Estudos Numéricos do Comportamento Tensão-Deformação de Estruturas em Solo Grampeado

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Publicada em 26/02/2016

Discente: Armando Belato Pereira

Resumo:

A técnica de reforço de solos in situ, conhecida como solo grampeado (ou solo pregado), tem sido empregada no mundo inteiro desde a década 70 do século passado, baseado em experiências prévias de execução de túneis pela técnica NATM. A estabilização é obtida por meio da inserção de grampos (ou barras de aço), envolvidos por calda de cimento, no interior de um maciço de solo e, posteriormente, a aplicação, na superfície externa do maciço, de um paramento que pode ter natureza rígida ou flexível. Com base nos carregamentos e combinações de cargas externas atuantes, são comumente aplicados os princípios de equilíbrio limite para se aferir a estabilidade global da estrutura. Entretanto, neste tipo de estrutura, o alívio progressivo das tensões no solo, em função das sucessivas fases de escavação e/ou da configuração de ruptura interna do maciço, geram deslocamentos significativos do maciço reforçado. Neste contexto, as análises destas estruturas considerando abordagens em termos de tensões versus deformações tornam-se muito mais realistas que as análises convencionais. Estabelecer correlações entre estudos de análises convencionais da estabilidade e de análises numéricas do comportamento tensão - deformação de estruturas em solo grampeado consistiu no objetivo primário desta dissertação, que foram aplicadas, em diferentes séries paramétricas, para duas estruturas específicas: um problema-tipo, simulado na forma de um talude de corte de 6,0 m de altura e uma obra real, executada através de uma escavação com 6,5 m de profundidade e submetida a uma sobrecarga de 100 kPa. Os estudos realizados nas simulações numéricas, utilizando o software comercial GeoStudio versão 2012, permitiram aferir as influências de diferentes parâmetros de influência e demonstraram que estruturas em solos grampeados demandam análises tensões - deformações para uma efetiva avaliação do seu comportamento geotécnico global, além das análises convencionalmente adotadas por equilíbrio limite nos projetos correntes.

Abstract:

The soil reinforcement technique in situ, known as soil nailing, has been used worldwide since 70’s of last century, based on previous experience of tunneling by NATM technique. Stabilization is obtained by the insertion of nails (or steel bars),enclosed by grout within a mass of soil and subsequently applying on the outer surface of the mass, of the facing which can have behavior rigid or flexible. Based on loads and external loads acting combinations are commonly applied the principles of limit equilibrium to assess the overall stability of the structure. However, in this structure, the progressive relief of stresses in the soil, according to the successive stages of excavation and/or the internal configuration of massive disruption, generate significant movements of the reinforced mass. In this context, the analysis of these structures considering approaches in terms of stress vs deformation become much more realistic than conventional analysis. Establish correlations between studies of conventional analyzes of stability and numerical voltage behavior analysis - structural deformation in soil nailing consisted of the primary objective of this master’s dissertation, which have been applied in different parametric series, for two specific structures: a problem-type, simulated in the form of a cut slope of 6,0 m in height and an actual work performed by an excavation depth of 6,5 m and subjected to an overload of 100 kPa. Studies on numerical simulations using the commercial GeoStudio software version 2012, allowed assessing the influences of different parameters of influence and showed that structures in soils nails require analysis stresses - deformations for effective evaluation of its global geotechnical behavior, in addition to analyzes conventionally adopted by limit equilibrium on current projects.

Palavras-chave:

solo grampeado; modelagem numérica computacional; equilíbrio limite; tensão x deformação.

Áreas de Concentração:

- Obras de Terra - Estabilização e Reforço dos Solos
- Geotecnia

Orientadores:

- Romero César Gomes

Outros Participantes:


Nucleo de Geotecnia da Escola de Minas | Campus Universitário Morro do Cruzeiro, S/N | Ouro Preto/MG - 35.400-000
Mestrado Acadêmico / Doutorado - 031 3559-1164
Mestrado Profissional - 031 3559-1508