Modelação dos efeitos viscosos no comportamento de túneis em ...

2. COMPORTAMENTO DE TÚNEIS EM MACIÇOS TERROSOS
2.1 Introdução
Pretende-se neste capítulo descrever as principais características do comportamento de túneis
quando executados em terrenos brandos, focando essencialmente os aspectos referentes à resposta
do terreno face à escavação e respectivos factores condicionantes. É referida a importância dos
efeitos tridimensionais gerados na frente de escavação e dos mecanismos de interacção entre a
estrutura de suporte e o terreno. É abordado o tema do suporte em túneis, fazendo referência a
diferentes metodologias existentes para o seu estudo. Destaca-se o método da convergênciaconfinamento
apresentando-se uma descrição mais profunda do mesmo, assim como as soluções
analíticas das curvas de convergência do terreno para um solo respeitando o critério de rotura de
Mohr-Coulomb e Hoek-Brown.
2.2 Estado de tensão em redor de um túnel
A abertura de um túnel num maciço previamente em equilíbrio e submetido a um estado de tensão
adquirido ao longo do processo geológico traduz-se, de um ponto de vista mecânico, na remoção das
tensões instaladas na sua superfície. Assim, à medida que a escavação do túnel progride e a
respectiva frente avança, o campo de tensões no maciço envolvente é significativamente alterado
originando um movimento da frente dirigido para o interior da cavidade criada, bem como uma
convergência das paredes, até que um novo estado de equilíbrio seja atingido, pela mobilização
parcial ou total da resistência do maciço, eventualmente complementada pela intervenção duma
estrutura de suporte (Rocha, 1976).
Relativamente ao campo de tensões, o maciço responde de modo a restabelecer a sua condição de
equilíbrio através de um fenómeno denominado efeito de arco, que pode ser descrito da seguinte
forma:
“Arching can be best described as a transfer of forces between a yielding mass of geomaterials and
adjoining stationary members. A redistribution of stresses in the soil body takes place. The shearing
resistance tends to keep the yielding mass in its original position resulting in a change of the pressure
on both of the yielding part’s support and the adjoining part of soil” (Terzaghi, 1943).
Recorrendo a análises numéricas axissimétricas e tridimensionais assim como a resultados de
observações de obras reais, Eisenstein et al. (1984) demonstraram que o efeito de arco manifesta-se
também no plano longitudinal ao eixo do túnel, tal como ilustrado na Figura 2.1, em oposição à
bidimensionalidade do fenómeno inicialmente postulada. Para além da natureza tridimensional do
efeito de arco, este processo é função do estado de tensão instalado no maciço, das suas
características de resistência e deformabilidade e também do processo construtivo.
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