Estudo em câmara de calibração do comportamento de fundações por estacas helicoidais em areia muito compacta - Silva, Diego Moreira da (2020)
Ensaios em câmara de calibração têm sido utilizados em vários estudos para investigar o comportamento de fundações por estacas sob condições controladas. Nos ensaios de campo em verdadeira grandeza, instrumentações de estacas e do solo são onerosas e em alguns casos difíceis de realizar. Além disso, a variabilidade do solo é um obstáculo para comparações, e para avaliar efeitos geométricos no comportamento das fundações por estacas. Deste modo, os ensaios em câmara de calibração podem ser uma abordagem interessante para explorar alguns aspectos da interação solo-estaca. Por essa razão, uma câmara de calibração de grande porte foi construída na Universidade de São Paulo (ESSC/USP) para investigar o comportamento de fundações por estacas helicoidais. Para este fim, a presente tese foi dividida em duas partes. Na primeira parte, a câmara de calibração foi projetada e construída. Nesta parte, foi realizada uma modelagem numérica para definir as dimensões do tanque e outros acessórios, para que o equipamento pudesse reproduzir uma simulação aceitável das condições de campo. Na segunda e principal parte da tese, vários experimentos foram realizados em estacas modelo instrumentadas instaladas em areia sob condições de sobrecarga vertical controladas, a fim de investigar alguns aspectos fundamentais para o projeto de fundações por estacas helicoidais ainda pouco estudados até o momento. As forças de instalação e o comportamento carga-deslocamento das fundações helicoidais dependem das características das placas helicoidais. Portanto, para este estudo, nove ensaios em câmara de calibração foram realizados, em estacas instrumentadas de hélice única em areia muito compacta, para avaliar a influência da área da hélice e da condição de sobrecarga vertical nas forças de instalação e no desempenho das fundações helicoidais submetidas a esforços de tração e de compressão. Para ajudar na compreensão do comportamento da fundação estudada, sensores de tensão vertical foram instalados no solo. Para as configurações e condições das estacas testadas nesta tese, os resultados dos experimentos mostraram que: (i) a área da hélice influencia o torque de instalação, mas não influencia as forças verticais de instalação; (ii) a tensão de ruptura relativa a hélice da estaca submetida a tração diminui com o aumento da área, no entanto a área da hélice não influencia a tensão de ruptura relativa a hélice da estaca submetida a compressão; (iv) o fator de torque (razão entre capacidade de carga a tração e torque de instalação) tende a diminuir quando a tensão de sobrecarga vertical aumenta.