Edwal Hiromi Sanomia
Título
Desenvolvimento de Curvas P-Y para Argilas Através do Método dos Elementos Finitos
Resumo
As estacas sob carregamentos laterais têm sido usadas como fundações de estruturas oceânicas em diversas aplicações. Para o projeto destas estacas, devido à simplicidade e à rapidez das análises, vários modelos de análise baseiam-se nas curvas de resistência lateral do solo vs deslocamento lateral da estaca (p-y). As curvas p-y clássicas são baseadas em modelos experimentais em escala real. No entanto, esses ensaios restringiram-se a estacas cilíndricas e a locações com solos homogêneos. Por outro lado, os modelos tridimensionais baseados nos métodos em elementos finitos (MEF) permitem que sejam representadas estacas de geometrias não convencionais e solos não homogêneos. O objetivo deste trabalho é obter curvas p-y para argilas a partir de modelos tridimensionais, utilizando-se o MEF. As formulações para as curvas p-y foram desenvolvidas para diferentes perfis de resistência do solo, tanto para estacas de seções tubulares, como para estacas com aletas (torpedos). Para obtenção dos parâmetros necessários para construção das curvas p-y, utilizaram-se metodologias já consagradas. As curvas p-y desenvolvidas foram comparadas com as curvas clássicas de base experimental, utilizando-se novas formulações geradas através da regressão simbólica ou pelo ajuste de equações hiperbólicas. Conclui-se que as curvas p-y obtidas possuem caraterísticas não lineares bem definidas, mas apresentam comportamento mais rígido em relação as curvas sugeridas por normas.
Abstract
The piles under lateral loads have been used as foundations for offshore structures in several applications. For the design of these piles, due to simplicity and speed of analysis, a number of analysis models use lateral soil resistance vs lateral displacement of pile (p-y) curves. The classical p-y curves are based on experimental full-scale models. However, these tests were restricted to cylindrical piles and locations with homogeneous soils. On the other hand, the finite element methods (FEM) allow that three-dimensional models represent piles with non-conventional geometries and not homogeneous soils. The purpose of this work is to obtain p-y curves for clays from three-dimensional models by FEM. The p-y curves were developed for different soil strength profiles, with cylindrical piles and piles with fins (torpedo pile). Established methodologies were used to derive the parameters that define the p-y curves. The developed p-y curves were compared with classical criteria using new formulations obtained by symbolic regression or by adjusting hyperbolic equations. The main conclusion is that developed p-y curves have well defined non-linear characteristics, but exhibit more rigid behavior regarding the curves suggested by codes.
