Efeito da viscosidade no comportamento geomecânico de solos offshore

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Godoy, Vinícius Batista
• Orientador(a): Schnaid, Fernando
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Comportamento geomecânico; Viscosidade; Interação solo-estrutura; Estruturas offshore
• Palavras-chave em Inglês: Offshore soil; Viscosity; Rheology; Geotechnics; Geomechanical
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/256579

O estudo do comportamento geomecânico de solos marinhos é necessário e indispensável para a indústria petrolífera e de gás natural, uma vez que a otimização de metodologias de dimensionamento da infraestrutura offshore em contato com o solo (e.g. estacas torpedo, âncoras e mudmats) representa considerável economia de projeto e execução. Ainda há muito a se estudar em relação ao comportamento do solo offshore quando solicitado por um carregamento ou conjunto de cargas, tanto estáticas quanto dinâmicas. Quando estas solicitações possuem uma velocidade de deformação, ocorre a mobilização de uma resistência viscosa cuja magnitude deve ser considerada em projeto. Apesar da importância de tal análise, devido às dificuldades de extração de amostras à grandes profundidades, a bibliografia geotécnica brasileira carece de parâmetros e propriedades de solos marinhos para serem aplicados em projetos nacionais, especialmente àqueles relacionados a comportamento viscoso. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo o estudo da influência da viscosidade no comportamento geomecânico de solos offshore provenientes da Bacia de Pelotas, caracterizados por Limites de Liquidez entre 41 e 55, Limites de Plasticidade entre 21 e 26 e Índices de Plasticidade entre 20 e 29. O solo marinho apresenta elevados teores de silte (35,5 a 57,2%), cuja plasticidade aumenta com o aumento da lâmina d’água. Para a análise geomecânica foram usados ensaios que utilizam uma palheta cruciforme que solicitam o solo através da aplicação de torque. Ensaios de mini-palheta indicaram que o teor de umidade e a resistência não-drenada são inversamente proporcionais (exceto quando há efeito de congelamento a -2,0°C). Também foi demonstrado que a temperatura e a resistência nãodrenada são inversamente proporcionais. Os ensaios de viscosimetria demonstraram que o solo offshore se comporta como um fluído pseudoplástico para teores de umidade de 70%; 78% e 85%. Para maiores temperaturas, o coeficiente de viscosidade dinâmica diminui significativamente em uma relação de potência com o aumento da velocidade angular, sendo que para altas velocidades de deformação a influência da temperatura sobre a viscosidade diminui. Os resultados dos ensaios reométricos oscilatórios indicam que o solo offshore em menores temperaturas e teores de umidade apresentaram maior rigidez. No entanto, as amostras com maiores temperaturas apresentam menor estabilidade microestrutural, ou seja, menor trecho visco-elástico. Com base nestas análises fica evidenciado a necessidade da combinação de ensaios geotécnicos e ensaios reológicos para correta avaliação dos componentes da resistência cisalhante de solos marinhos, sendo o comportamento geomecânico e viscoso determinado, entre outros fatores, pelo teor de umidade, temperatura e velocidade de deformação.