Conclusões Finais

Apresenta-se a seguir as conclusões retiradas das análises numéricas realizadas e discutem-se questões sobre análises futuras.

→ A menor deformabilidade do maciço na parte inferior da cortina, Formação de Resende, parece de certa forma condicionar uma menor deformação na parte superior desta em contacto com a Formação de São Paulo, sugerindo neste caso, um possível mecanismo de transferência vertical de tensões entre a zona superior mais deformável do maciço e a zona inferior mais rígida.

→ No modelo em que se optou por diminuir os módulos de deformabilidade dos horizontes superficiais da Formação de São Paulo, constatou-se que o ajuste próximo ao topo da cortina, nas fases iniciais da escavação, é desfavorecido uma vez que sendo maior a deformabilidade nesta zona, a curva modelada afasta-se da curva instrumentada na metade superior da contenção.

→ Questionou-se a possibilidade da ocorrência de efeitos de consolidação nos estratos argilosos, não contemplados nas análises realizadas. Contudo, após observação dos dados da piezometria versus bombagem (ver subcapítulo 3.4), considerou-se que a importância de um eventual efeito de consolidação no comportamento da contenção seria modesta. Conforme descrito no subcapítulo 3.4, a partir de setembro de 2013 ficaram concluídos e em funcionamento os 36 poços de bombagem previstos, neste período, o trabalho que decorria na escavação na zona do painel S14 era o pré-esforço das ancoragens do sétimo nível. Assim, numa primeira análise, considerou-se possível que um mecanismo de consolidação possa ter sido iniciado a partir desta altura nos horizontes argilosos

127 resultantes dos efeitos da bombagem. Contudo, os resultados da piezometria não evidenciam qualquer relação que sugira esta possibilidade, uma vez que não foi constatada conexão suficiente entre as superfícies piezométricas.

→ Através da observação das zonas de cedência nos modelos em Plaxis e da variação da força nas ancoragens, avaliou-se a possibilidade de um eventual mecanismo de cedência na zona dos bolbos de selagem das ancoragens dos três primeiros níveis que pudesse justificar o significativo deslocamento horizontal experimentado pela contenção a partir de agosto de 2013. A observação das zonas de cedência nos modelos processados em Plaxis não demonstrou qualquer alinhamento preferencial a tardoz da contenção que pudesse sugerir mecanismos de instabilidade. A observação da variação da força nas ancoragens do painel S14, registada pelas células de carga, sugere um possível mecanismo de cedência na zona dos bolbos de selagem, uma vez que a grandeza das variações de carga registadas não corresponde àquela que resultaria da deformação elástica que seria esperada na ancoragem face ao deslocamento horizontal registado na contenção. No entanto, a avaliação das restantes células de carga instaladas na parede norte não fundamenta tal hipótese, uma vez que cerca de 70% das ancoragens instrumentadas seguem a mesma tendência de comportamento das ancoragens do painel S14, evidenciam pequenas variações de carga, e as anomalias observadas não evidenciam uma relação direta com o comportamento daquele painel. Esta análise não foi conclusiva. → Outra hipótese considerada foi a existência de sobrecargas a tardoz da contenção, na fase de escavação, que teriam superado as sobrecargas previstas em projeto. Através de consulta ao registo fotográfico da obra, confirmou-se a existência de sobrecargas a tardoz do painel S14, superiores às consideradas em projeto, que atuam em períodos que coincidem com períodos críticos da escavação em termos de deformação da estrutura de contenção.

→ Tendo em conta os resultados observados nas análises realizadas em Plaxis, considera- se que o modelo onde se obtiveram deformadas com melhor ajuste às curvas da instrumentação foi o modelo A61. Este modelo difere do modelo inicial, A6 – condições da Memória de Cálculo, pelas condições de sobrecarga e pelo aumento nos valores dos módulos de deformabilidade em profundidade, nomeadamente nas areias da Formação de Resende. Sendo que este último parâmetro assume um papel mais importante ou mais condicionante sobre a deformada final da contenção.

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→ Considera-se que o paralelismo entre as deformadas do modelo A61 e as deformadas da instrumentação será melhorado pela adoção de um modelo de comportamento do solo que reproduza melhor a realidade do maciço.

→ Observou-se que o aumento da rigidez das camadas inferiores é funcional até certa medida uma vez que a partir de determinada grandeza no valor do módulo de deformabilidade, o benefício observado em termos de redução das deformações é muito pequeno, a alteração observada nos resultados não acompanha a alteração da parametrização. Perde-se o efeito do parâmetro em causa. Considera-se que este comportamento deve-se ao facto do solo neste caso estar claramente noutro domínio, no qual as limitações de um modelo elasto-plástico perfeito com critério de rotura tipo Mohr- Coulomb se fazem sentir ainda com maior amplitude.

→ Atendendo aos resultados observados nos modelos analisados, considera-se que o caminho para o melhor ajuste dos modelos às curvas da instrumentação não será por variações na rigidez do maciço, admite-se como melhor hipótese para o caminho a seguir a adoção de outro modelo de comportamento do solo, mais ajustado à realidade do maciço. No caso em estudo, considera-se que seria interessante avaliar os resultados de uma análise numérica utilizando o Hardening Soil Model, que permite entre outras coisas, considerar a variação da deformabilidade com o nível de carregamento e a adoção de módulos de deformabilidade distintos para os primeiros carregamentos e para os ciclos de carga e descarga.

→ O Hardening Soil Model é um modelo avançado para simulação do comportamento do solo caracterizado por uma curva tensão-deformação que reproduz o comportamento elásto-plástico dos materiais.

→ Segundo Surarak et al. (2012) no Hardening Soil Model as deformações são caluladas considerando a rigidez do solo em função dos níveis de tensão instalados, sendo a relação entre tensão-deformação estabelecida consoante a trajectória seja de carga, descarga ou recarga.

→ Obrzud (2011) refere que este modelo reproduz a acentuada redução da rigidez do solo com o aumento das tensões de corte, resultando em padrões de comportamento mais realistas para as condições de carga em serviço.

129 → Tal comportamento é aplicável especialmente no caso em estudo, correspondente a uma escavação profunda suportada por cortina, onde ao longo da sequência construtiva o que se verifica são sucessivas trajectórias de carga e descarga. Tais mecanismos resultam em respostas do maciço que, para um mesmo estrato, serão condicionadas por diferentes parâmetros de rigidez, e não por um único valor médio para o estrato em causa conforme considerado no modelo mais simplista de Mohr-Coulomb. Considera-se que a deformação acentuada registada pela instrumentação a partir de agosto de 2013 poderá estar associada, entre outros, a uma degradação da rigidez do maciço devido aos maiores níveis de tensões de corte instalados nas fases mais avançadas da obra, sobretudo na zona superior do maciço.

→ De acordo com Surarak et al. (2012), o modelo Mohr-Coulomb, modelo elasto- plástico perfeito, é um modelo relativamente simples, sendo um modelo amplamente utilizado entre os praticantes de engenharia. Segundo o mesmo autor, a utilização deste modelo deve ser feita com cuidado uma vez que a trajectória de tensões daí resultante pode conduzir a resultados enganosos.

→ Obrzud (2011) refere que modelos simples, como o modelo Mohr-Coulomb, são adequados para a análise de estados limites. Segundo o autor, para a análise de deformações, como é o caso de escavações profundas suportadas por estruturas de contenção ou problemas de consolidação, a obtenção de resultados que sejam uma aproximação ao comportamento real dos solos deve ser conseguida com recurso a modelos constitutivos avançados.

→ Segundo o manual do programa Plaxis, Material Models (Plaxis Version 8, 2002a), a utilização do modelo Mohr-Coulomb é aconselhada para uma primeira análise do problema considerado, representando uma aproximação em primeira ordem ao comportamento do solo.

→ A dificuldade na utilização destes modelos mais avançados é que são análises mais exigentes no que diz respeito à parametrização dos solos. De acordo com Surarak et al. (2012), para a análise com o Hardening Soil Model são necessários dez parâmetros geotécnicos para a caracterização do solo, número consideravelmente superior aos necessários para o modelo Mohr-Coulomb. O mesmo autor refere ainda ser recomendável que os parâmetros de rigidez sejam calibrados através de ensaios laboratoriais apropriados, ensaios edométricos e/ou ensaios triaxiais.

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→ Em Schanz, Vermeer, and Bonnier (1999) é referido que face à falta de uma adequada caracterização sobretudo dos parâmetros de rigidez do solo, não se considera vantajoso o emprego de modelos complexos de tensão-deformação.

→ No caso dos solos em estudo, a dificuldade na parametrização geotécnica é agravada pelas características particulares dos solos do Terciário da Bacia de São Paulo. Segundo Massad et al. (1992) uma das características marcantes dos solos do terciário situados acima da cota de drenagem (aproximadamente 715 m) é a sua heterogeneidade no que se refere a sua tensão de pré-consolidação que não guarda nenhuma relação com o peso dos solos erodidos, atribuiu-se este facto ao processo de secagem, cimentação e lixiviação que imprimiu nestes solos características sui generis. Tal facto, constitui uma primeira dificuldade na avaliação dos módulos de deformabilidade destes materiais.

→ Constata-se que neste caso, a caracterização dos parâmetros de rigidez deve ter em conta a influência da estrutura no comportamento dos solos.

Pelo que foi exposto, considera-se que o próximo passo deverá ser a “tentativa” de caracterizar os solos em causa, numa primeira fase por consulta a trabalhos de investigação realizados nestes materiais e publicados na bibliografia da especialidade e numa segunda fase através da realização de ensaios, para ser possível a análise numérica com modelos mais avançados como por exemplo o Hardening Soil Model.

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