Estudo das deformações desenvolvidas em solos moles durante a construção de túneis com maquinários tipo TBM-EPB

Abstract

As obras subterrâneas são cada vez mais importantes para a sociedade devido ao crescimento permanente das áreas urbanas, tanto em população quanto em área geográfica. Como consequência, nos últimos anos, foi construído um dos maiores túneis urbanos do mundo em solos lacustres na Cidade do México, chamado Túnel Emisor Oriente (TEO). As difíceis condições dos solos lacustres exigiram o uso de tecnologia de ponta para a escavação de grandes túneis, como o uso da tuneladora tipo TBM-EPB. No entanto, em alguns trechos do suporte do túnel, durante sua escavação, foram determinadas algumas convergências relativamente altas tanto verticais quanto horizontais de até 17 e 14 cm, respectivamente. Nesse contexto, como parte de um projeto de colaboração entre a Universidade de Brasília (UnB) e o Instituto de Engenharia da Universidade Nacional Autônoma do México (UNAM), foi realizada uma pesquisa com o objetivo geral de desenvolver um estudo de análise paramétrica tridimensional para entender quais são as variáveis que têm maior influência nas convergências e nos deslocamentos superficiais quando um túnel é construído através das argilas lacustres da Cidade do México com TBM-EPB. Os parâmetros de resistência e deformação da argila lacustre obtidos nos ensaios triaxiais CU e CD foram validados e ajustados através do módulo SoiltTest do Plaxis, utilizando os modelos constitutivos Soft Soil e Soft Soil Creep, este último considerando a velocidade de aplicação da carga. Para a análise paramétrica, foi utilizado o método dos elementos finitos (MEF, software Plaxis 3D). A partir das análises paramétricas em condições não drenadas, foi possível determinar que as convergências do sistema de suporte são influenciadas pela magnitude da pressão da frente de escavação, da pressão de injeção e, principalmente, pela rigidez do sistema de suporte e pela magnitude do rebaixamento das condições hidrostáticas. Mediante as análises em condições drenadas, foi possível determinar que as convergências do sistema de suporte são influenciadas, principalmente, pela magnitude do rebaixamento das condições hidrostáticas e pelo tempo de construção (creep), determinando assim as convergências máximas medidas no TEO para um rebaixamento de 70%, usando o modelo Soft Soil, e de 40%, usando o modelo Soft Soil Creep.