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Título: Efeitos de túneis drenantes no comportamento de taludes
Outros títulos: Effects of drainage tunnels on slope`s behaviour
Autor(es): Moraes, Lais Kodama Correa de
Orientador(es): Assis, André Pacheco de
Assunto: Túneis
Drenagem - Engenharia Civil
Estabilidade de taludes
Métodos numéricos
Data de publicação: 31-Jan-2018
Referência: MORAES, Lais Kodama Correa de. Efeitos de túneis drenantes no comportamento de taludes. 2017. xvi, 136 f., il. Dissertação (Mestrado em Geotecnia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Resumo: Um talude potencialmente instável próximo a vias, barragens ou áreas urbanas pode levar a consequências indesejáveis de ordem econômica e sobre vidas humanas. Assim, existe uma demanda por soluções que evitem as ocorrências dessa natureza e tragam respostas na direção de uma convivência segura com a instabilidade. Uma solução para uma situação de instabilidade de um talude cortado por uma via seria a mudança do seu traçado para um trecho em túnel, mas esta opção nem sempre é possível. O nível d’água em um maciço atua como causa principal de deslizamentos de grandes volumes. Nesses casos, uma forma eficiente de estabilização é a drenagem profunda. Mas, para taludes altos ou massas deslizantes profundas, a aplicação de drenos horizontais nem sempre alcança resultados satisfatórios. Estudos mostram que a implantação de túneis de drenagem pode cessar completamente o movimento de uma grande massa de solo já rompida. A aplicação de túneis como solução exige um estudo cauteloso para compreender a interação entre a estrutura subterrânea e o talude. Um túnel de drenagem pode ser um elemento extremamente benéfico para a estabilidade do talude, já que atua no alívio das poropressões no maciço. Porém, a depender de sua localização e dimensionamento, o mesmo pode gerar forças de percolação desfavoráveis, causar movimentos indesejados do maciço e levá-lo à ruptura. Sabendo que a interação entre taludes e túneis de drenagem é um aspecto pouco explorado no estado-da-prática da engenharia nacional, neste trabalho esta interação é avaliada por meio de casos históricos e de simulações numéricas paramétricas que têm por finalidade chegar a um melhor entendimento sobre como um túnel de drenagem pode alterar o comportamento de um talude. As simulações foram feitas com o uso de elementos finitos no programa RS²® 9.0 da RocScience. Foram estudadas posições variadas de túneis de drenagem com drenos radiais em diferentes quantidades e comprimentos, aplicando estas estruturas em taludes com diferentes materiais, incluindo uma junta de argila. Foi atestada a eficiência destas estruturas drenantes a partir da análise do estudo da poropressão no maciço, do fator de segurança, do rebaixamento do lençol freático e do fluxo nos drenos radiais e paredes do túnel.
Abstract: A potentially unstable slope near roads, dams or urban areas can have undesirable economic consequences and lead to loss of lives. Thus, there is a demand for solutions that aim to avoid occurrences of this nature and seek definitive answers that allow a safe coexistence with instability. A possible solution would be to change the surface road to a tunnel section, but sometimes this option is impossible. The water level in a slope is the main cause of large-volume landslides. In these cases, an efficient solution to stabilize the slope is deep drainage. However, for high slopes or very deep sliding masses, the application of horizontal drains could not achieve satisfactory results. Studies show that the application of drainage tunnels can completely stop the movement of a large landslide (Terzaghi, 1960). The application of tunnels as a solution requires detailed study to understand the interaction between the underground structure and slopes. A drainage tunnel can be an extremely beneficial element for the stability of the slope, since it acts in the relief of the poropressures. However, depending on its location and dimensioning, it can generate unfavourable percolation forces, cause excessive ground movements and lead to collapse. Since the interaction between slopes and drainage tunnels is an underexplored aspect in the state-of-practice of Brazilian Engineering, this thesis presents its evaluation by means of historical cases and parametric numerical simulations that aim at a better understanding of how a drainage tunnel can affect a slope behaviour. The numerical simulations were done by means of finite elements method in the RS²® 9.0 software of RocScience. Different positions of drainage tunnels with radial drains were studied in different quantities and lengths, applying these structures to slopes with different materials, including a joint of clay. The efficiency of these drainage structures was verified from the analysis of the study of poropressures in the ground, the safety factor, the lowering of the water table and the flow in the radial drains and tunnel walls.
Informações adicionais: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017.
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Agência financiadora: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
Aparece nas coleções:ENC - Mestrado em Geotecnia (Dissertações)

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