José Renato Moreira da Silva de Oliveira
Resumo
O presente trabalho tem por objetivo abordar, sob o ponto de vista geotécnico, o problema de interação solo-estrutura aplicado a dutos, enterrados superficialmente em solos moles, submetidos a flambagem por carregamento axial causado por gradiente térmico. O foco principal da pesquisa se situa na resistência lateral oferecida pelo solo quando confinando a estrutura. Para tanto, foram realizadas duas séries de ensaios em centrífuga geotécnica, utilizando amostras de argila mole cinza do Rio de Janeiro e amostras produzidas artificialmente a partir de uma mistura de caulim e bentonita. Um aparato experimental de visualização de superfícies de ruptura foi concebido e construído para ensaios de modelagem física convencional. Um programa de velocimetria de partículas por imagem foi desenvolvido e utilizado para obter um campo real de deslocamentos. Uma série de simulações numéricas foi realizada no CENPES/PETROBRAS para comparação de resultados. A partir dos dados obtidos foi proposta uma formulação expedita de cálculo de reações horizontais e verticais, baseada em parâmetros simples do problema.
Abstract
This work focuses, on the light of soil mechanics, the soil-interaction problem of pipes shallowly embedded on soft clay, subjected to axial load due to thermal heating. The main goal is to evaluate the lateral soil reaction when constraining the pipe movement. In that way, two series of geotechnical centrifuge tests have been undertaken using natural soil from a Rio de Janeiro grey clay deposit and an artificial soil mixing kaolin and smectite. A special physical modeling apparatus has been conceived and constructed to allow visualization of the failure surfaces caused by soilstructure interaction. A particle image velocimetry program has also been developed to access the soil displacement pattern. Results has been compared with numerical analysis undertaken at CENPES/PETROBRAS with good agreement. A new formulation has been proposed to quickly evaluate the lateral and vertical soil reaction based on simple parameters.
