Dissertação

{pt_PT=Numerical modelling of large diameter shafts for tunnel excavation} {} EVALUATED

{pt=Os poços de grande diâmetro permitem o acesso vertical à escavação de túneis em espaços subterrâneos profundos. A demolição de parte do suporte e a construção do túnel geram uma perturbação no poço, causando uma redistribuição tridimensional das tensões, o deslocamento do terreno e a deformação da estrutura, os quais efeitos devem ser avaliados durante o dimensionamento. Para investigar o problema, foi criado um modelo numérico tridimensional de elementos finitos, simulando um comportamento elástico linear do terreno. A análise focou-se na variação dos deslocamentos e das tensões. O modelo foi validado com soluções analíticas. Os resultados mostraram os efeitos induzidos no poço pela abertura do suporte e pela escavação sequencial do túnel, considerando avanços de 1 m, e a influência que o poço tem na construção do túnel. Apresentam-se curvas normalizadas de variação das tensões (λ) e dos deslocamentos (α) ao longo do faseamento. Assumindo o terreno como elástico-perfeitamente plástico, o estudo de sensibilidade desenvolvido permitiu evidenciar o efeito da plasticidade e da extensão do passo de escavação, para determinar as zonas do poço sujeitas aos maiores esforços, onde é necessário o reforço da estrutura., en=Large diameter shafts allow access for the excavation of tunnels in deep underground space. The demolition of part of the support and the construction of the tunnel generate a perturbation in the shaft, causing a 3D stress redistribution, the displacement of the ground and the deformation of the structure that must be taken in account during the design. To investigate the problem, a three-dimensional finite element numerical model was created, simulating a linear elastic behaviour of the ground. The analysis focused on the displacements and stresses acting on the structures. The model was validated against analytical solutions. The results showed the effects induced on the shaft by the opening of the support and by the sequential excavation of the tunnel, considering 1 m advances, and the influence the shaft structure has on the construction of the tunnel. Normalized curves are presented to show the variation of stresses (λ) and displacements (α) throughout the construction sequence. A sensitivity study assuming the ground as elasto-perfectly plastic highlights the effect of plasticity and ofthe unsupported length adopted, namely, to determine the zones of the shaft subjected to the higher forces throughout the construction sequence, where the design must consider the reinforcement of the structure.}
{pt=Poços, Túneis, Método sequencial, Modelação numérica, en=Shafts, Tunnels, Sequential method, Numerical modelling}

setembro 26, 2023, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

Rui Pedro Carrilho Gomes

Departamento de Engenharia Civil, Arquitetura e Ambiente (DECivil)

Professor Auxiliar