicting excavability by TBMs, using a quantification of TBM performance, and to provide a tool to choose the tunnel construction method. The RME is based on five parameters specifically related to rock mass behaviour and TBM characteristics. A number of statistical correlations have been established between RME and such relevant output parameters, as Average Rate of Advance (ARA). The computer program GeoTopo XXI offers the possibility to calculate the performance prediction in four different ways: Bieniawski(RME), Barton(QTBM), NTNU y CSM, it is always a good engineering practice to cross-check one's results. But, like with every computer program, two issues are important: 1) the reliability of the input data, and 2) clear understanding of what and how is being calculated - so that all the assumptions and procedures are properly considered. And with these words, all it remains for me is to wish all the users: Good luck! Z.T. Bieniawski. Arizona, USA, november, 2006. |
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