A Engenharia Geotecnica

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A literatura europeia está cheia de descrições que envolvem aplicações bem-sucedidas do Novo Método Austríaco de Túnel, particularmente na Áustria, Alemanha Ocidental, França e Suíça (Sauer, 1988). No entanto, suas aplicações também se espalharam para outros países, como o Japão, Índia, Austrália, Brasil e, em certa medida, os Estados Unidos (Whitney e Butler, 1983).

Na prática, a Classificação NATM relaciona as condições do solo, o procedimento de escavação e os requisitos de suporte do túnel. A classificação, que faz parte do contrato, é adaptada a um novo projeto baseado na experiência anterior e numa investigação geotécnica detalhada. Uma classificação específica é assim aplicável apenas ao caso para o qual foi desenvolvido e modificado. No entanto, o sistema é altamente adaptável e seu desenvolvimento pode ser rastreado até Lauffer (1958).

Um exemplo da Classificação NATM baseada no trabalho de John (1980) é dado na Tabela 6.1. Observe que o solo é descrito de forma comportamental ea massa de rocha é alocada uma classe de terra no campo, com base em observações de campo.

Consequentemente, a massa rochosa é classificada sem uma classificação de qualidade numérica; as condições de solo são descritas qualitativamente. O nível de detalhe depende da informação disponível da exploração do site. Existem poucas regras publicadas que permitem a extrapolação para túneis maiores ou menores fora da faixa típica de 10-12 m de largura.

Os engenheiros austríacos (Brosch, 1986) acreditam que a classificação do solo e as condições do contrato são inseparáveis ​​e que uma classificação qualitativa simples é preferível a uma que envolve vários parâmetros que levam a um número global de qualidade do rock. Claramente, isso poderia levar a disputas, mas uma vez que o contratante é pago com base em condições "como encontrado" condições, o conflito é minimizado; se necessário, um especialista "Gutachter" (avaliador) está geralmente disponível para resolver quaisquer divergências, fazendo uma decisão no rosto.

6.2 CLASSIFICAÇÃO DE TAMANHO DE FORÇA

Franklin (1970, 1975) e Louis (1974) desenvolveram um procedimento de classificação de dois parâmetros baseado na força da rocha intacta e no espaçamento das descontinuidades na massa rochosa, em relação ao tamanho da abertura e à sobrecarga. Na verdade, Franklin e Louis trabalharam juntos no desenvolvimento inicial deste método, mas as investigações subsequentes foram relatadas apenas por Franklin (l986).

De acordo com Franklin (1986), a abordagem de "tamanho-força" para a caracterização de massa rochosa foi encontrada para ser útil em uma variedade de aplicações de mineração e engenharia civil, tanto nos estágios iniciais de planejamento quanto para o subsequente desenho do dia-a-dia de escavações subterrâneas e sistemas de controle do solo.

O conceito de tamanho de bloco é análogo ao do tamanho de grão, mas em uma escala macroscópica. A massa rochosa é concebida como constituída por blocos discretos intactos delimitados por juntas, e seu comportamento está sendo governado principalmente por uma combinação do tamanho e da força de um bloco "típico".

Na Figura 6.2, é dado um gráfico da classificação de tamanho-resistência, com massas rochosas quebradas e fracas, traçando em direção à parte inferior esquerda do diagrama. Os contornos fornecem um índice de qualidade de rocha de uso geral, expresso em decimal; por exemplo, qualidade de tamanho = 2.6.

Se a unidade de rocha a ser classificada é, uniforme em tamanho e força, traça. Como um único ponto no diagrama. Se a unidade de rocha é variável, a dispersão dos valores medidos leva à unidade traçar como uma zona. Aparentemente, o índice de qualidade da rocha pode ser correlacionado com os parâmetros de desempenho relativos à escavação e requisitos de suporte.

"Tamanho do bloco" é definido como o "diâmetro" médio de um bloco de rocha típico na unidade a ser classificada; Ele é medido observando-se uma superfície de rocha exposta na superfície ou no subsolo, ou núcleo de rocha obtido por perfuração (o tamanho do bloco está intimamente relacionado ao RQD). A resistência ao contato do material rochoso pode ser estimada utilizando ensaios simples de martelos e arranhões ou o índice de carga pontual teste. Embora a medição de imprecisões seja inevitável tanto para o tamanho do bloco quanto para a resistência intacta determinada nessas modas, isto não é grave, uma vez que os valores são traçados em escalas logarítmicas no diagrama de classificação. Assim, um erro de até 20% é geralmente insignificante.

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A Figura 6.3 mostra uma maneira de aplicar o conceito de classificação de tamanho-resistência a uma avaliação preliminar dos mecanismos de estabilidade e falha do túnel. Nessa figura, as zonas de qualidade da rocha são primeiro traçadas no quadrante superior direito de acordo com a classificação de tamanho-força. As razões do vão de escavação para o tamanho do bloco e da resistência intacta ao principal estresse principal são então examinadas.

O quadrante superior esquerdo é usado para examinar a estabilidade dos blocos. Quando a proporção do tamanho do bloco para o tamanho da escavação é maior do que 0,1, os blocos devem permanecer estáveis; quando a proporção é inferior a 0,01, é provável o desvirar progressivo. O quadrante inferior direito fornece informações sobre a possibilidade de ruptura da rocha ou esmagamento no solo. Quando a relação tensão-esforço é maior que 5, é provável que não haja fratura ou fluxo. Quando esta proporção for inferior a 1, ocorrerá fratura ou fluxo, dependendo do valor da razão: se a resistência da rocha for baixa, a falha será por aperto; se a força da rocha for alta, a falha será pela ruptura da rocha.

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Em seguida, os requisitos de escavação e suporte são considerados usando procedimentos de projeto empíricos. A Figura 6.4 permite a seleção do suporte do túnel por uma combinação variável de parafusos, concreto projetado, malha e nervuras. O "grau de número de suporte" traçado ao longo do eixo horizontal indica uma intensidade crescente