Contribuição para a obtenção de parâmetros geomecânicos para a modelação de obras subterrâneas em maciços graníticos

Abstract

Nesta dissertação, pretende-se contribuir para melhorar o conhecimento sobre as formações graníticas, que cobrem uma área bastante vasta da região Norte de Portugal, nomeadamente no que concerne à obtenção de parâmetros geomecânicos tendo em vista a modelação do comportamento de obras subterrâneas, com particular incidência no caso dos túneis urbanos. O trabalho inicia-se por uma caracterização geral das formações graníticas com especial relevo para o maciço da região metropolitana do Porto, onde se desenvolvem obras subterrâneas de singular importância, realizadas em ambientes urbanos com densidade de edificações elevada e num maciço altamente heterogéneo. Efectua-se uma reavaliação de informação geomecânica recolhida através das várias campanhas de sondagens realizadas na região do Porto, que permitiu estabelecer uma série de correlações entre parâmetros geomecânicos que podem ser de grande utilidade para a caracterização destes maciços. Após uma investigação aprofundada das metodologias de caracterização de maciços e do seu comportamento, desenvolveu-se um sistema computacional que integra conhecimento organizado e sistematizado sobre a obtenção de parâmetros geomecânicos em formações graníticas rochosas, terrosas e heterogéneas. Este sistema foi aplicado ao caso de uma obra subterrânea de grandes dimensões na cidade do Porto para obtenção dos parâmetros geomecânicos, procedendo-se, de seguida, ao estudo do seu comportamento estrutural recorrendo a análises por elementos finitos. Os resultados obtidos foram comparados com os da análise efectuada com os parâmetros de projecto.

This MSc thesis aims to contribute to the improvement of knowledge on granite formations that cover an important region from the North of Portugal, namely concerning the calculation of geomechanical parameters used on underground structures modelling with particular incidence on urban tunnels. The thesis begins with a general characterization of the granite formations with special emphasis to the Porto metropolitan region where unique underground structures are being developed. These underground works crosses an old and densely populated urban area and an highly heterogeneous rock mass. A revaluation of the geomechanical information obtained trough several borehole surveys in the Porto region is performed in order to establish several correlations between the geomechanical parameters that are of great utility for the characterization of these formations. After an important research of the rock and soil masses characterization methodologies and its behaviour, a knowledge based system was developed, which contains well systematized and organized knowledge about the calculation of geomechanical parameters in rock, soil and heterogeneous formations. This system was applied to a large underground structure in Porto in order to obtain the geomechanical parameters. Its structural behaviour is analysed using finite element techniques, being the obtained results compared with those obtained from the structural analysis using design parameters.