Análise numérica do comportamento de túneis em solo colapsível

Abstract

O espaço subterrâneo vem sendo cada vez mais utilizado para a construção de estruturas diversas como túneis rodoviários e ferroviários. No entanto, obras geotécnicas subterrâneas são caracterizadas pelo seu alto grau de risco associado tanto à imprevisibilidade das características hidromecânicas dos solos e das rochas que serão encontrados ao longo da escavação quanto ao possível impacto gerado no caso de colapso da estrutura. O comportamento que o maciço apresentará ao ser escavado para a construção de um túnel depende da complexa interação entre o maciço, a estrutura do túnel e o processo construtivo do túnel ao longo do tempo. Essa interação é amplamente influenciada pela composição estrutural físico-química do maciço. A colapsibilidade é um fenômeno observado em solos de diversas regiões do Brasil que depende da formação estrutural do solo. No entanto, esse comportamento colapsível dos solos ainda não é plenamente caracterizado pelos modelos matemáticos convencionais utilizados na Engenharia Geotécnica. Sendo assim, este estudo tem como objetivo verificar se a Mecânica do Dano é adequada para caracterizar matematicamente o comportamento mecânico de solos colapsíveis quando estes são escavados por túneis. Essa verificação foi feita por meio de simulações numéricas de túneis a 3 profundidades em um maciço, utilizando o software ABAQUS® que é um programa que utiliza o Método dos Elementos Finitos. A partir da análise dos resultados, concluiu-se que o mecanismo de dano não produziu os resultados esperados, sendo que os deslocamentos superficiais verificados para o modelo com e sem a consideração do dano foram iguais.