Análise da interação estaca inclinada e o solo via combinação MEC/MEF

• Autor(a) principal: Silva, Ray Calazans dos Santos
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-11042023-144304/
• topic: Acoplamento MEC/MEF; Battered Piles; BEM/FEM Coupling; Boundary Element Method; Estacas Inclinadas; Finite Element Method; Interação Solo-Estrutura; Método dos Elementos de Contorno; Método dos Elementos Finitos; Soil-Structure Interaction

O uso de estacas inclinadas está cada vez mais recorrente tendo em vista a sua eficiência em determinados problemas, estas são elementos de fundação profunda muito utilizados na engenharia civil devido a sua capacidade de atingir camadas de solos mais resistentes e por suportar grandes cargas. Tendo em vista que as análises numéricas surgem como alternativa em relação às análises empíricas, o presente trabalho tem como objetivo realizar a análise numérica de estacas inclinadas isoladas e em grupos por meio do acoplamento MEC/MEF. A estaca é modelada por vários elementos finitos de pórtico tridimensional com dois nós, cinco parâmetros nodais e qualquer inclinação. O solo é modelado pelo método dos elementos de contorno, sendo considerado um meio semi-infinito, elástico-linear, homogêneo e isotrópico. Tendo sido a solução fundamental de Mindlin utilizada, a discretização do solo é feita somente na superfície de contato com a estaca, não sendo necessário a discretização da superfície do solo. O acoplamento da formulação MEC/MEF é feito considerando a transformação da matriz dos coeficientes do solo (MEC) em uma matriz equivalente do MEF, que somada a matriz de rigidez do pórtico tridimensional fornece o sistema final. As forças de interação na interface estaca-solo têm uma distribuição linear. Os resultados obtidos foram validados através de comparação com os disponíveis na literatura, mostrando eficácia e robustez da formulação. Assim sendo, foram realizadas as análises paramétricas para estacas isoladas e em grupos, cujos resultados demonstram pouca influência do ângulo de inclinação nos deslocamentos das estacas inclinadas isoladas; porém, para grupo de estacas inclinadas, o ângulo de inclinação apresenta maior relevância nas alterações dos deslocamentos.