Para esclarecer a resposta mecânica não linear da rocha circundante e o mecanismo de evolução do fluxo durante a escavação de obras subterrâneas, foi estabelecido um modelo numérico acoplado unificado de dano elasto-plástico com encruamento-amolecimento e fluxo, baseado na teoria termodinâmica de variáveis internas. O modelo utiliza uma função logística para reconstruir a equação de evolução do dano, a fim de descrever com maior precisão o surgimento, a propagação acelerada e a saturação do dano; introduz uma lei de encruamento hiperbólica para caracterizar a expansão da superfície de escoamento na fase pré-pico e a contração na fase pós-pico; e combina um modelo anisotrópico de permeabilidade que reflete simultaneamente os efeitos da compactação da pressão dos poros e o aumento da permeabilidade induzido pela expansão de fissuras. Com base neste modelo, foi realizado um desenvolvimento secundário da plataforma FLAC3D e sua confiabilidade foi verificada utilizando dados experimentais de tensão-deformação e permeabilidade em laboratório. Com base nisso, e combinando com um exemplo de escavação subterrânea, foram analisadas sistematicamente as respostas da rocha circundante induzidas pelo alívio de carga da escavação; revelou-se um modo de deformação com subsidência arqueada e convergência de deslocamentos horizontais; destacaram-se as características tridimensionais da reconstrução espacial da permeabilidade, onde áreas próximas à cavidade apresentam aumento significativo da anisotropia, enquanto outras áreas são dominadas pela compressão. Os resultados indicam que o modelo pode simular com bastante precisão o comportamento mecânico completo da rocha desde a deformação elástica, encruamento e fortalecimento até o amolecimento e ruptura, bem como seus efeitos acoplados com o fluxo.

dano elasto-plástico; escoamento acoplado encruamento-amolecimento; modelo numérico