Abstract:
O trabalho de tese versa o tema do comportamento diferido no tempo de túneis em formações argilosas
sobreconsolidadas, designadamente no que se refere aos deslocamentos induzidos no maciço envolvente e aos
esforços mobilizados na estrutura de suporte. Tem o objectivo de contribuir para a compreensão dos mecanismos de
funcionamento destas obras geotécnicas numa perspectiva de controlo de segurança a elas associado.
Em terrenos de natureza argilosa, na sequência do alívio de tensões e alteração do regime hidrológico resultantes das
operações de construção de um túnel, além das deformações imediatas, resultantes da escavação, podem ocorrer
deformações diferidas no tempo, quer durante as actividades de construção da obra, quer após a sua entrada em
serviço, com eventuais danos associados. A ocorrência de deformações ao longo do tempo neste tipo de formações
pode ter na sua base processos como a fluência, a consolidação e a expansão. Estas deformações podem ser
especialmente pronunciadas, se em zonas extensas do terreno for alcançada a sua superfície de cedência, determinada
pela história de tensões a que se encontrou submetido. Para efeitos de dimensionamento estrutural, estas deformações
devem ser devidamente contabilizadas.
Neste contexto, descrevem-se inicialmente, as principais características do comportamento de túneis em terrenos
brandos, efectuando-se uma descrição fenomenológica dos efeitos diferidos no tempo em geomateriais. É feita
referência a registos de observação de obras onde ocorreram deformações ao longo do tempo. Referem-se as
principais vias para a sua modelação numérica.
A viscoplasticidade ao permitir descrever o comportamento de materiais que possuem deformações irreversíveis
dependentes do tempo afigura-se como uma via para abordar este tipo de comportamento. A aplicação de modelos
constitutivos elasto-viscoplásticos e elastoplástico-viscoplásticos, baseados nos conceitos de cedência, de estados
críticos, e de superfície envolvente no espaço de tensões, permitiu reproduzir o comportamento diferido no tempo obtido
em ensaios de laboratório numa argila sobreconsolidada do Oligocénico de Lisboa. As actividades de caracterização
laboratorial incluíram a realização de ensaios de fluência não drenados de corte triaxial e de corte torsional, em que
amostras de cilindro oco foram submetidas a trajectórias de tensão de natureza tridimensional distintas das trajectórias
triaxiais.
A aplicação em análises numéricas dos modelos referidos a problemas de valores na fronteira, tal como é o caso de
túneis, permitiu revelar que, em determinadas situações, as deformações ao longo do tempo, são particularmente
expressivas. A análise do comportamento observado de uma obra subterrânea recentemente concluída neste tipo de
formação geológica, no âmbito do Plano de Expansão do Metropolitano de Lisboa, evidenciou um comportamento
diferido no tempo, que os modelos propostos reproduziram satisfatoriamente.
