Análise numérica de dutos enterrados sujeitos a elevação e recalque localizado

• Autor(a) principal: Moraes, Lucas da Silva
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/19560
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL; Duto enterrado; Arqueamento; Análise numérica; Elevação; MEF

Os problemas relacionados às interações longitudinais em dutos enterrados se caracterizam como tridimensionais, podendo gerar inúmeras situações particulares no comportamento solo-duto. Em relação ao avanço nas pesquisas na área de dutos enterrados, ainda é pequena a atenção ao tema ao longo das últimas décadas, visto que a maioria dos trabalhos simplifica o problema analisado considerando-o em deformação plana. O presente trabalho tem como objetivo apresentar um estudo sobre o comportamento de dutos enterrados sujeitos a elevação ou recalque localizado, através de simulações numéricas em três dimensões. Como ferramenta numérica foi utilizado o aplicativo computacional Plaxis 3D, o qual utiliza o método dos elementos finitos. Foram avaliados aspectos específicos da modelagem numérica e realizadas análises paramétricas em que se investigaram os efeitos do arqueamento do solo de forma tridimensional. As principais variáveis investigadas foram: densidade relativa do solo, deslocamento da zona de elevação ou recalque, faixa da zona elevada, altura de recobrimento e a relação diâmetro/espessura do duto. As simulações foram realizadas em duas etapas distintas, sendo na primeira feita a validação das análises numéricas através dos modelos físicos de Costa (2005). Em seguida, foram realizadas análises numéricas de um oleoduto em um caso específico de obra, considerando o mesmo submetido à elevação localizada. Os resultados obtidos permitiram a validação do modelo numérico face aos resultados dos experimentos de Costa (2005), a iv avaliação detalhada da redistribuição das tensões no maciço e das deflexões ao longo do duto, bem como a avaliação do desenvolvimento do arqueamento no solo. Foi verificada a redução das tensões no maciço e nas deflexões no duto ao se diminuir a altura de recobrimento do duto nas regiões que possam deflagrar a elevação localizada. Também foi verificado que os esforços longitudinais foram superiores aos circunferenciais para situação analisada, inclusive ultrapassando as tensões e deflexões admissíveis. Além disso, foram observados os benefícios das técnicas de minimização das tensões como a falsa trincheira, berço compressível e a combinação de ambas aplicadas ao oleoduto simulado