São Paulo cavern-shaft collapse viewed as a trap-door problem.

This item is provided by the institution :

Repository :
Bulletin of the Geological Society of Greece  | ΕΚΤ eJournals
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*

2013 (EN)
São Paulo cavern-shaft collapse viewed as a trap-door problem. (EN)

Stavropoulou, M.
Saratsis, G.

EC 7th Framework Project (FP7- SEC-2010-1) DESURBS (Designing Safer Urban Spaces) (Funder) (EN)

Στο παρόν άρθρο εξετάζονται με τη βοήθεια αριθμητικού μοντέλου οι συνθήκες που οδήγησαν στην κατάρρευση του συνδεδεμένου συστήματος φρέατος-θαλάμου στην μεγαλούπολη Sao Paulo της Βραζιλίας το 2007. Οι δύο θάλαμοι αντιδιαμετρικά του φρέατος εξορύχθηκαν με τη Νέα Αυστριακή ή Τμηματική Μέθοδο. Ο σταθμός Pinheiros όπου εκδηλώθηκε το περιστατικό αυτό βρίσκεται εντός γεωλογικής ζώνης γνωστής ως Caucaia Shear Zone. Εντός της ζώνης αυτής ο βιοτιτικός και γρανιτικός γνεύσιος είναι έντονα κατακερματισμένος που διασχίζεται από τέσσερεις οικογένειες ασυνεχειών (οι δύο εξ αυτών είναι παρακατακόρυφες και οι άλλες δύο με κλίσεις προς τις αντίθετες παρυφές των θαλάμων). Σύμφωνα με το σύστημα ταξινόμησης RMR του Bieniawski oι θάλαμοι εξορύχθηκαν σε βραχόμαζα κλάσης II,III,IV (η τελευταία αναφέρεται σε σαπρόλιθο), με υπερκείμενα σαπρόλιθο και εδάφη αποσάρθρωσης κλάσης V. Η προσομοίωση της κατασκευής του συστήματος φρέατος-θαλάμου έγινε με τον τρι-διάστατο κώδικα πεπερασμένων διαφορών FLAC3D™. Δόθηκε ιδιαίτερη προσοχή στην ποσοτική περιγραφή των επί τόπου γεωλογικών συνθηκών. Λόγω του έντονου κατακερματισμού της βραχομάζας αυτή προσομοιώθηκε με ένα κινηματικό μοντέλο χαλάρωσης της συνοχής και της γωνίας τριβής. Από τις προσομοιώσεις βρέθηκε ότι σε κάοια στιγμή της εκσκαφής του θαλάμου σχηματίζεται συζυγές σύστημα ζωνών διατμήσεως που εκκινούν από τις γωνίες της προπορευόμενης σήραγγας το οποίο ενώνεται με μια κυλινδρική ζώνη διάτμησης που σχηματίζεται γύρω από το φρέαρ. Καταυτόν τον τρόπο σχηματίζεται σφήνα βραχομάζας η οποία και καταρρέει ως μηχανισμός θυροπαγίδας. (EL)
This paper refers to the numerical simulation of the conditions that have lead to the collapse of the shaft-cavern collapse in São Paulo, Brazil (2007) constructed with the Conventional Tunnelling Method (CTM) or the New Austrian Tunneling Technique (NATM). The Pinheiros station where the incident has occurred, is located in an area known as the Caucaia Shear Zone, resulting in a highly fractured medium (four main families of discontinuities, i.e. two subvertical and two dipping towards the tunnel walls).The main observed lithologies were biotite gneiss and granite gneiss. According to the Bieniawski classification, the following rock mass classes were observed: II,III,IV (partially corresponding to saprolite), and V (partially corresponding to residual soils). The shaft-tunnel construction is simulated by virtue of the 3D finite differences code FLAC3D™. Special emphasis is given on the appropriate quantitative description of the geological conditions. A kinematic cohesion-friction softening model of the discontinuous rock mass is used. It was found that failure is manifested with the evolution of shear bands starting from the corners of the cavern periphery as this approaches the shaft while retreating. Before this, another cylindrical shear band initiates from the bottom of the shaft and also propagates upwards to connect with the former and hence producing the final collapse. (EN)


ασυνεχής βραχόμαζα (EL)
ζώνη διάτμησης (EL)
εντοπισμός παραμόρφωσης (EL)
παραμορφωσιακή χαλάρωση (EL)
Γεωεπιστήμες και Επιστήμες περιβάλλοντος (EL)
Earth and related Environmental sciences (EN)
strain localization (EN)
shear band (EN)
jointed rock (EN)
strain softening (EN)

Ελληνική Γεωλογική Εταιρεία (EL)
Geological Society of Greece (EN)

Δελτίο της Ελληνικής Γεωλογικής Εταιρίας


Geological Society of Greece (EN)

Δελτίο της Ελληνικής Γεωλογικής Εταιρείας; Vol 47, No 4 (2013): International Congress "Exploration and Exploitation of Mineral Resources"; 1864-1871 (EL)
Bulletin of the Geological Society of Greece; Vol 47, No 4 (2013): International Congress "Exploration and Exploitation of Mineral Resources"; 1864-1871 (EN)

Copyright (c) 2013 G. Saratsis, M. Stavropoulou (EN)

*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)