1. 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)”.
Estacas
Argila
Areia
Argila profunda
Areia profunda

2. Configurações gerais
 Input program e Start a new project
 Digitar um nome
 Guardar opções padrões
 Colocar as dimensões do modelo:
• xmin = 0 m
• xmax = 35 m
• ymin = -30 m
• ymax = 3 m
• Ok

3. Definição da estratigrafia do solo
 Criar um Borehole em x = 0.
 Criar a estratigrafia seguinte:

4.  Abrir Material sets
 Criar as camadas de solo segundo a planilha de informações dada na figura seguinte:

6. 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

8. 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
desenho
• Selecionar a opção Circular no menu de rolagem Shape type
• Selecionar 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.

10. • 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%

11. túnel criado

12. • 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)

13. • Criar um material para as estacas que corresponda a planilha seguinte e colocá-lo
em ambas as estacas

14. 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:

15. 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

16. 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

17. FASE 3: CONTRAÇÃO
Perda 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-GROUTING
Injeção 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)

18. • 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

19. Resultados
• Selecionar a última fase e clicar no botão View calculation. A malha deveria ser a
seguinte:

20. • 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

21. • 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.