Estudo paramétrico de escavações subterrâneas - Watashi, Denis Bertazzo (2019)
Um dos grandes problemas da Geotecnia reside na determinação dos parâmetros do solo. Esse fato se deve à natureza da formação do mesmo, que apresenta um elevado grau de incerteza nos valores de seus parâmetros. Portanto, é importante se estabelecer valores para os parâmetros do solo, que produzam valores calculados próximos àqueles medidos em campo. No caso de construção de túneis, este procedimento é fundamental porque a previsão do comportamento do avanço de uma escavação subterrânea geralmente envolve modelos tridimensionais complexos. Tendo sido adotadas algumas simplificações, o objetivo deste estudo foi encontrar modelos analíticos mais simples, que prevejam razoavelmente o comportamento da escavação de um túnel. Com um modelo simples é possível avaliar a influência dos parâmetros no comportamento da escavação. Também é possível realizar retroanálises para que o grau de incerteza desses parâmetros diminua. Neste trabalho são apresentados os principais fundamentos matemáticos pertinentes ao assunto. Também, um procedimento para aplicação de planejamento fatorial de experimentos em modelos numéricos foi desenvolvido. O objetivo foi fazer com que o procedimento desenvolvido pudesse ser aplicado em problemas de interesse prático da engenharia. O procedimento desenvolvido no presente trabalho foi aplicado em dois casos. No primeiro foi analisado o modelo de um túnel, assumindo um comportamento elástico linear para os materiais. No segundo caso, foi assumido um comportamento elastoplástico para os materiais. Neste segundo caso, o modelo foi calibrado com resultados de modelos centrífugos. O planejamento fatorial de experimentos foi aplicado com sucesso na obtenção da sensibilidade dos parâmetros do solo, em relação aos deslocamentos do teto da escavação. Além disso, esta técnica facilitou a obtenção de modelos simplificados, que permitem fazer a previsão dos deslocamentos do teto da escavação para qualquer combinação dos parâmetros do solo, desde que respeitados os limites de variação arbitrados inicialmente.