Análise de estruturas enterradas sujeitas à ação sísmica considerando a Interação Solo-Estrutura (ISE)

Abstract

O presente trabalho centra-se no estudo da análise dinâmica de estruturas retangulares enterradas submetidos a ações sísmicas, com especial destaque para a realização de um estudo paramétrico onde algumas das variáveis, nomeadamente o módulo de deformabilidade do solo (Es), a espessura do revestimento dos túneis (tw) e a espessura da camada de solo (Hs), assumem valores distintos para uma mesma análise de forma a avaliar seus efeitos.O objetivo principal deste trabalho é fazer a análise comparativa entre os dos resultados obtidos nas análises dinâmicas com os obtidos através de metodologias simplificadas para cálculo dos efeitos de “racking” nas estruturas retangulares enterradas, em termos do coeficiente R. As análises dinâmicas no domínio do tempo foram realizadas através de um software de elementos finitos bidimensionais, (RS2®) da empresa Rocscience®. Foram considerados modelos constitutivos elásticos e lineares para o maciço de solo e para o revestimento dos túneis. Por fim, algumas conclusões acerca do estudo são apresentadas após a investigação da influência de cada uma das variáveis (Es, tw e Hs) no comportamento dinâmico da estrutura e após a comparação entre os resultados da análise dinâmica realizada para 96 casos diferentes com os resultados obtidos a partir das curvas (R x Fr) da Metodologia Simplificada. Percebe-se, por exemplo, a influência da geometria da seção transversal da estrutura e ainda, uma possibilidade de sobrestimações e subestimações do parâmetro R ao utilizar as curvas das Metodologias Simplificadas. Algumas recomendações para trabalhos futuros estão colocadas no final desse trabalho.

The present work focuses on the study of the dynamic analysis of buried rectangular structures subjected to seismic actions, with special emphasis on the performance of a parametric study where some of the variables, namely the soil deformability modulus (Es), the tunnel lining thickness (tw) and the height of the soil layer (Hs), assume different values for the same analysis to evaluate their effects.The main objective of this work is present a comparative analysis between the results obtained in the dynamic analyses and the Simplified Methodologies for calculating the effects of racking in rectangular buried structures, in terms of the R coefficient.The dynamic analysis was carried out in the time domain using RS2® software from Rocscience®. Elastic and linear constitutive models were considered for both soil and lining of the tunnel.Finally, some conclusions about the study are presented after the investigation of the influence of each variable (Es, tw e Hs) on the dynamic behavior of the structure and after the comparison between the results of the dynamic analysis that were carried out for 96 different cases of study with the obtained results using the curves (R x Fr) of the Simplified Methodologies. It is verified, for example, the influence of the structure cross section on the R values and also a possible overestimation or underestimation of the R coefficient when using the Simplified Method curves. Some recommendations to future works are given at the end of this work.