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CRITÉRIOS DE SUSTENTABILIDADE
QUANTITATIVA EM TRABALHOS GEOTÉCNICOS SUBTERRÂNEOS
Vidal Navarro TorresPhD. Eng. de Minas
2
Conteúdo
Introdução
Índice de sustentabilidade nas obras geotécnicas
Modelação matemática para la determinação do índice de sustentabilidade geotécnica
Alguns caso estudo
Conclusões
Introdução – Componentes do ambiente
Introdução – Desenvolvimento sustentável
A nível mundial muitos países, organizações e instituições vêm trabalhando no sentido de operacionalizar o ansiado Desenvolvimento Sustentável (DS).
Na União Europeia (EU) existe uma Comissão denominada European Commission on Sustainable Development;
Nas Nações Unidas a denominada Division for Sustainable Development, que vêm implementando estratégias do DS a nível regional e global. Componentes básicos do
DS
Introdução – Sustentabilidade
O termo sustentabilidade (ST) é resultante do conceito de DS, e pode-se definir como a condição ou característica referida à permanência no tempo de qualquer atividade ou empreendimento e dos benefícios deles derivados.
A quantificação da ST é possível através dos Índices de Sustentabilidade (IS), e para o caso específico da componente ambiental solo/rocha mediante o Índice de Sustentabilidade Geotécnica (ISG).
Introdução – Indicadores da sustentabilidade
Índice de Sustentabilidade Geotécnica (ISG)
Onde:
ISGe = Índice de Sustentabilidade Geotécnica devido à Estabilidade ;
ISGs = Índice de Sustentabilidade Geotécnica relacionado com a Subsidência;
ISGv = Índice de Sustentabilidade Geotécnica devido a vibrações
Critérios de Sustentabilidade
Três critérios são possíveis, considerando a condição local dos elementos ou variáveis geotécnicos (xi)
1) Quando a sustentabilidade é com xi ≤ X, onde X é o máximo valor admissível;
2) Quando a sustentabilidade é com xi ≥ Y, onde Y é o mínimo valor admissível;
3) Quando a sustentabilidade é com Y≤ xi ≤X, onde Y e X são mínimo e máximo valores admissíveis.
Índice de Sustentabilidade (SI) para o 1º Critério
Neste critério quando xi ≤ X, os valores de xi são baixos a sustentabilidade é alta, neste caso X é um padrão máximo.
Com duas condições:
1) Se xi = X ou xi>X SI = 0
2) Se xi = 0 SI = 1
0 XAdmissível
xi
X
xSI i1
Índice de Sustentabilidade (SI) para o 2º Critério
Baseado na condição xiY onde para valores altos de xi se obtém altos valores de sustentabilidade. Neste caso Y corresponde ao valor mínimo padrão admissível.
Com duas condições:
1) Se xi = Y ou xi>Y SI = 1
2) Se xi = 0 SI = 0
Y
Admissível
xi
Y
xSI i
Índice de Sustentabilidade (SI) para o 3º Critério
No caso Y≤ xi ≤X, quando xi ≥X e xi=X1 é insustentável; xi≤Y ; xi=Y1 também é insustentável.
Se Com duas condições 1) Se Y<xi<X ou xi = X SI = 1 2) Se xi = X1 SI = 0
Se
Com duas condições: 1) Se Y<xi<X ou xi = Y SI = 1 2) Se xi = Y1 SI = 0
XX
XxSIXx i
i
1
1
1
1YY
xiYSIYxi
Índice de sustentabilidade geotécnica devido à estabilidade (ISGe)
onde n é a quantidade de trechos da abertura subterrânea.
Índice de sustentabilidade geotécnica (ISGe1) para aberturas sem suporte Aplicando o 1º critério de sustentabilidade:
Onde A é a dimensão geométrica da abertura (m), ESR (Excavation Suport Ratio) é o índice Q (Tunnelling Quality Index)
Índice de sustentabilidade geotécnica (ISGe2) para aberturas com suporte Aplicando o 1º critério de sustentabilidade:
onde K é o factor calculado em função do ângulo de atrito do maciço Ф(Equação abaixo), Po é a tensão in situ no maciço, σcm (Equação abaixo), Pi é a pressão do suporte, é a resistência à compressão simples do maciço, calculada em função da coesão c e do ângulo de atrito.
Índice de sustentabilidade geotécnica devido à subsidência(ISGs)
Limites admissíveis na subsidência (Burtland, J.B., 1995)
Onde εh é a deformação horizontal (%) calculada com a equação (12) e εh(L) é a deformação horizontal limite admissível, nível de dano 2 (0.15%).
Equação da deformação horizontal εh
Donde: δv é o deslocamento máximo vertical transversal acima do túnel, zo é a distância da superfície ao eixo central do túnel, x é a distância horizontal desde o eixo do túnel e ix é a distância do eixo á inflexão máxima da curva de Gauss ( ix=0.43zo+1,1 )
Índice de sustentabilidade geotécnica devido às vibrações(ISGv)
Aplicando o 1º critério, o ISGV para incomodidade humana, conforme a norma ISO2631-2:1989 (0.2 mm/s)
ISGV para danos estruturais, exemplo a Norma Portuguesa NP 2074, onde VL varia conforme o tipo de terreno, a quantidade de solicitações e o tipo de estrutura
Norma Portuguesa NP 2074
Características do terreno Rochas e solos coerentes rijos (v > 2000 m/s) 2Solos coerentes muito duros, duros e de consistência média; solos incoerentes compactos; areias e misturas areia-seixo bem graduadas, areias uniformes (1000 m/s <v <2000 m/s)
1
Solos incoerentes soltos; areias e misturas areia-seixo bem graduadas, areias uniformes, solos coerentes moles e muito moles (v<1000 m/s)
0.5
210 Lv
Tipo de construção Número médio diário de
solicitações
Construções que exigem cuidados especiais (monumentos históricos, hospitais, depósito de água, chaminés)
0.5 <3 1
Construções correntes 1 > 3 0.7Construções reforçadas 3
Alguns casos estudo
Índice de sustentabilidade geotécnica (ISGe1) para os desmontes da mina da Panasqueira
Índice de sustentabilidade geotécnica (ISGe2) para o túnel da Gardunha
Índice de sustentabilidade geotécnica (ISGv) para o túnel da Linha Vermelha do Metro de Lisboa
Níveis da sustentabilidade geotécnica em função ISG e Valor Admisível
0≤ISG≤0.25
0.25<ISG≤0.5
0.5<ISG≤0.75
0.75<ISG<1
ISG=1
Muito baixa Baixa Moderada Boa Muito boaISG= Índice de Sustentabilidade Geotécnica ISG admissível = 1
Conclusões
Através da modelação matemática, verifica-se que o Desenvolvimento Sustentável das Obras Geotécnicas pode ser quantificado através do denominado Índice de Sustentabilidade Geotécnica.
O modelo matemático abre o caminho para uma avaliação e análise do Desenvolvimento Sustentável das Obras Geotécnicas em forma quantitativa, deixando de lado as abordagens puramente qualitativas e de discurso.
Muito ObrigadoMuchas gracias
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