Simulação tridimensional de túneis escavados em meios poroelásticos

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Cayro, Evandro Esteban Pandia
• Orientador(a): Maghous, Samir, Maghous, Denise Bernaud
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Escavação de túneis; Meios porosos; Elementos finitos; Modelagem tridimensional
• Palavras-chave em Inglês: Tunnels; Poromechanics; Poroelasticity; Anisotropic; Saturated soils; Homogenization; Finite element method; Tunneling; Excavation
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/219141

O objetivo deste trabalho de tese é a formulação de um modelo constitutivo e computacional para a análise das deformações induzidas pela escavação de um túnel em um meio poroelástico saturado. O campo de deformações, tensões e poropressões que se desenvolvem no entorno do túnel dependerão da profundidade, da geometria da seção, da distribuição de cargas na superfície, da heterogeneidade e distribuição espacial das camadas de solo, do comportamento mecânico conjunto do maciço-revestimento-tirantes passivos, bem como do processo de escavação e colocação do revestimento e tirantes. Foram descritas soluções analíticas e semianalíticas (em deformações planas) do túnel circular em meios homogêneos, anisótropicos e anisótropicos rotados os quais servem de verificação para o código computacional desenvolvido. A aplicação final consiste na análise tridimensional do túnel em um meio poroelástico - anisotrópico e rotacionado, considerando o processo de escavação sequencial e colocação de tirantes passivos radiais e frontais, para estes foram empregados o método de ativação/desativação no processo de escavação e o método de homogeneização nas zonas do maciço com incorpação de tirantes. Observa-se que quando são incorporados os tirantes, o maior deslocamento na parte superior da superficie do túnel e no começõ da distância escavada apresenta uma notável disminuição do seu valor, enquanto que a poropressão monitorada no meio da distância escavada e cima da superficie do túnel apresenta um incremento de valor logo que o frente de escavação passa por baixo do ponto monitorado. Uma ênfase é dada aos maciços com estratos dispostos em diferentes posições espaciais, resultando que a resposta em deslocamentos e poropressões depende principalente do conjunto de parâmetros mecânicos e hidraúlicos do maciço poroelástico.