Lucas Chinem Takayassu
Resumo
O comportamento dinâmico causado por sismos em taludes submarinos heterogêneos, similares aos encontrados na costa sudeste brasileira, apresenta grande complexidade. A ruptura de talude, poderia acarretar a avaria ou até a ruptura de estruturas petrolíferas no leito submarino, causando grandes prejuízos ambientais e financeiros. Como parte de um projeto de pesquisa com a PETROBRAS, foram realizados diversos ensaios sísmicos centrífugos, sendo um destes um perfil heterogêneo de solo composto de uma camada de areia de Hostun entre duas camadas de argila Speswhite. O modelo centrífugo com medidas de poropressões, deslocamentos laterais e acelerações, foi acelerado à 60g e submetido a carregamentos dinâmicos aplicados em sua base. O perfil de resistência do solo e a velocidade de onda cisalhante foram avaliados, tanto em voo como a 1g, utilizando ensaios de CPT, T-bar e Air-hammer. Em paralelo, foi feita uma análise complementar utilizando a metodologia da velocimetria por imagem de partículas (PIV), validada com os resultados dos acelerômetros e dos LVDTs.
Utilizando um código no MATLAB®, diversos valores do módulo cisalhante e do amortecimento foram obtidos com os resultados centrífugos. Diversas curvas de degradação dos módulos de cisalhamento foram ajustadas com os dados obtidos pelo código. Ao final, um modelo numérico do tipo shear beam é desenvolvido no programa OpenSEES PL, diversos ajustes foram realizados no modelo para convergir com os valores obtidos pelo modelo centrífugo.
Abstract
The dynamic behavior caused by earthquakes on heterogeneous submarine slopes, similar to those found on the southeastern Brazilian coast, presents great complexity. The rupture of such submarine slopes could lead to the damage or even rupture of oil structures on the seabed, causing great environmental and financial losses. As part of a research program supported by PETROBRAS, several centrifuge tests were carried out, one of which a heterogeneous soil profile model composed of a layer of Hostun sand between two layers of Speswhite clay. The centrifuge model with pore pressure, lateral displacement and acceleration measurements, was accelerated at 60g and subjected to dynamic loads applied to its base. The soil resistance profile and shear wave velocity were evaluated, both in flight and at 1g, using CPT, T-bar and Air-hammer tests. In parallel, a complementary analysis was carried out using the methodology of particle image velocimetry (PIV), validated with the results of accelerometers and LVDTs. Using a MATLAB® code, several values of the shear modulus and damping were obtained with the centrifuge results. Several shear modulus degradation curves were fitted with the data obtained by the code. At the end, a numerical shear beam model is developed in the OpenSEES PL program and several adjustments were made to the model aiming the convergence with values obtained by the centrifuge model.
