Estudo numérico das deformações volumétricas de um talude rodoviário frente à alteração do estado de tensões por influência de mudanças do nível d’água e da sucção no solo

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Silva, José Eduardo Prates Fernandes da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Talude rodoviário; Solo não saturado; Deformação; Modelo Básico de Barcelona; Elementos finitos; Road slope; Unsaturated soil; Settlement; Barcelona basic model; Finite element modeling
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/255670

A compreensão da dinâmica e o conhecimento da magnitude das deformações em obras de engenharia desempenha um papel fundamental na escolha da concepção de projetos, impactando diretamente na viabilidade, segurança, e vida útil de empreendimentos. O presente trabalho estuda, por meio de experimentos numéricos, o comportamento hidro-mecânico (HM) ao longo do perfil geotécnico de um talude de uma rodovia e os recalques desenvolvidos na superfície, resultantes da alteração do estado de tensões do solo devido ao efeito do rebaixamento do nível d’água realizado para possibilitar a implantação de uma travessia subterrânea. O talude caracteriza-se por um aterro compactado e apresenta-se com uma porção superior de solo não saturado, e outra, subjacente, saturada. Os experimentos foram conduzidos utilizando-se o Modelo Básico de Barcelona (BBM) por meio do programa CODE_BRIGHT, que permite o tratamento do problema de forma totalmente acoplada. Com o propósito de reproduzir um estado de tensão representativo da condição de campo do maciço, foram estabelecidas condições iniciais e de contorno ao modelo: carga distribuída, desempenhando o efeito do tráfego sobre a rodovia; condição de fluxo caracterizando a sucção matricial na superfície do terreno; condição de pressões ao longo do perfil do solo representativa à distribuição das pressões intersticiais da água e à posição inicial do nível freático; pressão aplicada nos drenos instalados no talude para simular a sucção a vácuo, encarregada pelo processo de rebaixamento do nível d’água. Como subsídio à análise do comportamento HM do talude, as variáveis grau de saturação, pressão do líquido, deslocamento vertical e deformação vertical foram selecionadas. Avaliou-se ao longo da profundidade do aterro a influência dos parâmetros p0*, λ(0), r, β, P0, ξ e k do modelo adotado em relação ao processo de variação volumétrica do solo em resposta ao efeito do rebaixamento do nível freático. Análises paramétricas foram conduzidas promovendo-se variações individuais nos valores de cada parâmetro avaliado, mantendo-se os demais parâmetros com seus valores originais. Os parâmetros p0*, λ(0) e k demonstraram uma influência significativa na resposta da variável deformação e no comportamento dos deslocamentos desenvolvidos na superfície do maciço. Por outro lado, os parâmetros r, β e P0 apresentaram uma baixa influência no comportamento volumétrico observado. A avaliação do parâmetro ξ foi comprometida pela condição de contorno inicial de pressões aplicada ao modelo, ainda assim os resultados obtidos evidenciaram uma relevante influência da massa de água retirada do solo no comportamento dos recalques desenvolvidos na superfície do terreno.