Ingeniero Civil / Esta memoria evalúa analítica y experimentalmente el uso de fibras de acero y/o polipropileno como reemplazo del refuerzo tradicional de mallas electrosoldadas en sostenimientos de hormigón proyectado para los túneles interestación del Metro de Santiago. El trabajo se divide en dos partes, interconectadas pero muy diferentes en esencia. \medskip La primera es una parte experimental de carácter exploratorio, en donde se realizaron (i) 8 ensayos sobre probetas de sección escalada (1:2) a flexión simple (a/d$\sim$ 5) con cargas axiales de 2\%$f^{'}_{c}$ y 7\%$f^{'}_{c}$ y diferentes refuerzos (doble malla, doble malla + marco, malla + marco + fibras de acero o polipropileno); (ii) 4 ensayos sobre probetas de sección escalada (1:2) a flexión simple (a/d$\sim$ 1.5) con cargas axiales de 2\%$f^{'}_{c}$ y 7\%$f^{'}_{c}$ y diferentes fibras (malla + marco + fibras de acero o polipropileno); y (iii) ensayos de caracterización uniaxial de los hormigones proyectados con/sin fibras (tracción directa e indirecta, flexotracción, compresión) y los aceros AT56-50H y A630S (tracción). Se utilizó instrumentación tradicional (LVDTs, celdas de carga) y fotogrametría mediante la técnica de correlación de imágenes digitales (DIC). Los resultados mostraron muy poca ductilidad en los aceros AT56-50H, algo de ductilidad en los aceros A630S, alta sobrerresistencia en los hormigones (aumentos del 70\% sobre el $f^{'}_{c}$ especificado), un aporte muy importante del marco reticulado en flexión (refuerzo interno principal) y un aporte visible aunque modesto de las fibras y mallas electrosoldadas en el comportamiento mecánico de los hormigones en tracción y compresión. \medskip La segunda parte contempla la modelación bidimensional por elementos finitos del sistema túnel-suelo mediante la plataforma OpenSees. Se modela el suelo con elementos cuadrilaterales bicuadráticos de 9 nodos y con la ley constitutiva PMDY02 \cite{yang2000numerical}, se modela el revestimiento mediante elementos viga-columna con secciones de fibras,y se modela la interacción entre el revestimiento y el suelo mediante el enfoque de Winkler sin tracción en la dirección normal al contacto y mediante varias hipótesis de adherencia en la dirección tangencial. El modelo es sometido a las cargas estáticas provenientes de la excavación, modeladas considerando la secuencia constructiva del túnel mediante el Método $\alpha$, y posteriormente a un análisis sísmico mediante el método de ovalamiento de ondas de corte. Los resultados muestran que los factores de seguridad implícitos en el diseño son altos (la estructura permanece elástica) y que el revestimiento se puede optimizar. El autor debe hacer notar, sin embargo, que la tunelería aún es un arte, por lo que el análisis no es categórico y se recomienda investigar las demandas producto de otros efectos (e.g., ondas de Rayleigh). \medskip

Ingeniero Civil / El hormigón autocompactante es un hormigón que debido a sus propiedades reológicas no requiere de energía externa para su compactación, por otro lado, el hormigón reforzado con fibras es un hormigón al cual se le añaden fibras al momento de confeccionarlo, que pueden ser de distinta materialidad, y que son capaces de mejorar algunas propiedades mecánicas del hormigón, sobre todo en estado post-fisuración. Este trabajo tuvo como objetivo: (a) evaluar la factibilidad de confeccionar hormigones reforzados con dos tipos fibras sintéticas con características autocompactantes, (b) caracterizar las propiedades mecánicas de estos hormigones y (c) estudiar los potenciales usos que se les pueden dar a este tipo de hormigón. La metodología contempla un estudio de dosificaciones tanto de aditivos como de dosis de fibras, luego la confección de probetas para ensayos de resistencia a compresión y a flexotracción (resistencia residual) y finalmente un análisis de los resultados obtenidos en ellos. Como resultado, se obtuvieron mezclas de hormigón con propiedades autocompactantes, condicionando la dosis de fibra añadida a un máximo de 4kg/m^3. Respecto a las propiedades mecánicas, la incorporación de fibras aumentó la resistencia del hormigón tanto en el rango elástico como post-fisuración, además de incrementar su capacidad de absorber energía y de tolerar deformaciones. Los potenciales usos de estos hormigones abarcan la confección de diversos tipos de elementos que requieren de una mezcla autocompactante, por la forma que poseen y/o por presentar elevadas cuantías de armadura, y que además requieran aumentar su desempeño estructural incorporándole fibras. Así también, en elementos que posean bajas cuantías podría evaluarse el reemplazo total de armaduras por fibras y en el caso de altas cuantías, las fibras podrían reemplazar parcialmente las armaduras de refuerzo.