Post on 14-Jan-2017
Recalque devido à construção de um túnel
Descrição:- Solo medianamente fofo - Construção de um túnel shield com
TBM- Over-excavation do solo;- Influência sobre fundações vizinhas.
Objetivo:- Modelagem do processo de
construção do túnel;- Modelagem do comportamento não
drenado com a opção “Undrained (B)”.
EstacasArgila
Areia
Argila profunda
Areia profunda
Configurações gerais
Input program e Start a new project
Digitar um nome
Guardar opções padrões
Colocar as dimensões do modelo:xmin = 0 mxmax = 35 mymin = -30 mymax = 3 m
• Ok
Abrir Material setsCriar as camadas de solo segundo a planilha de informações dada na figura seguinte:
Argila superior:• Rigidez (stiffness) • Resistência ao cisalhamento (Shear strength)
• Valores de E’inc e su,inc tornam-se os valores de referência à profundidade yref
• Abaixo de yref, E’ e su aumentam respeito a:• E’(y) = E’ref + E’inc(yref – y)• su(y) = su,ref + su,inc(yref – y)
• Atribuir os solos as camadas da figura seguinte:
Aumenta com profundidade
-> E’inc e su,inc fornecidos
Definição dos elementos estruturais
Definição do túnel:Modo Structures Create tunnel ao lado da barra de ferramentas e clicar a (0,0 -17,0) na zona de desenhoSelecionar a opção Circular no menu de rolagem Shape typeSelecionar a opção Define right half no menu de rolagem Whole or half tunnel No grupo Offset to begin point colocar -2,5 para o eixo Axis 2. Clicar sobre a barra Segments.Colocar 2,5m para o Radius.
• Clicar no Properties tab• Clicar com o botão direito sobre o segmento mostrado na janela de
desenho e selecionar a opção Create plate• Na caixa Polycurve expandir a subárvore Plate• Criar um novo material chamado “revestimento” correspondente à
tabela seguinte e colocá-lo nos segmentos do túnel
• Clicar com o botão direito sobre o segmento mostrado na janela de desenho e selecionar a opção Create negative interface
• Clicar com o botão direito sobre o segmento mostrado na janela de desenho e selecionar a opção Create line contraction. Na caixa Polycurve expandir a subárvore Contractions e especificar um valor de 0,5%
• Clicar sobre Generate• Fechar a janela Tunnel design• O edifício será representado na forma de uma placa (plate) rígida
fundada sobre estacas• Desenhar uma placa (plate) desde (5 3) até (15 3) que representa o
edifício• Criar um material para o edifício correspondente a tabela seguinte e
colocá-lo na placa (plate)
• Desenhar duas estacas (embeded pile row) desde (5 3) até (5 11) e desde (15 3) até (15 -11)
• Criar um material para as estacas que corresponda a planilha seguinte e colocá-lo em ambas as estacas
Geração da malha
• Clicar no modo Mesh• Criar a malha• Ver a malha• No modo Output clicar na opção Fixities no menu Geometry para vê-las
no modelo. A malha deveria ser a seguinte:
Cálculo
Para simular a construção do túnel, precisa-se usar diferentes fases de construção
• Clicar sobre Staged construction• A fase inicial já foi definida. Guardar o Calculation type no K0
procedure.• O nível freático já foi definido no Borehole. É igual a 0 quando y = 0 m• Conferir se o edifício, as fundações e o revestimento estão desativados
FASE 1: CONSTRUÇÃO• No Phases explorer, clicar no botão Add phase para introduzir uma
nova fase• Na janela Phases mudar o nome da fase para “Edifício”• Na subárvore Deformation control parameters selecionar a opção
Ignore undr. Behaviour (A, B). Os parâmetros padrões são válidos nesta fase para os parâmetros que sobram
• Na área de desenho, ativar a placa e as estacas
Simulação da construção do túnel
Staged construction é preciso -> revestimento ativado -> camadas de solo dentro do túnel
desativadas-> afeita rigidez do solo, resistência-> tensões efetivas
FASE 2: túnel• Adicionar uma nova fase de cálculo• Na janela Phases, selecionar a opção Reset displacements to zero
option na subárvore Deformation control parameters• No Staged construction selecionar todas as camadas dentro do túnel.
No Selection explorer desativar ambas as camadas e selecionar a opção Dry nas Water conditions
• Ativar o revestimento do túnel e a interface negativa (negative interface). Nesta fase, a contração não é ativada
FASE 3: CONTRAÇÃOPerda de volume simulada aplicando uma contração no revestimento do túnel.
• Adicionar uma nova fase de cálculo• Fazer uma multi-seleção das placas. No Selection explorer, ativar a
contração
FASE 4: JET-GROUTINGInjeção de grout no espaço entre a traseira da TBM e o solo -> modelagem deste processo aplicando uma tensão a o solo ao redor da TBM
• Adicionar uma nova fase de cálculo• Na janela Phases NÃO selecionar a opção Reset displacement to zero
na subárvore Deformation control parameters• No modo Staged construction, desativar o revestimento do túnel
(placas, inferfaça negativa e contração)
• Fazer uma multi-seleção das camadas de solo dentro do túnel. No Selection explorer ativar Water Conditions
• Selecionar a opção User-defined no menu de rolagem Condition e colocar -230 kN/m² para a pref. A distribuição das tensões no túnel fica constante
FASE : REVESTIMENTO FINAL
• Adicionar uma nova fase de cálculo• Na janela Phases, NÃO selecionar a opção Reset displacement to zero
na subárvore Parameters• No Staged construction, nas camadas de solo dentro do túnel, ativar a
opção Dry• Ativar o revestimento do túnel (plates) e a interface negativa• Selecionar alguns pontos característicos para visualisar depois do
cálculo as curvas de carregamento-deslocamento (ponto de esquina no topo do solo acima do túnel e à esquina do edifício)
• Lançar o cálculo• Gravar o projeto depois do cálculo ter acabado
Resultados• Selecionar a última fase e clicar no botão View calculation. A malha
deveria ser a seguinte:
• Clicar no botão Drag a window to select structures• Selecionar o revestimento do túnel• Clicar na opção Plate e sobre o botão View -> Visualização do
deslocamento no túnel• Clicar no botão Forces na barra do menu e depois sobre Bending
moment M -> Visualização dos momentos no revestimento• Clicar no botão Forces na barra do menu e depois sobre Shear forces Q
-> Visualização dos esforços cisalhantes no revestimento• Clicar no botão Forces na barra do menu e depois sobre Axial force N -
> Visualização dos esforços normais no revestimento. Reparem que são mais altos na fase 2 do que na fase 5
• Fechar a janela com a pequena cruz cinzenta (NÃO VERMELHA)• Selecionar a fase 5 (Revestimento final)• Selecionar Stresses na barra de menu e clicar sobre Principal effective
stresses e pois sobre Effective principal stresses• Reparem o arco de tensões formado ao redor do túnel na fase 5. O
mesmo é bem maior do que na fase 2. É por isso que os esforços normais são mais importantes na fase 2 do que na fase 5.