Análise de confiabilidade geotécnica de estruturas de contenção em balanço executadas em areia - Florêncio, Luiz Augusto da Silva (2018)
Estruturas geotécnicas estão sujeitas a incertezas decorrentes da variabilidade natural do solo e do conhecimento limitado dos diversos eventos envolvidos. Nesse sentido, a avaliação de incertezas em projetos geotécnicos pode ser feita mediante aplicação da teoria da confiabilidade. Entretanto, apesar da adoção de analises probabilísticas em normas internacionais e pesquisas científicas, pode-se dizer que, no Brasil, sua aplicação ainda é escassa, especialmente, em estruturas de contenção. Desse modo, nesse trabalho apresenta-se um estudo sobre confiabilidade geotécnica de contenções de estacas em balanço executadas em areia. Rotinas de cálculo computacional para análise de confiabilidade foram inicialmente desenvolvidas utilizando-se a linguagem Python. O primeiro grupo de rotinas foi desenvolvido para Estado Limite Último (ELU) através do método FORM (First Order Reliability Method) e da simulação de Monte Carlo. O segundo grupo de rotinas refere-se à análise de confiabilidade para Estado Limite de Serviço (ELS) mediante simulação de Monte Carlo. Uma contenção com características tipicamente executadas na cidade de Natal-RN foi analisada utilizando-se as rotinas desenvolvidas e para a realização de um estudo paramétrico. Para o ELS utilizou-se ainda o software de elementos finitos Plaxis 2D para obter os deslocamentos horizontais da contenção. A contenção analisada apresentou alta confiabilidade para o ELU com probabilidade de falha nula para os dois métodos probabilísticos e alto índice de confiabilidade tanto para o FORM quanto na simulação de Monte Carlo. Para o ELS, o aumento dos deslocamentos horizontais máximos permitidos diminuiu a probabilidade de falha e aumentou o índice de confiabilidade da contenção, em ambos os casos, com tendência linear. As análises de sensibilidade revelaram que o ângulo de atrito do solo foi a variável mais influente no ELU e ELS na grande maioria dos casos. O peso específico seco, por sua vez, teve baixa influência em todas as análises. Os métodos de sensibilidade aplicados juntos com o Plaxis 2D tiveram resultados satisfatórios para as avaliações da função de estado limite realizadas. Em relação à análise paramétrica, o superdimensionamento da ficha da contenção executada diminuiu a influência da variabilidade das propriedades do solo nos resultados. O efeito da variação das características do solo nos resultados só foi expressivo adotando-se valores de ficha menores que o executado. Nesse caso, considerando a profundidade de escavação constante, o aumento da ficha diminuiu a probabilidade de falha usando os dois métodos probabilísticos e os valores dos pontos de projeto fornecidos pelo FORM. A distribuição lognormal diminuiu a probabilidade de falha das análises no ELS.