[pt] Esta dissertação tem como objetivo principal estudar o comportamento mecânico de um túnel, especificamente avaliando a degradação do maciço rochoso escavado de gnaisse ao longo do tempo, como se tem na região Sudeste do Rio de Janeiro. A maior cobertura da escavação subterrânea atinge a uma profundidade de 300m., com o um grau de alteração dos minerais da rocha escavada, seccionada por três famílias de descontinuidades que são de maior importância geológica com o potencial risco ao desabamento. Além disso, se avaliaram os cenários, em condições muito persistentes e moderadamente persistentes, com a finalidade de observar sua influência na estabilidade do túnel. Também foi avaliado o comportamento do maciço para três cenários de tensões in situ, K0= 1 (Condições Hidrostáticas), K0= 0.5 e K0= 1.5. Nas análises foram considerados a escavação com e sem elementos de suporte. Os suportes do maciço rochoso nas análises foram com concreto projetado com fibras metálicas (CPRF), reforço de cabos e a mistura dos dois. A análise numérica bidimensional da estabilidade da escavação, para os diferentes casos mencionados, foi feita utilizando o Método dos Elementos Discretos (MED), através do software comercial UDEC (Itasca, 2011). Nas análises dos mecanismos de ruptura com valores de deslocamentos cisalhantes máximos, foi observado que os efeitos do comportamento cisalhante do maciço são maiores na medida em que o ângulo de atrito vai diminuindo, tendo uma importante incidência na sua estabilidade o grau de persistência. Estes resultados mostram índices capazes de prever o comportamento de instabilidade da escavação para estes casos desenvolvidos. / [en] This thesis has the main objective to study the mechanical behavior of a tunnel, specifically assessing the degradation of gneiss rock mass excavated over time, as it has in the South-east region of Rio de Janeiro. The cover of the underground excavation reaches the depth of 300m. with a degree of alteration of minerals of the excavated rock, sectioned by three families of discontinuities that are of most geological importance with the potential risk of collapse. Moreover, scenarios are evaluated in conditions very persistent and moderately with the purpose of observing their influence on the stability of the tunnel. It was also rated the rock mass behavior for three scenarios of in situ stresses, K0= 1 (Conditions Hydrostatic), K0= 0.5 and K0= 1.5. In the analysis were considering the excavation with and without support elements. The supports of the rock mass in the analysis were with shotcrete with steel fibers (CPRF), reinforcement cable bolts and mixing the two. Two-dimensional numerical analysis of the stability of the excavation for the different cases mentioned was made using the Method of Discrete Elements (DEM) through the commercial software UDEC (Itasca, 2011). In the analysis of failure mechanisms with maximum shear displacement values, it was observed that the effects of mass shear behavior are larger in as far as than the friction angle decreases, with an important effect on their stability the degree of persistence. These results show indexes able to predict the behavior of instability of the excavation for these cases developed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:48861 |
| Date | 01 July 2020 |
| Creators | CARLOS RODOLFO BELLEZA VILLAFUERTE |
| Contributors | EURIPEDES DO AMARAL VARGAS JUNIOR |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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