Análise numérica aplicada a projetos de túneis mineiros e mecanizados com PLAXIS 2D e PLAXIS 3D

Apresentação

Por se tratar de obras subterrâneas cuja execução envolve avanços sequenciais de escavações em condições hidráulico-geológicas diversas e heterogêneas, projetos de túneis envolvem complexos mecanismos geotécnicos e estruturais, que devem ser devidamente previstos e analisados para garantir a segurança e a vida útil dessas obras.

A verificação geotécnica (hidráulica e mecânica) do maciço escavado, a análise da interação do mesmo com os elementos de suporte e o dimensionamento estrutural destes são tarefas com alto nível de complexidade, envolvendo análises bi- e tridimensionais de modelos sequenciais de escavação e que também devem considerar o comportamento não-linear dos materiais geotécnicos e estruturais. Atualmente, a análise numérica com o Método dos Elementos Finitos é considerada como um procedimento indispensável para projetos de túneis, permitindo avaliações precisas visando tanto a segurança da obra quanto o uso racional dos materiais de suporte.

Os softwares PLAXIS 2D e PLAXIS 3D estão entre as ferramentas que mais se destacam atualmente na simulação numérica do comportamento geotécnico e estrutural de todo o ciclo de construção de projetos de túneis, utilizando modelos constitutivos complexos para o maciço e para os materiais de suporte (concreto projetado, cambotas/telas metálicas, tirantes, chumbadores, etc).

Objetivos

O presente curso tem por objetivo capacitar engenheiros civis no desenvolvimento e na simulação avançada de modelos 2D e 3D de obras de túneis em suas situações mais críticas e representativas.

Para tanto, as aulas foram desenvolvidas com o intuito de transmitir da forma mais pragmática e próxima da realidade os conhecimentos teóricos e práticos sobre as principais questões geotécnicas e estruturais que devem ser observadas em projeto de obras de túneis.

Além da modelagem progressiva considerando inicialmente a simulação 2D e posteriormente a simulação 3D, serão também abordados casos de construção com métodos de escavação mineiros (NATM), mecanizados (TBM) e alguns casos especiais (solos de baixa capacidade, túneis rasos e influência do lençol freático).

MÓDULO I

• – AULA POR VIDEOCONFERÊNCIA

Revisão geral do método de escavação mineira de túneis, destacando os principais aspectos que devem ser observados e as principais soluções de suporte, com seus respectivos comportamentos mecânicos. Visão geral dos softwares PLAXIS 2D e PLAXIS 3D.

• – VÍDEOS PARA CONSULTA DOS ALUNOS

Vídeo da aula

• – TEXTO DA AULA

Material em Word relativo ao item 1.1

• – EXEMPLOS PRÁTICOS

Material em word com exemplos do módulo

• – MATERIAL COMPLEMENTAR E INDICAÇÃO DE BIBLIOGRAFIA

Material em word com a Bibliografia

• – TUTORIAL PARA DÚVIDAS VIA EMAIL

Envio pelos alunos de dúvidas para o professor.

MÓDULO II

• – AULA POR VIDEOCONFERÊNCIA

Modelagem Numérica de projetos de túneis mineiros e suas particularidades. Introdução ao Método dos Elementos finitos em modelagens 2D. Modelos constitutivos dos materiais geotécnicos e estruturais. Pré-processamento e geração de malhas de elementos finitos. Pós-processamento e resultados das análises.

• – VÍDEOS PARA CONSULTA DOS ALUNOS

Vídeo da aula

• – TEXTO DA AULA

Material em Word relativo ao item 2.1

• – EXEMPLOS PRÁTICOS

Material em word com exemplos do módulo

• – MATERIAL COMPLEMENTAR E INDICAÇÃO DE BIBLIOGRAFIA

Material em word com a Bibliografia

• – TUTORIAL PARA DÚVIDAS VIA EMAIL

Envio pelos alunos de dúvidas para o professor.

MÓDULO III

• – AULA POR VIDEOCONFERÊNCIA

Estudo de caso de um projeto de túnel mineiro representativo com Modelagem Numérica 2D, considerando efeitos tanto no maciço (tensões, deslocamentos, recalques) quanto nos materiais de suporte (esforços normais e momentos fletores). Exemplificação dos dois principais métodos de simulação do avanço da escavação em modelos bidimensionais. Modelagem do comportamento da interação entre maciço e revestimento pelo método convergência-confinamento.

• – VÍDEOS PARA CONSULTA DOS ALUNOS

Vídeo da aula

• – TEXTO DA AULA

Material em Word relativo ao item 3.1

• – EXEMPLOS PRÁTICOS

Material em word com exemplos do módulo

• – MATERIAL COMPLEMENTAR E INDICAÇÃO DE BIBLIOGRAFIA

Material em word com a Bibliografia

• – TUTORIAL PARA DÚVIDAS VIA EMAIL

Envio pelos alunos de dúvidas para o professor

MÓDULO IV

• – AULA POR VIDEOCONFERÊNCIA

Análise Numérica avançada de projetos de túneis mineiros em modelos de Elementos Finitos 3D. Pré-processamento e geração de malhas de elementos finitos. Técnicas para acelerar o processamento tanto com algoritmos pré-instalados no PLAXIS 3D, quanto com modelos com resolução intermediária de malha de elementos finitos. Pós-processamento e resultados das análises.

• – VÍDEOS PARA CONSULTA DOS ALUNOS

Vídeo da aula

• – TEXTO DA AULA

Material em Word relativo ao item 4.1

• – EXEMPLOS PRÁTICOS

Material em word com exemplos do módulo

• – MATERIAL COMPLEMENTAR E INDICAÇÃO DE BIBLIOGRAFIA

Material em word com a Bibliografia

• – TUTORIAL PARA DÚVIDAS VIA EMAIL

Envio pelos alunos de dúvidas para o professor.

MÓDULO V

• – AULA POR VIDEOCONFERÊNCIA

Estudo de caso com Modelagem Numérica 3D representativa de um projeto de túnel mineiro, considerando efeitos tanto no maciço (tensões, deslocamentos, recalques) quanto nos materiais de suporte (esforços normais e momentos fletores). Casos particulares e efeitos especiais que devem ser observados nos modelos 3D. Técnicas auxiliares para acelerar as modelagens e as análises.

• – VÍDEOS PARA CONSULTA DOS ALUNOS

Vídeo da aula

• – TEXTO DA AULA

Material em Word relativo ao item 5.1

• – EXEMPLOS PRÁTICOS

Material em word com exemplos do módulo

• – MATERIAL COMPLEMENTAR E INDICAÇÃO DE BIBLIOGRAFIA

Material em word com a Bibliografia

• – TUTORIAL PARA DÚVIDAS VIA EMAIL

Envio pelos alunos de dúvidas para o professor.

MÓDULO VI

• – AULA POR VIDEOCONFERÊNCIA

Análise Numérica avançada de projetos de túneis mecanizados (TBM) com modelos de Elementos finitos tridimensionais. Estudos de casos especiais: solos de baixa capacidade, túneis rasos e influência do lençol freático.

• – VÍDEOS PARA CONSULTA DOS ALUNOS

Vídeo da aula

• – TEXTO DA AULA

Material em Word relativo ao item 6.1

• – EXEMPLOS PRÁTICOS

Material em word com exemplos do módulo

• – MATERIAL COMPLEMENTAR E INDICAÇÃO DE BIBLIOGRAFIA

Material em word com a Bibliografia

• – TUTORIAL PARA DÚVIDAS VIA EMAIL

Envio pelos alunos de dúvidas para o professor.

Dra. Patrícia de O. Faria

Dra. Patrícia de O. Faria é graduada em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Santa Catarina, mestre em Geotecnia pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro e PhD. em Engenharia Civil na University of Swansea, Wales. Realizou estágio pós doutoral na Technical University of Graz, Áustria e na University of California, Davis. Sua principal atuação no doutorado e pós doutorado foi trabalhando com o Método de Elementos Finitos e modelagem numérica de problemas geotécnicos.

A Profa. Patrícia também atuou em projetos de barragens e de energia eólica, com  ênfase em projetos de fundações de torres eólicas. Ela também possui experiência na condução administrativa de escritórios de engenharia e no trabalho de equipes de engenharia em campo.

Em suas atividades de pesquisa, a Profa. Patrícia apresentou diversos trabalhos publicados em periódicos internacionais e nacionais e atualmente vem trabalhando no grupo de pesquisa Brabotech na área de desenvolvimentos de sondas de perfuração para túneis.

Prof. Dr. Marcos Noronha

Prof. Dr. Marcos Noronha, possui pós-doutorado em Engenharia Civil pela Technical University of Graz, Áustria (2004), e pós-doutorado pela University of California, Davis (2006). Tem experiência de 18 anos em engenharia de Túneis. Trabalhou como professor na Escola Politécnica da USP de 1999 a 2009 e atualmente é Professor na Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC. Atuou no desenvolvimento de muitos projetos de túneis no Brasil e no exterior.

Trata-se de um curso online, através do Campus Virtual, onde é fornecido um ambiente dinâmico e flexível para que o aluno possa acompanhar o curso ao seu ritmo. Nesta plataforma virtual, os alunos poderão consultar todos os conteúdos do curso, incluindo:

– Vídeos
– Tutoriais
– Aulas por videoconferência
– Textos
– Exemplos práticos
– Exercícios de avaliação de conhecimentos
– Documentação complementar

Destaca-se a realização de videoconferências em direto, onde formadores e formandos podem interagir para partilha de conhecimentos e resolução de dúvidas. Estas videoconferências serão gravadas, para poderem ser descarregadas por qualquer formando a partir do dia seguinte à realização da mesma.

Além disso, o formando poderá utilizar o fórum da plataforma, podendo interagir com os formadores e com os outros formandos.

Também será estabelecido um sistema de tutoriais através de correio eletrónico dos formadores, podendo assim resolver possíveis dúvidas e que servirá de meio mais direto para que os formadores coloquem questões específicas de cada módulo ou tem

Este curso é destinado a profissionais e estudantes de Engenharia Civil, Engenharia Geoténica, Geologia e profissionais que desejam ampliar sua expertise em projetos de túneis.

Como acreditação da aquisição de conhecimentos e da formação técnica e prática, os formandos que terminarem com sucesso os testes de avaliação do curso terão um certificado académico, emitido pelo Ingeoexpert. Esse certificado é digital e protegido pela tecnologia “Blockchain”, que permite que seja único e incorruptível, permitindo assim verificar-se a sua autenticidade.

O certificado pode ser descarregado pelos formandos ou recebido por correio eletrónico e compartilhado em redes sociais, bem como incorporado em qualquer website.

Túneis são infraestruturas fundamentais para o crescimento sustentável com o menor impacto ambiental possível, proporcionando soluções altamente eficientes para transporte rodo-ferroviário, adução de água/esgoto, geração de energia e mobilidade urbana. A necessidade de projetos robustos e de alta qualidade é particularmente marcante no Brasil, um dos países com a maior demanda reprimida de obras de túneis no mundo.