Avaliação numérica do comportamento tensão-deformação de escavações subterrâneas em rocha via análise da curva característica do maciço com a presença de descontinuidade e variações paramétricas de suas propriedades geomecânicas

Abstract

O estudo do meio subterrâneo, visando implementação de infraestrutura aos ambientes urbanos, consiste de aspecto relevante para o desenvolvimento de uma sociedade. Notadamente, as escavações subterrâneas em rocha figuram dentre as alternativas ao uso do espaço superficial, sendo necessário estabelecer abordagens para análises de comportamento que honrem a variabilidade característica dos parâmetros que ocorrem neste meio. Nesse contexto, esse trabalho teve como objetivo avaliar numericamente o comportamento tensão-deformação de escavações subterrâneas em rocha através da análise da curva característica do maciço variando parametricamente as propriedades geomecânicas do modelo. A avaliação numérica foi realizada a partir da definição da geometria do modelo, da avaliação analítica do comportamento tensão-deformação, além da construção e simulação do modelo numérico, incluindo as simulações numéricas elastoplásticas e as análises paramétricas. Foram elaborados quatro modelos numéricos, sendo um apenas com a representação da rocha intacta e três com descontinuidades posicionadas de formas distintas em relação à escavação. Ao se avaliar o efeito da presença das descontinuidades no comportamento do meio diante da escavação, observou-se que não houve alteração da pressão interna crítica na curva característica do maciço para os cenários considerados. Portanto, a partir das análises realizadas, foi observado que a presença da descontinuidade não obteve tanta influência no sistema como a variação paramétrica das propriedades geomecânicas. Já na variação paramétrica observou-se diferença nesse valor de pressão tanto entre os parâmetros entre si (módulo de elasticidade, coesão e ângulo de atrito) quanto nos valores de variações individuais (10 GPa, 8 GPa e 6 GPa; 200 kPa, 110 kPa e 20 kPa; 25º, 20º e 15º). Desse modo, observando que a variação dos parâmetros geomecânicos resultou em diferenças de comportamento nos modelos realizados, ou seja, exercendo influência no sistema, se faz necessário destacar a importância da realização de campanhas de investigação que retornem parâmetros confiáveis aos modelos numéricos.