Soluções teóricas hidro-mecânicas de escavações não circulares apoiadas em solo elástico profundo

Resumo Este estudo fornece uma abordagem analítica geral para prever as tensões e deslocamentos de túneis não circulares profundos escavados em solo elástico saturado, considerando o acoplamento hidro-mecânico, a interação entre a rocha e o revestimento, e formas arbitrárias de túneis. A teoria de variáveis complexas é inovadoramente estendida para resolver os campos de infiltração para túneis suportados não circulares em rochas circundantes e campos de revestimento. Depois disso, soluções hidro-mecânicas acopladas de tensões e deslocamentos podem ser determinadas considerando a influência do fluxo de infiltração sobre as respostas mecânicas. Além disso, análises de estabilidade de túneis suportados são realizadas no contexto acoplado hidro-mecânico, incorporando o efeito do fluxo de infiltração. Como verificação, uma boa concordância é observada entre os campos de tensão e deslocamento obtidos a partir das soluções analíticas atuais e simulações numéricas. Em seguida, análises paramétricas são realizadas para avaliar como as variações na forma do túnel, permeabilidade do revestimento e espessura do revestimento influenciam os comportamentos mecânicos dos túneis suportados. Enquanto isso, ao empregar o critério de resistência de Mohr-Coulomb, uma expressão de tensão equivalente é proposta para avaliar o potencial de falha dos túneis suportados em todo o processo de escavação e operação. Este estudo oferece alto potencial de aplicação a uma série de casos relevantes, como escavações abaixo do nível freático.