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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Análise Numérica da Estabilidade de Taludes Empregando Estacas como Elemento de Reforço
Alternate title (s): Evaluation of the Use of Piles as a Stabilizing Element for Slope Stability
Author: Resende, Paula Tannús
First Advisor: Garcia, Jean Rodrigo
First member of the Committee: Albuquerque, Paulo José Rocha de
Second member of the Committee: Paschoalin Filho, João Alexandre
Summary: Nesta dissertação, analisa-se a estabilidade de taludes reforçados com estacas considerando a variabilidade estatística dos parâmetros geomecânicos do solo e paramétricos da geometria e posição das estacas. Foram modeladas situações com variação das características do reforço em estacas (posição da estaca no talude, comprimento, diâmetro e espaçamento entre eixos). A análise da estabilidade dos taludes reforçados com estacas é avaliada a partir dos resultados dos fatores de segurança em termos determinístico e probabilístico e a partir da probabilidade de falha. Analisou-se, portanto, o comportamento e a variação do fator de segurança com a implementação do reforço em diferentes situações e condições do solo. O comportamento da estaca como elemento de reforço e a resposta do maciço foram avaliados a partir de um modelo em elementos finitos 2D, visando obter o comportamento mecânico do elemento rígido frente as tensões oriundas no movimento de massa da superfície de ruptura. Para tanto, foram empregados métodos teóricos e ferramentas computacionais nas análises, por meio dos programas computacionais Slide e RSPile, que utilizam o método do equilíbrio limite para verificar a estabilidade de talude e as curvas p-y para análise das estacas, respectivamente. As análises complementares sob o aspecto tensão-deformação foram realizadas por meio do programa computacional RS2, que permite obter o comportamento do maciço e a ação das tensões sobre o elemento de reforço. Em seguida, foi realizada análise dos deslocamentos e esforços na estaca. Concluiu-se que o aumento de diâmetro e a diminuição do espaçamento entre estacas contribuem para uma maior estabilidade do talude; que o melhor posicionamento para as estacas é próximo à crista do talude e que o fator de segurança aumenta com o aumento do comprimento da estaca, porém, existe um comprimento mínimo para que a estaca mobilize esforços no talude e um comprimento máximo a partir do qual não há ganhos significativos na estabilidade. Os deslocamentos na estaca obtidos tanto pela análise tensão deformação como pelas curvas p-y estão dentro do considerado admissível pela literatura.
Abstract: In this master's thesis, the stability of slopes reinforced with piles is analyzed considering the statistical variability of the geomechanical parameters of the soil and geometric parameters and position of the piles. Situations were modeled with variation of the reinforcement characteristics (position of the pile on the slope, length, diameter and spacing between pile’s axes). The stability analysis of the pile-reinforced slopes is evaluated from the results of the safety factors in deterministic and probabilistic terms and from the probability of failure. The behavior and variation of the safety factor with the implementation of reinforcement in different situations and soil conditions was analyzed. The behavior of the pile as a reinforcement element and the massif’s answer is evaluated from a 2D finite element model, in order to obtain the mechanical behavior of the rigid element in the face of the stresses due to the mass movement of the slip surface. For that, theoretical methods and computational tools were used in the analyzes, using the Slide and RSPile softwares, which use the limit equilibrium method to verify the slope stability and the p-y curves to analyze the piles, respectively. Complementary analyzes under the stress-strain aspect were carried out using the RS2 software, which allows to obtain the behavior of the massif and the action of the stresses on the reinforcement element. The displacements and efforts at the pile were also analyzed. It was concluded that the increase of the pile’s diameter and the decrease of the pile’s spacing contributes to a better slope stability; that the best position for the pile is near the top of the slope and that the factor of safety increases as the pile’s length increases but it exists a minimum length for witch the pile mobilizes the stresses in the slope and a maximum length for witch increasing even more the pile’s length doesn’t result in a better stability. The displacements that resulted from the analysis with FEM and from de p-y curves were both admissible according to the literature.
Keywords: Talude reforçado
Strengthened slope
Estacas
Piles
Elemento de reforço
Reinforcement element
Esforço horizontal
Horizontal stress
Estabilidade de taludes
Slope stability
Análise tensão deformação
Strain stress analyses
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA::FUNDACOES E ESCAVACOES
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA::OBRAS DE TERRA E ENROCAMENTO
Subject: Engenharia civil
Construção civil
Estruturas
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil
Quote: RESENDE, Paula Tannús. Análise numéria da Estabilidade de Taludes Empregando Estacas como Elemento de Reforço. 2021. 196 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.6035
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.6035
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31714
Date of defense: 6-Apr-2021
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Civil

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