A influência da variabilidade estatística das propriedades do terreno nas estimativas de assentamentos causados pela escavação de túneis

Abstract

Um dos aspectos essenciais na segurança de obras subterrâneas com interferências de proximidade – maioritariamente em meio urbano – prende-se com os movimentos superficiais ou na proximidade da superfície e os danos potenciais no património construído. As metodologias correntemente empregues para a estimativa daqueles deslocamentos requerem o cálculo (ou o conhecimento prévio) do volume perdido na escavação, seguido da utilização de curvas paramétricas, das quais a mais conhecida é a curva de Gauss. Frequentemente, os parâmetros destas curvas são o volume de subsidência e o assentamento máximo superficial. Para a determinação deste último, é usual o recurso a modelação numérica com modelos geomecânicos tão simplificados quanto possível, em que as formações identificadas são representadas por sub-domínios homogéneos com parâmetros constantes, a maioria das vezes definidos com critérios de natureza estatística. No âmbito da abordagem tradicional de projecto, a análise dum cenário suficientemente prudente (conservador) de parâmetros conduz à definição de limites para a resposta do terreno e do suporte, relativamente aos quais se comparam as leituras do sistema de observação, para validação dos pressupostos de projecto. Por sua vez, no âmbito da aplicação do método observacional ao projecto de obras subterrâneas é necessário analisar dois cenários para as características do terreno: no primeiro, destinado ao projecto inicial da obra, são atribuídos aos parâmetros os valores “mais prováveis” e, no segundo, referente à salvaguarda de segurança em condições extremas, são assumidos para os parâmetros os valores mais desfavoráveis. A adopção de sub-domínios homogéneos com valores fixos no modelo numérico introduz, como facilmente se compreende, erros nas estimativas. A amplitude destes é diferente consoante se analisa a estabilidade da escavação ou a deformação do terreno. A presente comunicação inicia-se pela análise de soluções algébricas para a estimativa do campo de deslocamentos, após o que se analisa a influência da variabilidade e correlação espacial das propriedades do terreno nas estimativas de assentamentos causados pela escavação de túneis. Por último, apresentam-se resultados numéricos relativos à escavação de um túnel profundo e de um pouco profundo em terreno argiloso ligeiramente sobreconsolidado. Para tal, após a definição dum modelo geomecânico simplificado, são geradas amostras aleatórias de propriedades com variação estatística intrínseca as quais permitem o cálculo de bacias de subsidência, cuja caracterização e análise estatística é apresentada.