Aplicação de retroanálise em obras subterrâneas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil Geotecnia

O presente documento procura evidenciar o conceito de retroanálise e as suas potencialidades, quando associadas ao cálculo de parâmetros geotécnicos de maciços rochosos. É abordada a importância da determinação do estado de tensão inicial e de parâmetros associados à deformabilidade de um maciço rochoso. Apresenta-se a forma como se estrutura um programa de retroanálise baseado na formulação directa, expondo a teoria matemática associada a este assunto, sendo especialmente focados os métodos de minimização. Com o intuito de validar e demonstrar a potencialidade do recurso a metodologias de retroanálise, são definidos dois problemas de identificação de parâmetros. O primeiro, mais simples, regido por um comportamento elástico linear e outro, mais complexo, com comportamento elástico perfeitamente plástico e critério de rotura de Mohr-Coulomb. Para resolver esses problemas, desenvolve-se um programa de retroanálise recorrendo ao software MATLAB R2010a, tendo-se usufruido das rotinas de minimização pré-programadas. No primeiro problema identifica-se o módulo de deformabilidade e a tensão horizontal in situ. Aplicam-se três métodos de minimização para resolver o problema, baseados no método de Nelder-Mead, no método de direcção de descida e nos algoritmos genéticos. Distinguem-se as características e a adequabilidade de cada método na resolução do problema de retroanálise. No segundo problema, baseado no método de convergência-confinamento, identifica-se o módulo de deformabilidade, a tensão horizontal in situ, o angulo de atrito e a coesão efectiva. Para este caso utilizou-se o método dos algoritmos genéticos, devido à natureza não linear do modelo matemático definido.