Publicação: Análise experimental e numérica de radier estaqueado isolado com uma estaca em solo tropical na condição in situ
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA
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Nesta pesquisa, foi realizada uma análise do comportamento de fundações sujeitas à compressão axial por meio de provas de carga estática e lenta. Os testes foram conduzidos em protótipos de estaca isolada e radier estaqueado isolado (sapata com estaca) na região de Uberlândia, Minas Gerais, Brasil. A região apresenta predominantemente solo composto por areia silto-argilosa. Para o estudo, foram construídas duas estacas escavadas mecanicamente à trado, com 5 metros de comprimento e 0,25 metro de diâmetro. Uma sapata de coroamento com 1 metro de diâmetro e 0,20 metros de altura foi construída sobre uma das estacas. As estacas foram instrumentadas em diferentes profundidades, permitindo a análise do mecanismo de distribuição de carga entre a estaca e a sapata, bem como a comparação da transferência de carga ao longo do comprimento das estacas. Os resultados obtidos a partir das leituras da instrumentação possibilitaram a avaliação do comportamento dos protótipos. Para tanto, foi utilizado um modelo numérico em elementos finitos por meio do software RS2 da Rocsience para validar os resultados e permitir a extrapolação das análises numéricas realizadas. Verificou-se que o radier estaqueado isolado (sapata com estaca) apresentou um aumento de 10 % na capacidade de carga total em comparação com a estaca isolada. Observou-se também que a sapata absorveu 58 % da carga total aplicada na fundação, enquanto 42 % foram suportados pela estaca. Os resultados numéricos indicaram que, no radier estaqueado isolado, a estaca não impediu a formação de um bulbo de tensões, porém esse fenômeno resultou em um baixo atrito lateral da estaca na região. Por outro lado, a parte da estaca que se conecta à sapata atuou como uma estrutura monolítica, aumentando a rigidez e, consequentemente, a capacidade de carga, além de reduzir os recalques.
Abstract
In this research, an analysis of the behavior of foundations subjected to axial compression was
conducted through static and slow load tests. The tests were performed on prototypes of single
piles and single piled raft foundations (pile cap with pile) in the Uberlândia region, Minas
Gerais, Brazil. The region predominantly features silty-clayey sand soil. For the study, two
mechanically excavated bored piles were constructed, each with a length of 5 meters and a
diameter of 0.25 meters. A pile cap with a diameter of 1 meter and a height of 0.20 meters
was constructed on one of the piles. The piles were instrumented at various depths, allowing
for an analysis of the load distribution mechanism between the pile and the pile cap, as well
as a comparison of load transfer along the length of the piles. The results obtained from the
instrumentation readings enabled the evaluation of the behavior of the prototypes. To achieve
this, a finite element numerical model was employed using the RS2 software from Rocscience
to validate the results and enable the extrapolation of the conducted numerical analyses. It was
observed that the single piled raft foundation (pile cap with pile) exhibited a 10% increase in
total bearing capacity compared to the single pile. It was also noted that the pile cap absorbed
58% of the total applied load on the foundation, while 42% was supported by the pile. The
numerical results indicated that, in the single piled raft foundation, the pile did not prevent the
formation of a stress bulb. However, this phenomenon resulted in minimal skin friction of the
pile in the region. On the other hand, the part of the pile connected to the pile cap acted as a
monolithic structure, increasing stiffness, and consequently, bearing capacity, while also
reducing settlements
Palavras-chave
Radier estaqueado isolado, single piled raft, Prova de carga, Load test, Estaca instrumentada, Instrumented pile, Análise numérica, Numerical analysis, Métodos dos elementos finitos, Finite elements method
Citação
LOPES, Alisson Filmiano Andrade. Análise experimental e numérica de radier estaqueado isolado com uma estaca em solo tropical na condição in situ. 2023. 116 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia
Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.487.
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