Cristian Yair Soriano Camelo
Título
Three-Dimensional Numerical Analysis of a Test Embankment on Geosynthetic-Encased Stone Columns
Resumo
As técnicas com colunas granulares são bastante empregadas para o melhoramento de solos onde a alta compressibilidade e a baixa resistência são observadas. Em solos muito moles as colunas granulares convencionais podem não receber o necessário confinamento da argila, sofrendo deformações radiais excessivas. Uma das soluções para superar esta dificuldade, é o encamisamento das colunas granulares com um geossintético de alto módulo de rigidez. Apesar das colunas granulares encamisadas serem uma técnica bastante estabelecida, poucos trabalhos avaliam à influência combinada da plataforma de trabalho e do reforço basal no comportamento do aterro. Nesta dissertação, apresentamse os resultados da modelagem numérica tridimensional (3D) de um aterro teste sobre colunas granulares encamisadas. Para tal, foram utilizados modelos numéricos de faixa 3D e célula unitária 3D. Um estudo paramétrico avaliou a influência da espessura do aterro de conquista e da rigidez do reforço na base do aterro e de encamisamento das colunas. Observou-se também, o efeito da instalação das colunas com modelos axisimmétricos 2D. Os resultados mostram que a plataforma de trabalho tem uma grande influência nos recalques totais, forças mobilizadas reforço basal e nos deslocamentos horizontais abaixo do aterro. As vantagens e limitações dos modelos numéricos 3D propostos também foram avaliadas nesta pesquisa.
Abstract
Compacted granular columns are widely used in the improvement of soils in which high compressibility and low strength are observed. In extremely soft soils, conventional stone columns may undergo excessive bulging due to the lack of lateral support provided by the surrounding soil. Wrapping the granular columns with geosynthetic materials can overcome this problem. Although the geosynthetic-encased stone column is a wellestablished method, few researchers have undertaken a study of the combined influence of the working platform and basal reinforcement on the behavior of the supported embankment. This thesis presents results from three-dimensional (3D) numerical modelling of a test embankment on encased stone columns. 3D strip and 3D unit cell models were used to perform a series of sensitivity analyses by varying the working platform’s thickness, basal geogrid stiffness, and encasement stiffness. Stone column installation effects were also studied by means of 2D axisymmetric numerical models. Numerical results showed that the working platform had a significant influence on total settlement, tensile forces mobilized on basal reinforcement, and maximum soil horizontal deformation beneath the embankment. The advantages and limitations of the proposed 3D numerical models are also discussed.
