Problema ilógico al guardar un array en variable de sesión

[Triby]

Tal vez sea porque estas poniendo el indice asociativo sin comillas $_SESSION[matriz], cuando lo correcto es: $_SESSION['matriz'].

Sin las comillas, PHP asume que matriz es una constante en lugar de una cadena. Aunque me parece muy raro que te haga ese cambio, creo que si podria ser la causa.