Análise analítico-numérica de confiabilidade aplicada à modelagem geomecânica de túneis profundos reforçados por tirantes passivos

• Autor(a) principal: Silva, Caio César Cardoso da
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/257556
• topic: Escavação de túneis; Comportamento mecânico; Análise de confiabilidade; Modelagem computacional; Reliability; Computational modeling; Tunnels with shotcrete line; Tunnels with passive rockbolts; Homogenezation method

A estratégia de análise de confiabilidade é uma alternativa eficiente que pode ser útil nas etapas de dimensionamento de um túnel, onde é possível estimar uma probabilidade de ocorrência de falha estrutural e demais parâmetros de segurança. Este trabalho é realizado um amplo estudo de confiabilidade aplicada à análise do comportamento mecânico de túneis em axissimetria. O estudo consiste na análise de três túneis distintos: o primeiro apenas revestido por concreto projetado e os demais reforçados por tirantes passivos radiais e frontais. Para o primeiro túnel, foi utilizada a modelagem através do software em elementos finitos GEOMEC91, considerando um critério de plasticidade de Mohr-Coulomb para o maciço escavado. Para os demais túneis com tirantes, foi utilizada uma abordagem analítica considerando o critério de plasticidade de Tresca, além da modelagem via GEOMEC91, baseada no critério de plasticidade de DruckerPrager, ambas fundamentadas pelo Método de Homogeneização. As análises de confiabilidade são realizadas por meio do Método de Monte Carlo e pelo First-Order Reliability Method (FORM), utilizando a linguagem computacional Python. O Método da Superfície de Resposta (MSR) fornece aproximações analíticas para viabilizar a aplicação da confiabilidade associada aos modelos computacionais. Os resultados mostram uma excelente aproximação entre os parâmetros de confiabilidade obtidos, o que verifica o funcionamento dos métodos de confiabilidade adotados. Os resultados paramétricos dos túneis, obtidos pelas aproximações analíticas através do MSR, apresentam excelente concordância com os resultados da modelagem via GEOMEC91. Os parâmetros de confiabilidade obtidos indicam a importância do concreto projetado na contenção dos deslocamentos radiais e da zona plástica da escavação, os tirantes radiais e frontais atuam de forma secundária no aumento da confiabilidade e na estabilidade da parede e da frente de escavação. Em todos os casos estudados, foram obtidas probabilidades de falha estrutural abaixo e próximas de 1,0% para as melhores condições estruturais dos túneis.