Eduardo Oliveira Muguet
Resumo
Nesta dissertação são apresentados os resultados de modelagens matemáticas aplicadas à análise do ensaio Ensaio de Penetração Padrão (SPT) Mecanizado. O objetivo principal é estabelecer modelos teóricos coerentes com dados experimentais coletados em campanhas de sondagens realizadas com auxílio de um equipamento brasileiro. O equipamento possui martelo com formato tipo "donut", com guia interna, e seu levantamento é feito de forma automática através de acoplamento mecânico e acionamento hidráulico.
Ao longo da pesquisa são analisados os principais fatores intervenientes envolvi-dos na realização deste tipo de ensaio de campo e são propostos modelos matemáticos simples para o entendimento da física do choque entre a massa batente e o conjunto amostrador/hastes. As equações desenvolvidas serviram para quantificar a com-ponente de atrito que ocorre na guia do martelo e descrever as perdas energéticas envolvidas no processo.
Outros aspectos envolvidos no mecanismo de transferência de energia até o amos-trador padrão são medidos experimentalmente em duas sondagens executadas em localidades distintas. Os resultados são apresentados na forma de fatores de eficiên-cia.
Adicionalmente, uma avaliação da coerência dos resultados obtidos foi realizada através de comparações com modelos dinâmicos pelo método dos elementos finitos desenvolvidos pelo autor.
Abstract
This dissertation presents the results of mathematical modeling applied to the analysis of the Mechanized Standard Penetration Test (SPT). The main objective is to establish theoretical models consistent with experimental data collected in subsurface explorations campaigns carried out with the aid of a brazilian equipment. The equipment has a "donut" shaped hammer, with internal guide, and its lifting is done automatically with mechanical coupling and hydraulic drive.
Throughout the research, the main intervening factors involved in carrying out this type of field test are analyzed and simple mathematical models are proposed for understanding the physics of the collision between the mass and sampler/rods set. The developed equations served to quantify the friction component that occurs in the hammer guide and describe the energy losses involved in the process.
Other aspects involved in the energy transfer mechanism to the standard sampler are experimentally measured in two drillings carried out in different locations. The results are presented in the form of efficiency factors.
Additionally, an evaluation of the coherence of the results obtained was accom-plished through comparisons with dynamic models using the finite element method developed by the author.
