Túneis revestidos por concreto projetado: análise da interação maciço-revestimento

Abstract

Dentre os métodos de análise estrutural de túneis, aqueles que consideram o efeito acoplado da interação entre maciço e suporte são os mais adequados para uma melhor análise desse problema. Esse trabalho avaliou a influência dos seguintes parâmetros nos deslocamentos radiais de um túnel revestido por concreto projetado: distância da colocação de revestimento à face de escavação, velocidade de escavação e propriedades mecânicas dos materiais. Atualmente o concreto projetado é tido como um dos principais suportes de túneis e sua característica principal é a dependência que suas propriedades mecânicas têm do tempo. Aqui o concreto projetado foi modelado, num primeiro momento, como material viscoplástico e, num segundo, como material elástico. O meio no qual está inserido o túnel foi considerado um meio viscoplástico modelado pelo critério de resistência de Drucker-Prager. A avaliação foi feita por intermédio do programa GEOMEC91 desenvolvida por Bernaud (1991), o qual é baseado no método dos elementos finitos e usa o procedimento chamado ativaçãodesativação de elementos. Como resultado dos cálculos realizados, são apresentadas as curvas de avaliação dos deslocamentos radiais da estrutura, também chamadas de curvas de convergência, para os valores 300 MPa, 3.000 MPa e 30.000 MPa do módulo de elasticidade do concreto projetado, para as velocidades 1 m/dia, 5 m/dia, 10 m/dia e 20 m/dia e para as distâncias não-revestidas de 2/3 e 4/3 do raio. Aqui o túnel estudado é profundo e cumpre as condições de axissimetria. Foi observado que para baixas velocidades de escavação há maiores deslocamentos radiais, assim como maiores distâncias não revestidas entre a face de escavação e o revestimento. Além disso, verificou-se que quanto menor a rigidez, maiores são os efeitos a longo prazo e que, para determinadas situações, é importante escolher de forma adequada o modelo para o concreto projetado, pois há diferenças ao modelá-lo em viscoplasticidade e, após, em elasticidade.