XXVIICongresso de Iniciação Científica
Simulação numérica de provas de carga em placa em solo não saturado
Isabela Augusto Silveira, Roger Augusto Rodrigues. Campus de Bauru, Faculdade de Engenharia, Engenharia Civil, isabela_silveira21@hotmail.com, Bolsa FAPESP (Proc.:2014/10494-3).
Palavras Chave: Solo Não Saturado, Capacidade de Carga, Modelagem.
Introdução
Os solos não saturados podem ser encontrados em depósitos de grande espessura onde são construídas importantes obras de engenharia. A busca pelo entendimento do comportamento tensão-deformação/fluxo desses solos tem estimulado o desenvolvimento de experimentos e modelos constitutivos.
Objetivo
Simular resultados de prova de carga em placa por meio do programa de elementos finitos CODE_BRIGHT em análises numéricas com acoplamento hidro-mecânico (HM).
Material e Métodos
Nesta pesquisa, a modelagem computacional foi realizada utilizando o modelo elastoplástico de Alonso et al. (1990), conhecido como Modelo Básico de Barcelona (BBM), Fig.1. O modelo está implementado no programa de elementos finitos CODE_BRIGHT que utiliza o sistema GiD como programa de pré e pós-processamento dos dados.
Figura 1. Modelo Básico de Barcelona (BBM).
Para calibração do BBM foram utilizados resultados dos ensaios de laboratório realizados com sucção controlada de Rodrigues (2007), Tabela 1.
Tabela 1. Parâmetros constitutivos do solo (Rodrigues, 2007).
Parâmetros Mecânicos (BBM) po* 25 kPa
0,0130 k 0,02
(0) 0,1412 Parâmetros Hidráulicos
0,015 kPa-1 P kPa
M 1,15 0,50
r 0,79 Srl e Sls 0,146 e 1
pc 1,0 kPa k 5.10-12m2
Resultados
As principais etapas da modelagem estão apresentadas na Fig.2, enquanto curvas tensão-recalque são ilustradas na Fig.3, assim como a relação da tensão admissível do solo com a sucção.
Figura 2. Etapas da modelagem (CODE_BRIGHT).
Figura 3. Curvas tensão-recalque no contato solo-placa e variação da tensão admissível com a sucção no solo.
Conclusões
O programa CODE_BRIGHT e o Modelo Básico de Barcelona (BBM) são capazes de reproduzir o comportamento do solo em condição saturada e não saturada. Os resultados demonstram que a sucção aumenta a capacidade de carga do sistema solo-placa, o que explica a redução da resistência e o aumento da deformabilidade deste solo em períodos chuvosos.
Agradecimentos
À FAPESP, pela concessão da bolsa de pesquisa.
1Alonso, E.E; Gens, A. & Josa, A. (1990). A constitutive model for partially saturated soil. Géotehnique, 40, no 3, p. 405-430.
2Rodrigues, R.A. (2007). Modelação das deformações por colapso devidas à ascensão de lençol freático. Tese de Doutorado. EESC-USP.
1,0 0,4
3,0
2,5 (m)
y x
geometria materiais
condições de contorno hidráulica condições de
contorno mecânica
malha de elementos finitos
resultado gráfico:
deslocamento vertical
0 20 40 60 80 100
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Recalque (mm)
Tensão (kPa)
Experimental: Sucção 0 kPa Modelo: Sucção 0 kPa Experimental: Sucção 70 kPa Modelo: Sucção 70 kPa
sa= 40 + 0,68s R² = 0.995
0 20 40 60 80 100 120
0 20 40 60 80 100
Tensão admissível (kPa)
Sucção (kPa)
oc s
c o
p p p p
0
*
s
r
esr
0 1
02
2M pp p p
q s o
p dp v d vpp s
p dp dvpev
