Análise elastoplástica de túneis pelo método dos elementos de contorno
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Autor(es)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Gabriel de Oliveira Ribeiro
Ney Amorim Silva
Jose Claudio de Faria Telles
Ney Amorim Silva
Jose Claudio de Faria Telles
Resumo
Esta dissertação apresenta a análise bidimensional elastoplástica de túneis pelo Método dos Elementos de Contorno na sua forma direta, utilizando-se a derivada da integral de domínio das tensões iniciais, na expressão das tensões nos pontos internos, segundo o conceito de Mikhlin. É feita uma revisão dos conceitos de plasticidade e descritas várias formas de execução de aberturas subterrâneas. São utilizados quatro critérios de escoamento de maneira unificada, Tresca, Von Mises, Mohr-Coulomb e Drucker-Prager e o processo das tensões iniciais para o algoritmo não-linear que não inclui a restrição de incompressibilidade das deformações inelásticas. Podem-se estudar problemas de Estado Plano de Deformação ou de Tensão, alterando-se apenas o coeficiente de Poisson.Túneis revestidos são estudados através da técnica de sub-regiões utilizando-se a solução fundamental de Kelvin para domínios infinitos bidimensionais em túneis profundos, e a solução fundamental do semi-plano em túneis superficiais.Foram incluídos quatro exemplos de aplicação com o objetivo de esclarecerem-se as diversas formas de emprego do método numérico, comparando-se os resultados obtidos entre as análises elástica e plástica.
Abstract
In this dissertation a two-dimensional elastoplastic tunnellig analysis, using the Direct Boundary Element Method, is presented. Mikhlin's concept for the derivative of the singular integral of the inelastic term, in the expressions for the stresses at internal points, is employed. A review of the theory of plasticity and a description of several construction procedures for underground openings are also done. Tresca, Von Mises, Mohr-Coulomb and Brucker-Prager yield criteria in a unified form are used in association with the initial stress process in a non-linear algorithm which does not include the assumption of incompressibility of the inelastic strains. With this process, plane stress problems can be solved by the plane strain expressions simply changing Poisson's ratio. Lined tunnels are analysed using the sub-regions technique. Kelvin's fundamental solution for 2D infinite domain is employed in the analysis of deep tunnels and the half-plane fundamental solution for shallow tunnels and the half-plane fundamental solution for shallow tunnels. Four example problems are discussed to demonstrate the accuracy and versatility of the method comparing results for elastic and elastoplastic analysis.
Assunto
Engenharia de estruturas, Elastoplasticidade
Palavras-chave
Conceito de Mikhlin, Metodo dos elementos de contorno