Análise numérica do processo de instalação de estacas de deslocamento utilizando o Método do Ponto Material

Abstract

A capacidade de carga de uma fundação sobre estacas é governada pelas propriedades iniciais e o estado do solo ao redor da estaca depois da instalação desta. As estacas de deslocamento, durante sua instalação, modificam as tensões e a densidade do solo e, portanto o seu estado. No entanto, esta mudança das propriedades e do estado do solo ainda não é bem conhecida. Neste trabalho utilizou-se o método numérico chamado Método do Ponto Material para simular o processo de instalação de estacas. Para isto foi primeiramente estudado e validado o código NairnMPM que se baseia nesse método numérico. Algumas implementações precisaram ser realizadas no código para simular materiais com comportamento mais parecido com o solo. Foram implementados e validados os modelos constitutivos Cam Clay modificado e Subloading Cam Clay. Para a validação do código numérico e dos modelos implementados no caso da cravação de estacas foram realizados várias simulações. Na primeira delas, o processo de cravação de uma estaca em condições não drenadas foi simulado e comparado com o método de trajetória de deformações superficiais (SSPM), posteriormente foi realizada a simulação de um ensaio a escala reduzida da cravação de uma estaca em areia seca. Além destes, foi realizada a simulação de um ensaio em centrífuga da cravação de uma estaca em areia seca. De forma geral, as validações realizadas mostram a capacidade da ferramenta numérica de simular o processo de cravação da estaca e as variações de tensões que surgem no contorno desta. No final, foi realizada uma análise paramétrica do processo de cravação de estacas e obtiveram-se conclusões sobre os fatores que mais influenciam neste processo. Por fim, conclui-se que as análises do processo de instalação de estacas podem levar a projetos otimizados, uma vez que estas análises conseguem capturar fenômenos que não são observados quando as análises partem da estaca já introduzida no solo.