Geraldo Magela Francisco

Título



Estudo dos Efeitos do Tempo em Estacas de Fundação em Solos Argilosos

Orientador(es)



Francisco de Rezende Lopes, Paulo Eduardo Lima de Santa Maria e Dirceu de Alencar Velloso

Resumo



Esta tese se propõe a contribuir para um melhor entendimento dos efeitos da viscosidade do solo, traduzidos pela fluência e pela relaxação de tensões em uma estaca cravada em argila mole. O trabalho foi dividido em três partes: uma teórica, uma experimental e outra de análise dos dados. Na primeira parte, eminentemente teórica, foram estudados os conceitos da viscosidade, da fluência e da relaxação de tensões. Foram estudadas, particularmente, algumas aplicações da fluência ao caso de estacas cravadas em solo argiloso. A segunda parte, eminentemente experimental, consistiu na realização de ensaios em uma estaca-modelo, cravada no depósito argiloso mole próximo ao Rio Sarapuí (Rio de Janeiro). Foram realizados, ainda, ensaios de laboratório para a caracterização do solo do campo experimental, seguidos de ensaios de SPT, palheta, piezocone e de provas de carga rápida e de equilíbrio. Os ensaios de fluência e relaxação de tensões foram executados e constituem o conjunto de dados principal da tese. A terceira parte se dedicou à análise do conjunto de dados medidos nos ensaios de fluência e de relaxação de tensões, utilizando os conceitos da viscoelasticidade linear e não-linear e uma abordagem semi-empírica. Esta abordagem semi-empírica resultou na sugestão de um modelo que permite partir da função de relaxação de tensões e chegar à função de fluência, principal contribuição do presente trabalho.

Abstract



This thesis intends to contribute to a better understanding of the effects of soil viscosity on the behaviour of piles driven in soft clay. These effects are often observed as creep and load (or stress) relaxation. The work was divided in three parts, the first being a theoretical study, the second an experimental work and the third the analysis of the experimental data. In the first part, eminently theoretical, the concepts of the viscosity, creep and stress relaxation are reviewed. In particular, applications to creep of piles driven in clays are studied. The second part, a field experiment with a model pile driven in a soft clay deposit near Rio Sarapuí (Rio de Janeiro) is presented. Laboratory tests, for the characterisation of the soil of the test site, field tests, such as SPT, vane test, piezocone test, and both short and long term pile load tests are described. Creep and stress relaxation tests constitute the main data of this part of the work.  The third part is dedicated to the analysis of the experimental data obtained with both creep and stress relaxation tests. The concepts of linear and non-linear viscoelasticity are used together with a semi-empirical approach. The semi-empirical approach allows the suggestion of a model which starts from the stress relaxation function and introduces a creep function. This model turns to be the main contribution of the present thesis.

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