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Título: Analysis of geosynthetic encased columns in very soft soil
Autor(es): Alkhorshid, Nima Rostami
Orientador(es): Araújo, Gregório Luis Silva
Coorientador(es): Palmeira, Ennio Marques
Assunto: Aterros
Solos - comportamento hidromecânico
Método dos elementos finitos
Análise numérica
Data de publicação: 4-Jun-2018
Referência: ALKHORSHID, Nima Rostami. Analysis of geosynthetic encased columns in very soft soil. 2017. xix, 127 f., il. Tese (Doutorado em Geotecnia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Resumo: De uma forma geral, parte das as áreas costeiras são cobertas por solos moles. Assim, a construção do aterro sobre esses solos problemáticos é sempre um desafio para engenheiros geotécnicos. Existem várias técnicas de melhoria dos solos para superar esses desafios. Nesse contexto, as colunas granulares têm apresentado sucesso para esse tipo de construção. Para solos muito moles, a aplicação de colunas granulares é de difícil execução e rendimento, tendo em vista o baixo confinamento lateral na parte superior da coluna. As colunas granuladas encamisadas com geossintéticos são uma técnica recentemente desenvolvida que tem sido utilizada com sucesso em vários projetos de aterros sobre solos moles. Esta pesquisa teve como objetivo estudar o desempenho de colunas encamisadas com diferentes tipos de materiais de encamisamento e de preenchimento das colunas. Para realizar isso, foram realizados testes laboratoriais em grande escala e também análises numéricas usando o Método dos Elementos Finitos. Foram utilizados três tipos de material de coluna (areia, brita e resíduos de construção) e também três tipos de geotêxtil tecido (G-1, G-2 e G-3) com diferentes valores de rigidez à tração. Os ensaios foram realizados com e sem encamisamento para avaliar a sua eficiência no aumento da capacidade de carga das colunas. A influência do método de instalação de vibro-deslocamento no solo circundante também foi estudada. Além disso, avaliou-se o papel das colunas na dissipação do excesso de poropressão e na pressão lateral imposta ao solo circundante. Finalmente, foram realizadas as análises dos testes laboratoriais e também a análise de uma simulação em escala real do aterro por meio do Método dos Elementos Finitos. Baseando-se nos resultados obtidos, os ensaios de laboratório indicaram que o papel do encamisamento em solos muito moles é de grande importância, pois melhorou consideravelmente o desempenho da coluna. Foi observado também que o uso de colunas de brita e de resíduo de construção aumentou a capacidade de carga comparando com a das colunas de areia, que método de instalação de deslocamento gerou excesso de poropressão e causou a densificação do solo circundante. Por sua vez, os resultados das análise numéricas mostraram boa concordância com os resultados obtidos nos ensaios. A análise numérica em escala real de um aterro indicou que as colunas próximas do meio do aterro sofriam mais recalque e que as colunas que estavam sob a talude do aterro foram mais afetadas pela deflexão lateral.
Abstract: Soft soils, commonly, can be encountered in coastal areas. Thus, embankment construction on these problematic soil is always a challenge for geotechnical engineers. There are several soil improvement techniques to overcome these challenges. Granular columns is one of the popular techniques for supporting embankments. When it comes to very soft soils, the application of granular columns is almost impossible, because of the low confinement provided by the surrounding soil. Geosynthetic encased granular columns is a recently developed technique that has been successfully used in various embankment projects dealing with soft soils. This research aimed at studying the performance of encased columns with different types of the encasement and column materials. Instrumented large scale laboratory tests as well as numerical analysis using the Finite Element Method were carried out. Three types of column material (sand, gravel and construction waste) and also three types of woven geotextile (G-1, G-2 and G-3) with different tensile stiffness were tested. The tests were performed with and without encasement to evaluate the efficiency of the former in increasing the load bearing capacity of the columns. The influence of the displacement installation method on the surrounding soil was also studied. In addition, the role of columns in dissipating excess pore water pressures and imposing lateral pressures to the surrounding soil was evaluated. Finally, the back analysis of the laboratory tests and also analysis of a full-scale embankment, using the Finite Element Method, were conducted. The laboratory tests indicated that the role of encasement in very soft soils is of paramount importance, since it considerably improved the column performance. It was also observed that the displacement installation method generated excess pore water pressures and caused consolidation of the surrounding soil. The back analyzed results showed good agreement with the tests results. Ultimately, the full scale analysis of an embankment indicated that the columns which were close to the middle of embankment presented larger settlements than those under the embankment slope, which were mainly affected by lateral deflection.
Informações adicionais: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017.
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Aparece nas coleções:ENC - Doutorado em Geotecnia (Teses)

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