Fernando da Silva Oliveira
Título
Análise Numérica de Experimento para Avaliação dos Efeitos de Sobrecargas Assimétricas em Estacas
Resumo
Análises numéricas tridimensionais pelo Método dos Elementos Finitos têm se mostrado ferramentas de projeto promissoras para avaliar os efeitos em estacas devidos a sobrecargas aplicadas de forma assimétrica no terreno. Entretanto, toda modelagem numérica possui limitações devido a diversos fatores. Uma das melhores maneiras de aumentar a confiança ou de identificar limitações nestes programas de análise é modelar obras ou experimentos reais e comparar os resultados com aqueles apontados pela instrumentação. Neste trabalho utilizou-se o programa PLAXIS 3D para modelar um experimento em escala real realizado na Vila dos Atletas dos Jogos Olímpicos Rio 2016, na Baixada de Jacarepaguá, Rio de Janeiro/RJ. O experimento era composto por estacas pré-moldadas de concreto armado, ø50 e ø60cm, com comprimento em torno de 25m, que atravessavam uma camada de argila muito mole com cerca de 10m de espessura, ao lado das quais um aterro foi executado até uma altura de 6,7m ao longo de 6 semanas, sendo a instrumentação monitorada por mais 1 mês. As estacas foram instrumentadas apenas com tubos de inclinômetro. Foram testadas basicamente duas opções para a modelagem das estacas: 1ª) elementos de barra linear-elásticos e 2ª) elementos de volume elasto-plásticos. Os perfis de deslocamento horizontal, curvatura e momento fletor fornecidos pela 2ª opção se ajustaram bem ao indicado pelas medições de inclinômetro nas estacas. A 1ª opção só funcionou bem para baixos carregamentos, para os quais o concreto não fissurou significativamente e a aproximação linear-elástica é satisfatória.
Abstract
Three-dimensional numerical analysis by Finite Element Method have proven to be promising design tools to evaluate the effects on piles due to overloads applied asymmetrically on the ground. However, all numerical modeling has limitations due to several factors. One of the best ways to increase confidence in these analysis’ software or to identify their limitations is to model works or real experiments and compare the results with those raised by the instrumentation. In this work it was used the PLAXIS 3D software to model a full-scale experiment conducted in the Athletes’ Village from Rio 2016 Olympic Games, in the Jacarepaguá Lowlands, Rio de Janeiro/RJ, Brazil. The experiment was composed of concrete precast piles, ø50 and ø60cm, with a length around 25m, crossing a very soft clay layer about 10m thick, besides which an embankment was constructed to a height of 6,7m in a period of 6 weeks long, and the instrumentation was yet monitored for 1 month more. The piles were instrumented only with inclinometer casings. Basically two options for modeling the piles were tested: 1st) linear-elastic bar elements and 2nd) elastic-plastic volume elements. Horizontal displacement, curvature and bending moment profiles provided by the 2nd option fitted well the measurements indicated by the inclinometers in piles. The 1st option only worked well for low loads, for which the concrete did not significantly crack and linear-elastic approach was satisfactory.
