A tridimensional finite element approach to model a tunnel with shotcrete and precast concrete

• Autor(a) principal: Fiore, Paola María Camila Villalba
• Data de Publicação: 2016
• Outros Autores: Maghous, Denise Bernaud, Campos Filho, Americo
• Tipo de documento: Artigo
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/143710
• topic: Túneis; Simulação numérica; Elementos finitos; Viscoelasticidade; Viscoplasticidade; Finite elements; Tunnel; Viscoelasticity; Viscoplasticity; ANSYS

Este artigo apresenta um procedimento para a simulação numérica por elementos finitos tridimensionais do processo de escavação de um túnel com revestimento em concreto. O comportamento do maciço rochoso é representado pela lei viscoplástica de Perzyna. O concreto, projetado ou pré-moldado, é modelado como um material viscoelástico através das cadeias de Maxwell e Kelvin. As simulações por elementos finitos são realizadas pela incorporação de sub-rotinas dos modelos viscoelásticos para o concreto no programa ANSYS. O método para simular a escavação do túnel é pela ativação e desativação de elementos em etapas sucessivas. Na primeira parte do artigo duas validações do modelo são apresentadas. A solução analítica e a obtida pelo programa ANSYS, para a deformação alcançada após a estabilização, são comparadas para um túnel sem revestimento. Os resultados para um túnel revestido, considerando o maciço viscoplástico e o revestimento elástico, são comparados com os valores determinados pelo programa GEOMEC91. Na segunda parte, o mesmo túnel é analisado, considerando o revestimento de concreto viscoelástico, conforme os modelos das cadeias de Maxwell e Kelvin. Finalmente, é modelado o túnel experimental de Kielder, para o qual dados medidos in situ estão disponíveis.