Modeling of vibrations induced in tunnels: a 2.5D FEM-PML approach

A simulação e o estudo da problemática das vibrações induzidas pelo tráfego ferroviário em túneis é uma tarefa difícil e complexa. O carácter semi-indefinido do domínio circundante do túnel associado às características tridimensionais do problema são os principais responsáveis pela complexidade do problema. Uma solução eficiente e precisa para a simulação do comportamento dinâmico de estruturas muito longas, como por exemplo, vias férreas ou túneis, é proposta utilizando técnicas 2.5D no contexto do método dos elementos finitos, e adoptando PML’s para o tratamento das fronteiras devido à truncatura do domínio. Dado o recurso a uma abordagem 2.5D MEF-PML não ser usual, as equações do 2.5D PML são derivadas, salientando-se a compatibilidade com o 2.5D MEF. Após essa breve descrição do modelo, exemplos de validação são apresentados, demonstrando a precisão do modelo. Por último, um estudo paramétrico é desenvolvido por forma a avaliar a influência de algumas propriedades do túnel e do solo, nas vibrações induzidas à superfície do maciço.