Modelação estocástica aplicada a obras subterrâneas

Abstract

Com a elaboração desta dissertação pretende-se contribuir para o conhecimento sobre a modelação de maciços de cariz marcadamente heterogéneo através da modelação estocástica, bem como a sua aplicação a casos de obras subterrâneas. O trabalho inicia-se com a apresentação de uma visão geral sobre a temática da incerteza na geotecnia, definindo-se a sua origem, bem como as suas consequências no comportamento de estruturas geotécnicas. Seguidamente faz-se uma análise de várias metodologias de modelação de maciços heterogéneos, tendo em linha de conta as incertezas e a variabilidade geotécnica. Incluem-se neste ponto as abordagens probabilísticas e estocástica, dando uma maior destaque ao método estocástico da teoria dos campos aleatórios. Para verificar a aplicabilidade, quer dos métodos probabilísticos, quer da abordagem estocástica é feita a aplicação destas duas metodologia a um caso teórico e a um caso real da escavação de um túnel pertencente à rede do Metro de Lisboa. São desenvolvidos modelos numéricos bi-dimensionais para ambos os casos e realizadas diversas análises paramétricas. No caso de estudo incluem-se algumas medições realizadas em obra. Conclui-se acerca do significativo potencial da técnica da modelação estocástica para a consideração das heterogeneidades e variabilidade e do impacto de diferentes parâmetros nos resultados.

This MSc thesis aims to contribute to the improvement of knowledge on the modeling of natural soil markedly heterogeneous as well as its application to cases of underground works. The work begins by presenting an overview of the topic of uncertainty in geotechnics, defining its origins and its consequences on the behavior of geotechnical structures. Then an analysis of several methods of heterogeneous modeling taking into account the geotechnical uncertainty and variability is carried out. This point the probability and stochastic approaches, giving greater prominence to the stochastic method of the random fields theory are included. To verify the applicability of either the probabilistic methods, whether the stochastic approach these two methods are applied to a theoretical case and a real case of an underground structure. Bi-dimensional numeric methods were devolved for both cases in order to perform various parametric analyses. In the case study some measurements performed on site were used. Finally, was concluded that the stochastic technique has a great potential to lead with heterogeneities and variability.