Modelação dos efeitos viscosos no comportamento de túneis em maciços terrosos

Dissertação elaborada no Laboratório Nacional de Engenharia Civil para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil no Ramo de Geotecnia pela Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa no âmbito do protocolo de cooperação entre a FCTUNL e o LNEC

O tema de dissertação apresentado refere-se ao estudo de modelação dos efeitos viscosos no comportamento de túneis executados em maciços terrosos, nomeadamente no que concerne aos deslocamentos induzidos no maciço envolvente à escavação e à superfície do terreno. Pretende-se, como objectivo desta dissertação, contribuir para a compreensão dos mecanismos e dos fenómenos envolvidos na execução duma obra geotécnica desta natureza, no sentido de melhorar a previsão e controlo de segurança durante e após a construção. O alívio de tensões promovido pela construção de um túnel, para além das consequências imediatas ao nível das deformações pode despoletar a ocorrência de fenómenos diferidos no tempo que geram deformações não só durante a construção da obra, mas também ao longo do tempo de serviço da mesma. Este tipo de comportamento diferido no tempo é mais notório em meios de natureza argilosa, podendo ter na sua base processos como a fluência. Neste sentido, para além de uma abordagem ligeira às características comportamentais de túneis em maciços terrosos, é feita uma descrição fenomenológica dos efeitos diferidos no tempo em geomateriais e uma referência às vias recorrentes na modelação numérica desses mesmos fenómenos. Para a modelação numérica do problema, recorre-se a um modelo elasto-viscoplástico incremental, baseado no modelo de estados críticos e no conceito de overstress, capaz de reproduzir o comportamento diferido no tempo. As análises numéricas são efectuadas recorrendo a uma adaptação do método da convergência-confinamento, permitindo contabilizar os efeitos tridimensionais envolvidos no processo de escavação de um túnel num cálculo em estado plano de deformação.