Estudo numérico-experimental do mecanismo de transferência de carga na camada de distribuição em fundações reforçadas com inclusões rígidas

Abstract

A técnica das inclusões rígidas tem sido comumente usada para reforçar solos moles de aterros rodoviários e ferroviários. No entanto, atualmente ela tem sido usada para reduzir custos de fundações de edifícios. Estudos numéricos mostram que o mecanismo de transferência de carga obtido é diferente quando uma laje rígida é usada em vez de um aterro, aumentando consideravelmente a eficiência. Este trabalho apresenta resultados de um estudo numéricoexperimental do mecanismo de transferência de carga entre a cabeça de uma inclusão e a camada de distribuição (CDC) sob uma laje rígida, considerando um solo coesivo-friccional formado por um solo tropical característico do Distrito Federal compactado, com e sem cimento. Os modelos numéricos foram calibrados usando dados de modelos físicos em escala real. Com a finalidade de simular e conferir o desenvolvimento do mecanismo de transferência de carga obtido no modelo físico, foi elaborado um modelo numérico baseado no método dos elementos discretos (MED). A partir da definição desse mecanismo, foi desenvolvido um modelo por meio do método dos elementos finitos (MEF) que permitiu simular o comportamento obtido da CDC nos modelos físicos e no MED. Os parâmetros de resistência e compressibilidade dos materiais usados na CDC foram calibrados e ajustados para o modelo constitutivo Hardening Soil (HSM) a partir de ensaios laboratoriais e dos modelos físicos. Foram estudados os possíveis mecanismos de ruptura que podem acontecer na CDC usando os modelos baseados no MEF e os parâmetros calibrados e ajustados para o HSM, observando a influência dos parâmetros de resistência ao cisalhamento e da geometria do cone de transferência de carga. Com os resultados obtidos, foi desenvolvida uma metodologia para a obtenção da capacidade de carga da cabeça da inclusão que permite definir o carregamento máximo que pode ser transferido pelo cone de transferência de carga, e que, porsua vez, permite obter a espessura máxima da CDC e o espaçamento mínimo entre inclusões.