Avaliação da influência da ruptura progressiva no cálculo do fator de segurança de aterros sobre solos compressíveis por métodos de equilíbrio limite
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Data de Publicação: | 2022 |
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Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
Texto Completo: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17954 |
Resumo: | In current geotechnical practice, it is common to use the Limit Equilibrium method to analyze the slope stability and define the factor of safety of the analyzed system. For cases involving soils with “strain-softening” behavior, characterized by a peak-residual strain-stress curve, these analyzes must contemplate the occurrence of the progressive failure mechanism, in order to correctly simulate the real behavior of the soil. However, conventional limit equilibrium methods ignore this behavior, treating the soil as an ideally plastic material, inducing the occurrence of a simultaneous failure and resulting in unreal factors of safety. The representative strength parameters must be intermediate to the peak and residual parameters, since these individually do not characterize the real strength of this kind of soil. Furthermore, it is necessary to emphasize the importance of the correct determination of the undrained strength parameters to be used in the analysis of soft soils, which requires a deeper knowledge about the influences that the sampling and testing processes generate on the results obtained in order to eliminate and/or reduce the interference caused by these processes. In this paper, a new retro-analysis of the failure of the Experimental Landfill I of Sarapuí-RJ was carried out, using methods based on the Limiting Equilibrium theory the Finite Elements method, using softwares (RS2 and Slide 2) and automated electronic spreadsheets. For the Limiting Equilibrium analyses, analytical proposals were incorporated into the conventional methods, in order to consider the progressive failure effect in their calculations. While in the classical analyses, using only the peak strength, the factor of safety is above unity (not characterizing the failure), the application of these proposals resulted in a FoS below unity, due to the consideration of the strength drop. When considering an abrupt strength drop, from peak to residual, the occurrence of failure is given in a loading stage prior to that seen in the field. With this, one can observe the need to incorporate the effects of progressive failure, considering a gradual strength drop. |
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Gerscovich, Denise Maria Soareshttp://lattes.cnpq.br/9049888945655910Pacheco, Marcus Peigashttp://lattes.cnpq.br/9883717994679157Mendonça, Marcos Barreto dehttp://lattes.cnpq.br/9219077334380862http://lattes.cnpq.br/9233902147186649Sardinha, Matheus Faria Peçanhamatheussardinha@outlook.com2022-06-29T18:27:08Z2022-03-24SARDINHA, Matheus Faria Peçanha. Avaliação da influência da ruptura progressiva no cálculo do fator de segurança de aterros sobre solos compressíveis por métodos de equilíbrio limite. 2022. 119 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2022.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17954In current geotechnical practice, it is common to use the Limit Equilibrium method to analyze the slope stability and define the factor of safety of the analyzed system. For cases involving soils with “strain-softening” behavior, characterized by a peak-residual strain-stress curve, these analyzes must contemplate the occurrence of the progressive failure mechanism, in order to correctly simulate the real behavior of the soil. However, conventional limit equilibrium methods ignore this behavior, treating the soil as an ideally plastic material, inducing the occurrence of a simultaneous failure and resulting in unreal factors of safety. The representative strength parameters must be intermediate to the peak and residual parameters, since these individually do not characterize the real strength of this kind of soil. Furthermore, it is necessary to emphasize the importance of the correct determination of the undrained strength parameters to be used in the analysis of soft soils, which requires a deeper knowledge about the influences that the sampling and testing processes generate on the results obtained in order to eliminate and/or reduce the interference caused by these processes. In this paper, a new retro-analysis of the failure of the Experimental Landfill I of Sarapuí-RJ was carried out, using methods based on the Limiting Equilibrium theory the Finite Elements method, using softwares (RS2 and Slide 2) and automated electronic spreadsheets. For the Limiting Equilibrium analyses, analytical proposals were incorporated into the conventional methods, in order to consider the progressive failure effect in their calculations. While in the classical analyses, using only the peak strength, the factor of safety is above unity (not characterizing the failure), the application of these proposals resulted in a FoS below unity, due to the consideration of the strength drop. When considering an abrupt strength drop, from peak to residual, the occurrence of failure is given in a loading stage prior to that seen in the field. With this, one can observe the need to incorporate the effects of progressive failure, considering a gradual strength drop.Na prática geotécnica corrente, é comum a utilização do método de Equilíbrio Limite para análise da estabilidade de taludes e definição do fator de segurança. Para os casos que envolvam solos de comportamento de “strain-softening”, caracterizados por uma curva tensão x deformação pico-residual, estas análises devem contemplar a ocorrência do mecanismo de ruptura progressiva, de forma a simular corretamente o comportamento real do solo. Porém, os métodos de equilíbrio limite convencionais ignoram este comportamento, tratando o solo como um material idealmente plástico, induzindo a ocorrência de uma ruptura simultânea e resultando em fatores de segurança irreais. Os parâmetros de resistência representativos devem ser intermediários aos parâmetros de pico e residuais, já que estes individualmente não caracterizam a resistência real deste tipo de solo. Atrelado a isto, há de se ressaltar a importância da correta determinação dos parâmetros não-drenados de resistência a serem utilizados nas análises de solos compressíveis, o que requer um conhecimento mais aprofundado sobre as influências que os processos de amostragem e de ensaios geram sobre os resultados obtidos, a fim de se eliminar e/ou reduzir as interferências causadas por estes processos. Neste trabalho, foi realizada uma nova retroanálise da ruptura do Aterro Experimental I de Sarapuí-RJ, através da utilização de métodos baseados na teoria do equilíbrio limite e no método de elementos finitos, através de softwares (RS2 e Slide 2) e planilhas eletrônicas automatizadas. Para as análises por Equilíbrio Limite, foram incorporadas propostas analíticas aos métodos convencionais, a fim de considerar em seus cálculos o efeito de ruptura progressiva. Enquanto nas análises clássicas, utilizando-se apenas a resistência de pico, o fator de segurança se apresenta acima da unidade (não caracterizando a ruptura), a aplicação dessas propostas resultaram em fator de segurança abaixo da unidade, devido à consideração da queda de resistência. Ao se considerar uma queda abrupta da resistência, de pico para a residual, a ocorrência da ruptura é dada em um estágio de carregamento anterior ao visto em campo. Com isso, observou-se a necessidade de se incorporar os efeitos da ruptura progressiva considerando-se uma queda gradual de resistência.Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2022-06-29T18:27:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Matheus Faria Peçanha Sardinha - 2022 - Completo.pdf: 3090681 bytes, checksum: 62d7845a68df9af558a8448e52706798 (MD5)Made available in DSpace on 2022-06-29T18:27:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Matheus Faria Peçanha Sardinha - 2022 - Completo.pdf: 3090681 bytes, checksum: 62d7845a68df9af558a8448e52706798 (MD5) Previous issue date: 2022-03-24Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESapplication/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUERJBrasilCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaCivil engineeringGeotechnical engineeringSlopes (Soil mechanics) - StabilitySoils - AnalysisEngenharia civilEngenharia geotécnicaTaludes (Mecânica do solo) – EstabilidadeSolos - AnáliseENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICAAvaliação da influência da ruptura progressiva no cálculo do fator de segurança de aterros sobre solos compressíveis por métodos de equilíbrio limiteEvaluation of the influence of progressive failure on the calculation of the factor of safety of embankments on compressible soils by limit equilibrium methodsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALDissertação - Matheus Faria Peçanha Sardinha - 2022 - Completo.pdfDissertação - Matheus Faria Peçanha Sardinha - 2022 - Completo.pdfapplication/pdf3090681http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/17954/2/Disserta%C3%A7%C3%A3o+-+Matheus+Faria+Pe%C3%A7anha+Sardinha+-+2022+-+Completo.pdf62d7845a68df9af558a8448e52706798MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82123http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/17954/1/license.txte5502652da718045d7fcd832b79fca29MD511/179542024-02-27 14:52:33.114oai:www.bdtd.uerj.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T17:52:33Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false |
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