Análise da deformação de um túnel em um maciço viscoplástico : elaboração de ábacos para o pré-dimensionamento

• Autor(a) principal: La Flor, Alex Nowak
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/148727
• topic: Engenharia civil; Tunnel; Viscoplasticity; Numerical analysis; Finite elements

O presente trabalho apresenta um estudo paramétrico realizado através de análises executadas com softwares que utilizam o método de elementos finitos. Estas análises simulam a escavação de um túnel em um maciço com comportamento viscoplástico, isto é, maciços que apresentam efeitos a longo prazo. Para efeitos de simplificação do estudo, o meio escavado é considerado homogêneo e isotrópico, a velocidade de escavação é constante, a seção do túnel é circular, a face de escavação é plana e vertical e o túnel é profundo. O critério de comportamento de sólidos adotado foi o de von Mises. Os softwares utilizados no presente trabalho foram o GEOMEC91 e o Ansys, os quais simulam o processo de escavação do túnel através do método de ativação e desativação dos elementos. A modelagem dos efeitos de viscoplasticidade foi realizada utilizando o modelo de Bingham com o software GEOMEC91 e o modelo de Perzyna no Ansys. O trabalho reúne, ao todo, 84 análises no estudo paramétrico realizado através do software GEOMEC91 e algumas análises com o software Ansys, de modo a compatibilizar os modelos dos dois programas. As análises realizadas no GEOMEC91 foram divididas em três grupos, com distâncias não revestidas durante a construção diferentes (0, 2/3R e 4/3R). Em cada um desses grupos foram realizadas diferentes análises, variando quatro velocidades de escavação diferentes e sete valores de rigidez de revestimento. Após todas essas análises, é apresentado um ábaco de convergência para cada distancia não revestida da construção do túnel. Estes ábacos poderão ser aplicados para se ter uma boa noção do comportamento de túneis, quando variado esses parâmetros. Os resultados obtidos mostram a pequena influência da velocidade de escavação, quando se tem uma distância não revestida pequena. Já em casos onde se tem uma grande distância não revestida, pode-se observar que, pequenas velocidades acarretam grandes convergências. A partir das análises realizadas com o Ansys, se obteve um modelo compatível com o utilizado pelo GEOMEC91, mesmo utilizando outra teoria para simular os efeitos de viscoplasticidade do maciço. Com este modelo no Ansys, se abrem muitas portas para futuros estudos na área.