Modelagem numérica de uma proposta de modelo físico para avaliação da eficiência e do desempenho de grupos de inclusões rígidas em solos colapsíveis

Abstract

O uso de inclusões rígidas como reforço de fundações vem sendo estudado ao longo dos anos e seu conhecimento proporcionou bons resultados em países da América do Norte e Europa. No Brasil, entretanto, a técnica ainda é pouco difundida, sendo aplicada apenas de forma semelhante no controle de estabilidade e recalques de aterros. Esta dissertação pretende expandir a aplicabilidade da técnica construtiva para diversas estruturas, assentes em de solos colapsíveis, comumente encontrado no Distrito Federal. Para tanto, este estudo realizou análises numéricas, com o intuito de embasar as diretrizes para o desenvolvimento de um modelo físico em escala real, a fim de analisar o comportamento das inclusões quanto à eficiência e desempenho do sistema. Também foram desenvolvidas propostas para inundação do subsolo e monitoramento geotécnico com base nos resultados obtidos. Inicialmente foram realizadas simulações numéricas utilizando o software PLAXIS 2D e 3D. As análises partiram de um modelo bidimensional simplificado, admitindo um estado de tensões e deformações axissimétrico. Esse modelo auxiliou a responder questões fundamentais como: qual é comportamento do radier (rígido ou flexível) à proporção que aumenta a sua espessura e, qual é o carregamento externo ótimo para gerar o colapso do subsolo ao mesmo tempo que adequado para execução do experimento em escala real. A partir dessas respostas, foi elaborado o modelo em três dimensões para extrair maiores detalhes, dentre eles, o mecanismo de transferência de cargas. Os resultados apontaram para um modelo que distribuiu as cargas de forma igualitária nas inclusões do centro, lateral e canto. Adicionalmente, quanto às tensões verticais, o mecanismo de transferência de cargas mostrou-se eficiente, tanto para a abordagem clássica de eficiência, como para a nova abordagem proposta nessa dissertação, com resultados superiores a 56% e 90%, respectivamente. Porém, cabe ressaltar que o método analítico adotado para estimar a espessura da plataforma de transferência de cargas não atendeu a uma das premissas básicas. Quanto aos recalques, o modelo reforçado com inclusões rígidas apresentou desempenho superior a 95%, e os reduziu para valores muito abaixo do limite aceitável para a maioria dos autores e normas constantes na literatura. Por fim, concluiu-se que o projeto de grupo de inclusões é uma alternativa promissora, mas que necessita validar os resultados numéricos com os obtidos com a partir do modelo em escala real.