Estudo de comportamento mecânico de uma cortina de estacas atirantada
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Study of mechanical behavior of a contiguous piled wall with ground anchor
Primeiro orientador
Membros da banca
Enivaldo Minette
Christianne de Lyra Nogueira
Karla Pimentel Maia
Christianne de Lyra Nogueira
Karla Pimentel Maia
Resumo
As contenções em cortina de estacas atirantadas são elementos bastante utilizados em obras de
edificações residenciais, construções industriais e mineração, principalmente em função da
topografia local e da construção de pavimentos subterrâneos. Em relação às soluções
convencionais, tais como cortina atirantada convencional e parede diafragma, a cortina de
estacas atirantadas destaca-se pelo baixo custo e prazo de execução. Este trabalho objetivou a
retroanálise do comportamento mecânico de um trecho de uma contenção construída com
estacas atirantadas através de modelagem numérica. Foram avaliados os parâmetros de
resistência do solo e, por meio do método de elementos finitos, em uma análise tensão
deformação 2D e 3D, realizou-se a retroanálise com base nos resultados obtidos na
instrumentação do inclinômetro. Com isso, os parâmetros de resistência ao cisalhamento foram
testados dentro de uma faixa de variação estabelecida por uma análise estatística feita com os
resultados dos ensaios de laboratório (compressão triaxial) e de campo (CPTu, DMT, PMT e
SPT) executados para o projeto. Na fase inicial da análise numérica 2D foram estudados os
limites superior e inferior bem como a média dos resultados dos parâmetros obtidos nos ensaios.
Foi possível verificar quais valores de parâmetros de resistência e compressibilidade levaram o
modelo a melhor representar as inclinações medidas, e assim, indicar se os ensaios obtiveram
parâmetros capazes de reproduzir os deslocamentos horizontais medidos pelos inclinômetros.
Foram comparados os esforços da contenção (empuxo, momento e força cisalhante) nas
análises numéricas 2D e 3D. Algumas divergências quanto aos modelos foram encontradas,
sendo que, os deslocamentos horizontais da contenção na condição 3D, utilizando os mesmos
parâmetros da análise 2D, foram menores. Com isso, os empuxos foram maiores na análise 3D,
permitindo menores deslocamentos. Foi possível identificar a diferença de 66% no esforço
cisalhante quando comparados os resultados da análise numérica 2D e 3D. Com relação ao
momento essa diferença foi de 30%.
Abstract
The contiguous piled wall with ground anchor are elements widely used in the construction of
residential buildings, industrial buildings and mining, mainly due to the local topography and
the construction of underground floors. In relation to conventional solutions, such as
conventional anchored wall and diaphragm wall, the contiguous pile wall with ground anchor
stands out for its low cost and deadline. This work aimed at the retroanalysis of the mechanical
behavior of a sector of a retaining built with piled with ground anchor by numerical modeling.
The soil resistance parameters were evaluated and, using the finite element method, in a 2D and
3D stress strain analysis, a retroanalysis was performed based on the results obtained in the
inclinometer instrumentation. So, the shear strength parameters were tested within a range
established by a statistical analysis made with the results of the laboratory tests (triaxial shear
test) and field tests (CPTu, DMT, PMT and SPT) performed for the project. In the initial phase
of 2D numerical analysis, the upper and lower limits were studied, as well as the average of the
results of the parameters obtained in the tests. It was possible to verify which values of
resistance and compressibility parameters led the model to better represent the measured
horizontal displacements, indicating if the tests reach parameters capable of reproducing the
horizontal displacements measured by the inclinometers. The efforts of the retaining (earth
pressure, moment and shear force) in 2D and 3D modeling were compared. Some divergences
between models were found, the horizontal displacements of the retaining in the 3D condition,
using the same parameters of the 2D analysis, were smaller. Therefore, the earth pressure was
greater in the 3D analysis, allowing smaller displacements. It was possible to identify the
difference of 66% in shear stress when comparing the results of numerical analysis 2D and 3D.
Regarding the moment, this difference was 30%.
Assunto
Mecânica do solo, Muros, Método dos elementos finitos, Deformações e tensões
Palavras-chave
Cortina de estacas atirantada, Elementos Finitos, Modelagem numérica 2D e 3D, Tensão deformação, Inclinômetro
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