No laboratório de modelos físicos da COPPE/UFRJ foi efetuada modelagem de uma estrutura de solo grampeado sujeita a deformações de fundo, em escala 1:1. Podem-se tecer as seguintes conclusões sobre o comportamento do modelo estudado:
A monitoração das tensões normais atuantes nas paredes do modelo permitiu avaliar o estado de tensão do modelo ao longo do ensaio. Com base na célula de tensão total posicionada por de trás da massa reforçada tem-se estágios diversos de solicitações durante o carregamento e descarregamento. Na primeira fase o ângulo de atrito mobilizado foi da ordem de 51°; com o aumento das deformações passou-se para a condição de pico, mobilizando um ângulo de atrito de 60°. No descarregamento observou-se um ângulo de atrito mobilizado de 51° (igual a primeira fase de carregamento).
O desenvolvimento das tensões normais na parede na zona ativa e zona passiva foram basicamente iguais, mostrando que não há grandes diferenças na tensão confinante nessas duas zonas para o nível de carregamento adotado no presente trabalho. Pode-se dizer baseado nessas evidências que o modelo físico encontra-se com fator de segurança elevado.
As tensões medidas na face do modelo físico são muito menores que àquelas obtidas no modelo de SILVA (2010), indicando que quando submetido à deformações mais acentuadas no fundo do modelo, há diminuição das tensões que chegam no sistema da face. As medições das tensões na face corroboram com o já exposto na literatura especializada, que diz que o sistema da face não desempenha função estrutural para o sistema.
Os esforços axiais foram aproximadamente 60 % superiores àqueles obtidos no modelo de SILVA (2010) efetuado com base rígida, o que nos permite concluir que as movimentações no fundo do modelo promovem maiores esforços nos grampos. Similarmente ao obtido por SILVA (2010), o ponto de maior esforço de tração mobilizado ocorre a uma distância de 0,80 m da cabeça do grampo.
A mobilização dos esforços de flexão nos grampos foram maiores na região próxima à cabeça do grampo, e mínimos a partir de 0,80 m de distância da face. Na ligação grampo – face há certo grau de engastamento, conferindo valores momentos máximos nesses pontos. O trecho de maior mobilização da resistência à flexão está
compreendido no mesmo espaço onde foi colocada a camada de material deformável, indicativo que o material instalado na base do modelo deformou o suficiente para a mobilização da resistência à flexão do grampo.
Os deslocamentos horizontais na face do modelo foram máximos no topo, cerca de 80 mm, e mínimos na base, cerca de 5 mm. Estes deslocamentos foram 10 vezes superiores aos encontrados por SILVA (2010).
No que se refere aos deslocamentos verticais medidos no terrapleno superior, estes foram da ordem de 16 mm. Esse valor é superior ao observado para o modelo de solo grampeado sem material deformável na base (SILVA,2010), indicando que o material deformável instalado na base do modelo realmente induziu maiores deformações na massa de solo reforçado.
Análises utilizando o método de elementos finitos mostraram-se adequadas na previsão dos esforços axiais nos grampos. Os momentos fletores obtidos na análise numérica foram menores do que àqueles observados experimentalmente. No que se refere aos deslocamentos na face e no terrapleno superior, os resultados apresentaram inferiores aos valores observados no modelo físico.
Recomenda-se para trabalhos futuros:
- estudar o modelo de solo grampeado com deformação de fundo eliminando o atrito no contato bloco – piso de concreto;
- avaliar o modelo físico de solo grampeado com diferentes tipos de faceamento;
- realizar modelagem numérica simulando as fases de montagem e carregamento em ambientes 2D e 3D.
6 REFERÊNCIAS
ANTHONIE, A., 1987, “Stabilité d’une fouille renforcée par clouage”. In: Proc. 4 th
Franco Polish Conference. Stalility of na excavation stabilized by nailing.
ANTHONIE, A. Une method pour le dimensionnemet à la rupture des ouvrages en sols renforcés, Revue Française de Geothechnique, (50): 1990. pp. 5-17.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 11682, 2009 - Estabilidade de Encostasۅ.
BYRNE, R.J., Cotton, D., PORTERFIELD, J., WOLSCHLAG, C., and UEBLACKER, G. (1998). “Manual for Design and Construction Monitoring of Soil Nail Walls,” Report FHWA-SA-96-69R, Federal Highway Administration, Washington, D.C.
CAMARGO, V. E. L. B., 2005. Comparação de métodos de análise de estruturas de solo grampeado. Tese de D.Sc., Escola Politécnica da USP, São Paulo, SP, Brasil.
CARTIER, G., GIGAN, J. P., 1983, Experiments and observations on soil nailing structuresۅ. In: Proceedings of the 8th European Conference on Soil Mechanics 220 and Foundation Engineering (ECSMFE), v. 2, Helsinki, Finland, May. Edited by H.G. Rathmayer, K.H.O. Saari, A. A. Balkema, Rotterdam, The Netherlands, pp. 473-476.
CLOUTERRE, 1991, Recomendations Clouterre – Soil Nailing Recommendations for Designing, Calculating, Constructing and Inspecting Earth Support Systems Using Soil Nailing (English Translation), Scientific Committee of the French National Project Clouterre, ENPC, Paris, France. In: Report FHWA-SA-93-026, U.S. Department of Transportation, Federal Highway Administration, Washington, DC, USA, July. Edited by F. Schlosser.
COSTA, R. S., 2005, Um Novo Equipamento Triaxial para Ensaios de Solos na Condição de Deformação Plana, Dissertação de M.Sc, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
DALLY, J. W., RILEY, W. F. Experimental stress analysis. Second edition – Tokyo: Mc Graw – Hill, 1978.
DIAS, P. H. V., SAYÃO, A. S. F. J., SPRINGER, F. O., 2006, "Estabilização de taludes: tirantes ou grampos?". In: Anais do XIII Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica (COBRAMSEG), IV Simpósio Brasileiro de Mecânica das Rochas (SBMR), III Congresso Luso-Brasileiro de Geotecnia (CLBG), v. CD Rom, Curitiba, Agosto.
DRINGENBERG, G., CRAIZER, W. Estabilidade de taludes por pregagem: projeto- execução. I Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas (COBRAE), 1992, Rio de Janeiro, pp. 853-864.
EHRLICH, M., 1979, Sobre um novo medidor de deslocamentos verticaisۅ, Revista Solos e Rochas, ABMS, v. 1, n. 3 (Mar), pp. 41-52.
EHRLICH, M., 2003, Solos grampeados – comportamento e procedimentos de análiseۅ. In: Anais do Workshop sobre Solo Grampeado – Projeto, Execução, Instrumentação e Comportamento, pp. 127-137, São Paulo, Outubro.
EHRLICH, M., ALMEIDA, M.S.S. & LIMA, A. M. L., 1996, Parametric Numerical Analysis of Soil Nailing Systemۅ, In: 2nd International Conference on Soil Reinforcement, pp. 747-752, Fukuoka, Japão, November.
EHRLICH, M., MITCHELL, J. K., 1994, Working Stress Design Method for Reinforced Soil Walls, Journal of Geotechnical Engeneering, v. 120, n. 4 (April), pp. 625-645.
FEIJÓ, R. L., 2007, Monitoração de uma Escavação Experimental Grampeada em Solo Residual Gnáissico Não Saturado, Tese* de D.Sc., COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
FEIJÓ, R. L., EHRLICH, M., 2001, Resultados de ensaios de arrancamento em grampos injetados em dois pontos do município do Rio de Janeiroۅ. In: Anais da III Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas (COBRAE), v. único, pp. 517- 524, Rio de Janeiro, Novembro.
FEIJÓ, R. L., EHRLICH, M., 2003, Nail pullout tests in residual soils in Rio de Janeiro – Brazilۅ. In: Proceedings of the XII Panamerican Conference of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (PCSMGE), v. 2, pp. 2133-2138, Boston, June.
FEIJÓ, R. L., EHRLICH, M., 2005, Resultados do monitoramento de uma obra experimental em solo grampeadoۅ. In: Anais da IV Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas (COBRAE), v. 2, pp. 633-642, Salvador, Setembro.
FRANCO, B. O. M., 2010, Uso de sistema computacional em projeto de solo grampeado. Dissertação de Mestrado, UFOP, Ouro Preto, MG, Brasil.
FRANÇA, F. A. N., 2007, Ensaios de arrancamento em solo grampeado executados em laboratório. Dissertação* de M.Sc., Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, SP, Brasil.
GÄSSLER, G., 1993, The first two field tests in the history of soil nailing on nailed walls pushed to failure. Civil Engineering European Courses, Renforcement des sols: experiméntations en vraie des annés 80, Paris, France, pp. 7-34.
GASSLER, G., GUDEHUS, G., 1981, "Soil Nailing — Some Aspects of a New Technique", In: Anais 10 th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering - ISSMFE, V. 3, Session 12, pp. 665-670,Stockholm.
GASSLER, G., GUDEHUS, G., 1983, Soil Nailing. Statitiscal Design.ۅ In: Proc. 8 th ECSMFE, pp. 401-494, Helsinki.
GEORIO, 2000, Ancoragens e Gramposۅ. In: Ortigão, J.A.R., Sayão, A.S.F.J. (editores), Manual Técnico de Encostas, 2 ed, v. 4, Rio de Janeiro, Fundação Instituto de Geotécnica do Município do Rio de Janeiro – GeoRio.
GERSCOVICH, D.M. S., SIEIRA, A. C. C. F., LIMA, A. P., SAYÃO, A. S. F. J., 2005, Técnicas de modelagem numérica de escavações de taludes em solo grampeado. In: IV Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas, v.2, p. 671-680.
GUIDICINI, G., NIEBLE, C.M., 1983, Estabilidade de taludes naturais e de escavação. 2 ed., São Paulo, SP, Editora Edgard Blücher Ltda,.
GUILLOUX, A., JAILLOUX, J. M., 1979, ۅComportement d’un mur experimental em terre armee vis-a-vis de la corrosion.ۅ In: Proc.International Conference on Soil Reinforced Earth and Other Techniques, v. 2, pp. 503-508, Paris.
GUILLOUX, A., SCHOLOSSER, F., 1982, Soil nailing: practical aplications.ۅ In: Proc. Of Symposium on soil and rock improvement techniques, including geotextiles, Reinforced Earth and modern piling methods, Bangkok, November-December.
GUIMARÃES, G. V. M, 2007, A utilização do Ensaio de Dilatômetro para o Dimensionamento de Estacas Rígidas Carregadas Transversalmente. Dissertação de M.Sc., COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
HENRIQUES JUNIOR, P. R. D., 2007, Simulação Numérica de Ensaios de Arrancamento de Grampos. Dissertação* de M.Sc., COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
HENRIQUES JUNIOR, P.R.D ; RODRIGUEZ, T.T.; COSTA, R. S. ; PINTO, C. P. ; LOPES, A. S. . Análise de Estrutura de Solo Grampeado para Contenção de Talude em Usina Hidrelétrica do Equador. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE MECÂNICA
DOS SOLOS E ENGENHARIA GEOTÉCNICA, 2010, GRAMADO. COBRAMSEG 2010, 2010.
JEWELL, R.A., 1980, Some Effects of Reinforcement on the Mechanical Behavior of Soils, Doctor of Philosophy Thesis, Cambridge University.
JEWELL, R. A., PAINE, N., WOODS, R. I., 1984, Design methods for steep reinforced embankments.ۅ In: Anais Proc. of the International Conference on Polymer Grid Reinforcement in Civil Engineering, pp. 70-81, Londres.
JEWELL, R. A.; PEDLEY, M.J, 1990. Analysis for soil reinforcement with bending
stiffness. Submitted to Journal of Geotechnical Engineering, ASCE.
JURAN, I., BAUDRAND, G., FARRAG, K., ELIAS, V., 1988, Kinematical limit analysis approach for the design of nailed soil retaining structures.ۅ In: Geotechnical Symposium on Theory and Practice of Earth Reinforcement, pp. 301-306, Fukuoka, Japão.
JURAN, I., BAUDRAND, G., FARRAG, K., ELIAS, V., 1990, Kinematical Limit Analysis for Design of Soil-Nailed Structures.ۅ. Journal of Geotechnical, v. 116 n. 01(Jan), pp. 54-72.
JURAN, I., BAUDRAND, G., FARRAG, K., ELIAS, V., 1990, Design of soil nailed retaining structuresۅ. In: Proceedings of the Conference on Design and Performance of Earth Retaining Structures, Cornell University, Ithaca, EUA, June. Edited by P. Lambe, L.A. Hansen, Geotechnical Special, pp. 644-659.
JURAN, I., ELIAS, V. 1991, "Ground Anchors and Soil Nails in Retaining Structuresۅ. LAZARTE, C. A., ELIAS, V., ESPINOZA, R. D., SABATINI, P. J., 2003, Soil nail walls. In: Report FHWA0-IF-03-017, Geotechnical Engineering Circular, n. 7, U.S. Department of Transportation, Federal Highway Administration, Washington, DC, USA, March.
LEITE, R. A., 2007, Mobilização de Resistência ao Arrancamento de Grampos com Fibras de Polipropileno. Dissertação* de M.Sc., COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
LAZARTE et al., 2003, Soil Nail Walls. Geotechnical Engineering Circular N°. 7.
LIMA, A. M. L., 1996, Análise Numérica do Comportamento de Solos Grampeados, Dissertação* de M.Sc., COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
LIMA, A. P., 2002, Deformabilidade e Estabilidade de Taludes em Solo Grampeado, Dissertação* de D.Sc., DEC/PUC-Rio, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
LIMA, A. P., 2007, Comportamento de uma Escavação Grampeada em Solo Residual de Gnaisse, Tese* de D.Sc., DEC/PUC-Rio, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
LIMA, A. P.; GERSCOVICH, D. M. S. E SAYÃO, A. S. F. J., 2002, Modelagem numérica de escavações grampeadas. In: I Congresso Luso-Brasileiro de Geotecnia (I CLBG), São Paulo. v. único, pp. 447-457.
LIMA, J. M. F., 2009, Análise de resistência ao cisalhamento de interface em caldas de cimento e caldas de solo-cimento para utilização em solos grampeados. Dissertação de Mestrado. USP/São Carlos, SP, Brasil.
MAGALHÃES, M. A., 2005, Resistência ao Arrancamento de Grampos com Fibras de Polipropileno. Dissertação* de M.Sc., COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
MARINHO, F. A. M., 1994, Medição de sucção com o método do papel filtro.ۅ In: X Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações, v. 2, pp. 515- 522, Foz do Iguaçu, Novembro.
MITCHELL, J. K., VILLET, W. C. B., 1987, Reinforcement of Earth Slopes and Embankments. In: Report NCHRP 290, U.S.A. Transportation Research Board, National Research Council, Washington, DC, USA, June.
NUNES, A. L. L. S.; SAYÃO, A. S. F. J.; SPRINGER, F. O.; LIMA, A. P.; SARÉ, A. R.; DIAS, P. H. V. Instrumentação e monitoramento de taludes em solo grampeado. In: 10º Congresso Nacional de Geotecnia de Portugal, Lisboa. Sociedade Portuguesa de Geotecnia - SPG, 2006. v. 1. p. 175-186.
OLIVEIRA, G. A., 2006, Verificação da Influência da Rigidez do Reforço em Muros de Solo Reforçado Através de Modelos Físicos. Dissertação* de M.Sc., COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
ORTIGÃO, J. A. R., 1997, Ensaios de Arrancamento para Projetos de Solo Grampeadoۅ, Nota Técnica, Revista Solos e Rochas, ABMS, v. 20, n. 1 (Abr), pp. 39- 43.
ORTIGÃO, J. A. R., D’ÁVILA, C. J. R., SILVA, S. P., MAIA, H. S., 1992, Solo grampeado no morro da formiga, RJۅ. In: Anais da I Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas (COBRAE), v. 1, pp. 47-56, Rio de Janeiro, Novembro.
ORTIGÃO, J. A. R. & PALMEIRA, E. M., 1992, Solo Grampeado: técnica para estabilização de encostas e escavaçõesۅ, In: Anais da I Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas (COBRAE), ABMS, vol. 1, pp. 57-74, Rio de Janeiro, Novembro.
ORTIGÃO, J. A. R., PALMEIRA, E. M., 1997, Optimized design for soil nailed wallsۅ. In: Proceedings of the 3rd International Conference on Ground Improvement Geosystems (GIGS), London, UK, June. Edited by M.C.R. Davies, F. Schlosser, Ground Improvement Geosystems, Thomas Telford, London, pp. 368-374.
ORTIGÃO, J.A.R., ZIRLIS, A. & PALMEIRA, E. M., 1993, Experiência com solo grampeado no Brasil - 1970-1993ۅ. Revista Solos e Rochas, ABMS, v. 16, n. 4, pp.291-304, Dezembro.
JEWELL, R.A., PEDLEY, M.J., 1990, Analysis for soil reinforcement with bending stiffness. Soil Mechanics Report N° 106/90. Department of Engineering Science, University of Oxford.
JEWELL, R.A., PEDLEY, M.J. Soil nailing: the role of bending stiffness, Ground Engineering, 1990a, pp.30-36.
JEWELL, R.A., PEDLEY, M.J. Soil nailing: the role of bending stiffness, Author’s reply to discussion by Bridle and Barr, Ground Engineering, July-August, 1990b. pp. 32-33.
JEWELL, R.A., PEDLEY, M.J., (1991), Closure, Ground Engineering, Novembro, 1991, pp. 32-33.
PITTA, C. A., SOUZA, G. J. T., ZIRLIS, A. C., 2000, Chumbadores injetados: a qualidade do solo grampeado. In: SEFE IV – Seminário de Engenharia de Fundações Especiais e Geotecnia.
PITTA, C. A., SOUZA, G. J. T., ZIRLIS, A. C., 2003, Solo grampeado: alguns detalhes executivos – Ensaios – Casos de obras. In: Anais do Workshop sobre Solo Grampeado – Projeto, Execução, Instrumentação e Comportamento, ABMS, pp. 1-20, São Paulo, Outubro.
PLUMELLE, C., 1979, Étude Expérimentale du Comportement des Tirants d´Ancrage, Thèse de doctorat (Ph.D.), Université Pierre et Marie Curie, Paris, France.
PLUMELLE, C. (1986), "Full Scale Experimental Nailed Soil Retaining Structures",Revue Française de Geotechnique, n. 40, pp. 45 - 50.
PLUMELLE, C., SCHLOSSER, F., DELAGE, P., KNOCHENMUS, G., 1990, French national research project on soil nailing: Clouterreۅ. In: Proceedings of the Conference on Design and Performance of Earth Retaining Structures, Cornell University, Ithaca,
NY, June. Edited by P. Lambe, L.A. Hansen, Geotechnical Special Publication n. 25, Geotechnical Engineering Division of the ASCE, New York, EUA, pp. 660-675.
PROTO SILVA, T., 2005, Resistência ao Arrancamento de Grampos em Solo Residual de Gnaisse, Dissertação* de M.Sc., DEC/PUC-Rio, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
PROTO SILVA, T., SAYÃO, A. S. F. J., NUNES, A. L. L. S., DIAS, P. H. V. D., 2006, Avaliação semi-empírica da resistência ao arrancamento de gramposۅ. In: Anais do XIII Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica (COBRAMSEG), IV Simpósio Brasileiro de Mecânica das Rochas (SBMR), III Congresso Luso-Brasileiro de Geotecnia (CLBG), v. CD-ROM, Curitiba, Agosto.
RABCEWICS, L. V., 1964, The New Austrian Tunnelling Methodۅ, Parte 1 a 3, Water Power, Londres, dezembro.
RAJU, G. V. R.; WONG, I. H.;LOW, B. K. Experimental nailed soil walls. Geotechnical Testing Journal, vol. 20, Março 1997, pp. 90-102.
RANZINI, S.M.T, NEGRO JR., A., 1998, ۅObras de Contenção: tipos, métodos construtivos, dificuldades executivasۅ, In: Fundações: Teoria e Prática, ABMS / ABEF, 2 ed, Editora PINI, pp. 497-515.
RICCIO FILHO, M. V., 2007, Comportamento de um Muro de Solo Reforçado com Solos Finos Tropicais, Tese* de D.Sc., COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
SANTOS, G. B., GERSCOVICH, D. M. S., 2009, Influência das condições de contorno na simulação numérica de escavação reforçada com gramposۅ. In: V Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas (COBRAE), v. 1, pp. 133-140, São Paulo, SP, Novembro.
SARAMAGO, R. P., 2002, Estudo da Influência da Compactação no Comportamento de Muros de Solo Reforçado com a Utilização de Modelos Físicos, Tese de D.Sc., COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.