Modelo constitutivo NorSand aplicado à areia de duna de Natal

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Araújo, Plenyo Nahen Gonzaga
• Orientador(a): Santos Júnior, Olavo Francisco dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Engenharia civil; Modelo Norsand; Areia; Modelo elastoplástico; Estado crítico
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/49790

O estudo do comportamento dos solos é fundamental para o êxito na prevenção e mitigação de desastres. Isto porque os movimentos de massa ocorrem em proporções catastróficas, levando a prejuízos materiais e até perda de vidas. A ocorrência de um fluxo de massa despertou a necessidade de avaliar o comportamento da areia de duna de Natal quanto à suscetibilidade à liquefação estática. Para isso, foi realizada uma investigação numérica utilizando um modelo constitutivo elastoplástico. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho do modelo NorSand na análise do comportamento da areia de duna de Natal em diferentes condições de drenagem e estado do solo. O NorSand é um modelo baseado na Mecânica dos Solos dos Estados Críticos, cujo parâmetro de estado referencia as propriedades do modelo. A obtenção dos parâmetros foi conduzida através da análise dos resultados de 16 ensaios de compressão triaxial submetidos a diferentes condições de confinamento, compacidade e drenagem. A validação do modelo foi realizada por meio da comparação com os ensaios de laboratório. A parametrização em ensaios não-drenados foi realizada com vistas ao melhor ajuste das curvas nessa condição, bem como uma análise da variação do índice de vazios em areias fofas. Além disso, foram simulados ensaios triaxiais em amostras submetidas a tensões intermediárias. As curvas resultantes dos ensaios drenados e não-drenados com pressão de confinamento de 100 kPa em amostras contrativas foram comparadas com os resultados do modelo Mohr-Coulomb. A calibração dos parâmetros do modelo permitiu o ajuste razoável das curvas dos ensaios simulados em comparação aos ensaios reais. A parametrização avaliou a influência das propriedades do modelo na condição não-drenada, de modo que as propriedades relacionadas ao estado de tensões e ao endurecimento plástico indicaram maior influência nas curvas. A variação do índice de vazios em amostras fofas apresentou a ocorrência de liquefação estática até atingir a condição de perda total da resistência. As simulações adotando tensões intermediárias apresentaram o comportamento esperado do solo quando submetido a esses valores de tensão, bem como constataram a validação do modelo. Além disso, foi observado o refinamento do modelo NorSand frente ao Mohr-Coulomb, para as mesmas condições de estado, drenagem e confinamento. A curva tensão-deformação das simulações drenadas identifica o comportamento final similar para os modelos, mas a semelhanças se restringem somente a essa situação. Na condição não-drenada, o modelo Mohr-Coulomb apresenta resultados irreais para a ocorrência de liquefação estática.