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As galerias enterradas são amplamente utilizadas em obras de arte corrente (OAC) na infraestrutura de rodovias e ferrovias. Visando disponibilizar mais alternativas na produção de galerias de concreto pré-moldado, a pesquisa apresenta uma análise comparativa de custos para seções transversais não usuais, direcionado a grandes profundidades de instalação. A primeira seção proposta é denominada modificada e é composta por uma base retangular com uma cobertura em arco e a segunda seção proposta é definida por três arcos com uma base plana. Essas seções além de possuir formato de geometria favorável à distribuição dos esforços solicitantes, mantêm o benefício de possibilitar uma compactação adequada do solo na lateral da galeria, como acontece em galerias retangulares convencionais, e isso garante o confinamento do solo e a redistribuição de pressões, graças à mobilização do efeito de arqueamento. Para considerar a interação solo-estrutura foram realizadas análises via elementos finitos com o pacote computacional GeoStudio® próprio para análises geotécnicas. Os resultados comprovaram a interferência do formato das geometrias no comportamento da interação solo-galeria e também evidenciaram que a redução da espessura das paredes da galeria mobiliza em maior intensidade a capacidade resistente do solo e isso reduz os esforços na estrutura. Quanto à análise dos dimensionamentos, com base na comparação dos custos evidenciou-se que, para as galerias modificadas a redução das taxas de armadura está relacionada com flecha do arco da cobertura, sendo que a economia verificada no custo total de materiais das seções estudadas variou de 4 a 29% comparado à galeria retangular. Para a galeria definida por três arcos, confirmou-se que quanto mais alongado for o seu formato, melhor é o comportamento à grandes profundidades de instalação, sendo que a economia verificada no custo total da galeria mais elíptica (DTA I-b) chegou a 50% em relação à galeria retangular e demais geometrias estudadas tiveram economia entre 17 e 42%. / Box culverts are often used in current drainage in the infrastructure of highways and railways. In order to provide more production\'s alternatives of precast concrete culvert, the research presents the comparative cost analysis for unusual cross sections, directed to large depths of installation. The first proposed cross section called modified culvert is composed of a rectangular base with an arc roof. The second is defined by three arcs with a flat base. These cross sections have geometric shapes favorable to the distribution of bending moment and shear forces. It maintains the benefit of adequate compaction of the backfill at the side of the culvert, as well as in conventional box culvert, which ensures ground confinement and pressure redistribution due to the mobilization of the arching effect. In order to consider the soil-structure interaction, finite element analyzes were performed using GeoStudio® software, which is a computational package specific for geotechnical analysis. The results showed that the geometries have influence on the behavior of the soil-culvert interaction, and that the reduction of the thickness of the culvert walls mobilizes the soil resistant capacity, reducing the stresses in the structure. Regarding the structural design, considering the comparison of costs, it was evidenced a reduction of steel reinforcements for the modified culvert, which is related to the arrow of the arc of the cover. The materials saving verified in the total cost of the studied sections ranged from 4% to 29% compared to the box culvert. For the culvert defined by three arches, it was evidenced that the more elongated its geometry, better the behavior for the great depths of installation. The highest materials saving was verified in the total cost of the most elliptical culvert (DTA I-b), which reached a value of 50%. Compared to the box culvert, the others geometries studied had savings between 17-42%.

As galerias enterradas são amplamente utilizadas em obras de arte corrente (OAC) na infraestrutura de rodovias e ferrovias. Visando disponibilizar mais alternativas na produção de galerias de concreto pré-moldado, a pesquisa apresenta uma análise comparativa de custos para seções transversais não usuais, direcionado a grandes profundidades de instalação. A primeira seção proposta é denominada modificada e é composta por uma base retangular com uma cobertura em arco e a segunda seção proposta é definida por três arcos com uma base plana. Essas seções além de possuir formato de geometria favorável à distribuição dos esforços solicitantes, mantêm o benefício de possibilitar uma compactação adequada do solo na lateral da galeria, como acontece em galerias retangulares convencionais, e isso garante o confinamento do solo e a redistribuição de pressões, graças à mobilização do efeito de arqueamento. Para considerar a interação solo-estrutura foram realizadas análises via elementos finitos com o pacote computacional GeoStudio® próprio para análises geotécnicas. Os resultados comprovaram a interferência do formato das geometrias no comportamento da interação solo-galeria e também evidenciaram que a redução da espessura das paredes da galeria mobiliza em maior intensidade a capacidade resistente do solo e isso reduz os esforços na estrutura. Quanto à análise dos dimensionamentos, com base na comparação dos custos evidenciou-se que, para as galerias modificadas a redução das taxas de armadura está relacionada com flecha do arco da cobertura, sendo que a economia verificada no custo total de materiais das seções estudadas variou de 4 a 29% comparado à galeria retangular. Para a galeria definida por três arcos, confirmou-se que quanto mais alongado for o seu formato, melhor é o comportamento à grandes profundidades de instalação, sendo que a economia verificada no custo total da galeria mais elíptica (DTA I-b) chegou a 50% em relação à galeria retangular e demais geometrias estudadas tiveram economia entre 17 e 42%. / Box culverts are often used in current drainage in the infrastructure of highways and railways. In order to provide more production\'s alternatives of precast concrete culvert, the research presents the comparative cost analysis for unusual cross sections, directed to large depths of installation. The first proposed cross section called modified culvert is composed of a rectangular base with an arc roof. The second is defined by three arcs with a flat base. These cross sections have geometric shapes favorable to the distribution of bending moment and shear forces. It maintains the benefit of adequate compaction of the backfill at the side of the culvert, as well as in conventional box culvert, which ensures ground confinement and pressure redistribution due to the mobilization of the arching effect. In order to consider the soil-structure interaction, finite element analyzes were performed using GeoStudio® software, which is a computational package specific for geotechnical analysis. The results showed that the geometries have influence on the behavior of the soil-culvert interaction, and that the reduction of the thickness of the culvert walls mobilizes the soil resistant capacity, reducing the stresses in the structure. Regarding the structural design, considering the comparison of costs, it was evidenced a reduction of steel reinforcements for the modified culvert, which is related to the arrow of the arc of the cover. The materials saving verified in the total cost of the studied sections ranged from 4% to 29% compared to the box culvert. For the culvert defined by three arches, it was evidenced that the more elongated its geometry, better the behavior for the great depths of installation. The highest materials saving was verified in the total cost of the most elliptical culvert (DTA I-b), which reached a value of 50%. Compared to the box culvert, the others geometries studied had savings between 17-42%.

When two parallel tunnels are excavated under high to moderate horizontal in-situ stresses combined with minor deformations in the pillar between the tunnels, the in-situ stresses can be redistributed over the tunnels in form of two compressive arches and are transferred from the roof to the abutments of the two tunnels. At additional deformations in the pillar, a new redistribution of the stresses can occur creating one compressive arch over both of the tunnels. This leads to lower vertical stresses in the pillar between the two tunnels. Today, this effect is normally not accounted for in the design of rock support. By accounting for this arching effect, it is possible to design the pillars for a lower load. The aim of this thesis is to analyze how to optimize the rock support (rock bolts) in the pillar by accounting for this potential arching effect in the rock mass. To study this, a sensitivity analyses is performed where the rock mass is represented by three different qualities (very good, good and fair). The geometry of the rock pillar is defined by a height of 6 m and two width dimensions of 3 m and 6 m are used. The in-situ stresses are categorized in three levels: minimal, typical and maximal according to typical conditions in the Stockholm region. Numerical models are analyzed in PLAXIS based on these different conditions. Stress redistribution in the rock is simulated by reducing the modulus of elasticity of the pillar in five stages. Based on the results from the numerical simulations and comparisons against analytical solutions it can be concluded that it is possible to design the pillar for a lower load, which accounts for this secondary arching effect over the two tunnels. The number of bolts could be reduced with at least 1-5 units per meter tunnel for the analyzed cases; thereby reducing the costs and also contribute to a more sustainable use of natural resources. / När parallella tunnlar tas ut i en bergmassa under höga eller måttliga horisontella in-situ spänningar omfördelas de över de båda tunnlarna i form av två tryckbågar och överförs från taket till stöden. Vid ytterligare deformationer i pelaren kan istället ytterligare en omfördelning ske och en tryckbåge över båda tunnlarna skapas. Detta leder till en minskning av de vertikala spänningarna i pelaren mellan de båda tunnlarna. Idag beaktas normalt inte denna effekt vid dimensioneringen av pelarens förstärkning. Genom att beakta denna valveffekt är det möjligt att dimensionera pelarens förstärkning för en lägre last. Syftet med detta arbete är att analysera hur förstärkningen kan optimeras i pelaren genom att beakta denna valveffekt i bergmassan. För att studera detta har en känslighetsanalys genomförts där bergmassan representeras av tre olika kvaliteter (mycket bra, bra och acceptabel). Geometrin för bergpelaren definieras av en höjd på 6 m och två olika bredder på 3 m och 6 m har analyserats. In-situ spänningarna kategoriseras i tre nivåer: minimala, typiska och maximala enligt typiska förhållanden för Stockholmsregionen. Olika numeriska modeller har analyserats i PLAXIS utifrån dessa olika förutsättningar. Spänningsfördelningen i berget simulerades genom att pelarens elasticitetsmodul reducerades i fem steg. Baserat på resultaten från de numeriska analyserna och jämförelser mot analytiska lösningar kan slutsatsen dras att det är möjligt att dimensionera förstärkningen för en lägre last genom att beakta den sekundära valvverkan som kan uppstå i bergmassan över de båda tunnlarna. I de utförda analyserna kunde antalet bergbultar reduceras med mellan 1-5 stycken per meter tunnel; vilket därmed kan bidra till läge kostnader och en mer hållbar användning av naturresurser.