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CRITÉRIOS DE SUSTENTABILIDADE QUANTITATIVA EM TRABALHOS GEOTÉCNICOS SUBTERRÂNEOS Vidal Navarro Torres PhD. Eng. de Minas.

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1 CRITÉRIOS DE SUSTENTABILIDADE QUANTITATIVA EM TRABALHOS GEOTÉCNICOS SUBTERRÂNEOS Vidal Navarro Torres PhD. Eng. de Minas

2 2 Conteúdo Introdução Índice de sustentabilidade nas obras geotécnicas Modelação matemática para la determinação do índice de sustentabilidade geotécnica Alguns caso estudo Conclusões

3 Introdução – Componentes do ambiente

4 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

5 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).

6 Introdução – Indicadores da sustentabilidade

7 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

8 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.

9 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 x i = X ou x i >X SI = 0 2) Se x i = 0 SI = 1 0 X Admissível xixi

10 Índice de Sustentabilidade (SI) para o 2º Critério Baseado na condição x i Y onde para valores altos de x i se obtém altos valores de sustentabilidade. Neste caso Y corresponde ao valor mínimo padrão admissível. Com duas condições: 1) Se x i = Y ou x i >Y SI = 1 2) Se x i = 0 SI = 0 Y Admissível xixi

11 Índice de Sustentabilidade (SI) para o 3º Critério No caso Y xi X, quando x i X e x i =X 1 é insustentável; x i Y ; x i =Y 1 também é insustentável. Se Com duas condições 1) Se Y

12 Índice de sustentabilidade geotécnica devido à estabilidade (ISGe) onde n é a quantidade de trechos da abertura subterrânea.

13 Índice de sustentabilidade geotécnica (ISG e1 ) 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)

14 Índice de sustentabilidade geotécnica (ISG e2 ) 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.

15 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%).

16 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 ( i x =0.43z o +1,1 )

17 Índice de sustentabilidade geotécnica devido às vibrações(ISGv) Aplicando o 1º critério, o ISG V para incomodidade humana, conforme a norma ISO2631-2:1989 (0.2 mm/s) ISG V para danos estruturais, exemplo a Norma Portuguesa NP 2074, onde V L varia conforme o tipo de terreno, a quantidade de solicitações e o tipo de estrutura

18 Norma Portuguesa NP 2074 Características do terreno Rochas e solos coerentes rijos (v > 2000 m/s)2 Solos coerentes muito duros, duros e de consistência média; solos incoerentes compactos; areias e misturas areia-seixo bem graduadas, areias uniformes (1000 m/s 30.7 Construções reforçadas3

19 Alguns casos estudo

20 Índice de sustentabilidade geotécnica (ISG e1 ) para os desmontes da mina da Panasqueira

21 Índice de sustentabilidade geotécnica (ISG e2 ) para o túnel da Gardunha

22 Índice de sustentabilidade geotécnica (ISG v ) para o túnel da Linha Vermelha do Metro de Lisboa

23 Níveis da sustentabilidade geotécnica em função ISG e Valor Admisível 0ISG

24 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.

25 Muito Obrigado Muchas gracias


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