Análise probabilística de comportamento de túneis em rochas

Abstract

O uso de obras subterrâneas vem crescendo significativamente nas últimas décadas, pois estas são cada vez mais a solução encontrada para questões de quando o uso das opções de superfície é insuficiente, seja pela crescente saturação do espaço urbano ou por motivos geológicos ou topográficos. Paralelo a este crescimento, depara-se também com o aumento do número de acidentes, o que pode causar um grave impacto sobre o processo de construção, levando a elevados prejuízos financeiros, atrasos no cronograma ou até mesmo levar à morte. A avaliação da segurança das obras subterrâneas, por muito tempo, foi feita através de abordagens determinísticas, em que os parâmetros e carregamentos são assumidos constantes e o resultado calculado é único. Contudo, lida-se com materiais geológicos que, por mais que se tenha uma investigação detalhada, podem apresentar características não previstas inicialmente e que só serão detectadas na construção. Devido a essa variabilidade natural dos solos e rochas, a abordagem probabilística é de importância crucial nesse meio. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é, a partir do comportamento de túneis em rochas, definir indicadores de desempenho que possam ser utilizados para o cálculo da probabilidade de falha através de uma abordagem probabilística. A metodologia proposta engloba as seguintes etapas: definição dos dados de entrada; calibração do modelo comparando os resultados numéricos com as equações analíticas de Kirsch; execução dos cálculos determinísticos com 72 simulações para dois tipos de rochas, onde foi possível extrair dos dados de saída os indicadores de desempenho fator de segurança, área plástica e convergência e a partir deles elaboraram-se gráficos nos quais as mudanças de tendência foram tomadas como indicadores de falha; abordagem probabilística em que aplicou-se o método dos pontos de estimativas (Rosenblueth), considerando a variabilidade dos parâmetros coeficiente de empuxo no repouso (ko), coesão (c) e ângulo de atrito (ϕ) para obter a probabilidade de falha para cada um dos indicadores. Os resultados mostraram que, em muitos casos, mesmo com a média acima ou abaixo do valor limite estipulado, a probabilidade de falha ainda é relevante. Desta forma, observou-se a aplicabilidade dos métodos probabilísticos frente aos tradicionais métodos determinísticos.