Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A presente dissertação apresenta um estudo do comportamento de um muro de gravidade flexível submetido a carregamentos sísmicos. A influência do carregamento sísmico, e mais precisamente da variação da aceleração horizontal de pico é avaliada num estudo paramétrico, através da análise dos resultados obtidos para os deslocamentos e acelerações horizontais que ocorreram no paramento do muro de gravidade. Optou-se pela análise ao longo do tempo, introduzindo o carregamento sísmico ao modelo numérico do qual fazia parte o muro de gravidade através de 5 históricos temporais de acelerogramas horizontais normalizados em 0,05g, 0,10g, 0,15g, 0,20g e 0,25g. O evento sísmico de origem dos acelerogramas normalizados foi o terremoto ocorrido no Chile em 27 de fevereiro de 2010 e medido na estação em San Jose de Maipo, a 332,7km do epicentro do terremoto. Utiliza-se um software computacional aplicado à Geotecnia, o Plaxis, para a calibração de um modelo numérico em situação estática e posterior desenvolvimento das análises paramétricas em condições sísmicas. As análises realizadas para avaliação do comportamento do muro de gravidade em condição sísmica foram a verificação da influência da variação do acelerograma horizontal normalizada introduzido na base do modelo nos valores das acelerações e deslocamentos horizontais atuantes no muro e a verificação da influência do carregamento sísmico em comparação com a situação estática, comparando-se os valores dos deslocamentos horizontais obtidos na análise estática e nas análises dinâmicas. Os fatores que influenciam potencialmente nos resultados numéricos em condições sísmicas foram apresentados, destacando-se os aspectos relacionados à modelagem numérica em condição de sismo. Os modelos constitutivos oferecidos, a possibilidade de incorporação do carregamento sísmico na base do modelo e a possibilidade de consideração do amortecimento visco-elástico de Rayleigh nos materiais são as principais qualidades do Plaxis, utilizado na modelagem numérica. Avaliou-se positivamente a potencialidade do Plaxis, visto que o programa mostrou-se uma ferramenta capaz de simular o comportamento de muros de gravidade sujeitos a carregamentos sísmicos.

Esta tese aplica o conceito de energia complementar para a determinação da capacidade de carga última de estaca cravada no ensaio de carregamento dinâmico de energia crescente. O ensaio de carregamento dinâmico com impactos de energia constante só permite obter a resistência estática mobilizada do modelo de CASE ou de SMITH com base na teoria da equação da onda e no Pile Driving Analyzer. A aplicação de impactos de energia crescente mostra que a curva de resistência estática - deslocamento dinâmico apresenta: a) trecho linear crescente seguido de trecho que se curva até que a tangente se torna vertical ou b) trecho crescente quase linear até um pico de resistência, seguido de uma curva de descarga até um determinado valor que corresponde à tangente vertical ou, c) trecho linear crescente seguido de trecho curvo cuja tangente não se verticaliza e onde a resistência volta a crescer. A ruptura do sistema estaca - maciço de solos é caracterizada pela energia complementar que passa em um máximo sempre que a resistência mobilizada atinge um pico. No pós-ruptura o excesso de energia aplicada e o excesso de trabalho das forças de amortecimento do impacto, em relação ao pico máximo, crescem linearmente com o nível de energia cinética aplicada. / This thesis suggests how to evaluate the ultimate bearing capacity of driven piles by using dynamic load tests with increasing energy. The dynamic load test with constant energy blows only allows the determination of the mobilized static resistance (CASE and SMITH\'s model), by using the wave equation theory and the Pile Driving Analyzer. The application of increasing energy blows shows that this static resistance: a) increases with increasing energy and then becomes constant or; b) increases with increasing energy up to a peak resistance and thereafter first decreases and then becomes constant or, c) starts to increase with increasing energy, then remains constant and after some blows starts to increase again. lt is shown that the rupture of the pile-soil system is characterized by the kinetic complementary energy reaching an upper limit when the impact mobilizes the maximum static pile capacity. All the energy or work done by damping forces, in excess of this maximum or peak situation, increases linearly with increasing energy.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A presente dissertação apresenta um estudo do comportamento de um muro de gravidade flexível submetido a carregamentos sísmicos. A influência do carregamento sísmico, e mais precisamente da variação da aceleração horizontal de pico é avaliada num estudo paramétrico, através da análise dos resultados obtidos para os deslocamentos e acelerações horizontais que ocorreram no paramento do muro de gravidade. Optou-se pela análise ao longo do tempo, introduzindo o carregamento sísmico ao modelo numérico do qual fazia parte o muro de gravidade através de 5 históricos temporais de acelerogramas horizontais normalizados em 0,05g, 0,10g, 0,15g, 0,20g e 0,25g. O evento sísmico de origem dos acelerogramas normalizados foi o terremoto ocorrido no Chile em 27 de fevereiro de 2010 e medido na estação em San Jose de Maipo, a 332,7km do epicentro do terremoto. Utiliza-se um software computacional aplicado à Geotecnia, o Plaxis, para a calibração de um modelo numérico em situação estática e posterior desenvolvimento das análises paramétricas em condições sísmicas. As análises realizadas para avaliação do comportamento do muro de gravidade em condição sísmica foram a verificação da influência da variação do acelerograma horizontal normalizada introduzido na base do modelo nos valores das acelerações e deslocamentos horizontais atuantes no muro e a verificação da influência do carregamento sísmico em comparação com a situação estática, comparando-se os valores dos deslocamentos horizontais obtidos na análise estática e nas análises dinâmicas. Os fatores que influenciam potencialmente nos resultados numéricos em condições sísmicas foram apresentados, destacando-se os aspectos relacionados à modelagem numérica em condição de sismo. Os modelos constitutivos oferecidos, a possibilidade de incorporação do carregamento sísmico na base do modelo e a possibilidade de consideração do amortecimento visco-elástico de Rayleigh nos materiais são as principais qualidades do Plaxis, utilizado na modelagem numérica. Avaliou-se positivamente a potencialidade do Plaxis, visto que o programa mostrou-se uma ferramenta capaz de simular o comportamento de muros de gravidade sujeitos a carregamentos sísmicos.

Desde a década de 1980 diversos autores apresentaram correlações entre provas de carga estática e ensaios de carregamento dinâmico em estacas. Para uma boa correlação é fundamental que os testes sejam bem executados e que atinjam a ruptura segundo algum critério, como o de Davisson, por exemplo, além de levar em conta o intervalo de tempo entre a execução da prova de carga estática e do ensaio dinâmico, face ao efeito \"set up\". Após a realização do ensaio dinâmico realiza-se a análise CAPWAP que permite a determinação da distribuição do atrito lateral em profundidade, a carga de ponta e outros parâmetros dos solos tais como quakes e damping. A análise CAPWAP é realizada por tentativas através do procedimento \"signal matching\", isto é, o melhor ajuste entre os sinais de força medido pelos sensores e o calculado. É relativamente fácil mostrar que a mesma solução pode ser obtida através de dados de entrada diferentes. Isso significa que apesar de apresentarem cargas mobilizadas próximas o formato da curva da simulação de prova de carga estática, obtida pelo CAPWAP, assim como a distribuição do atrito lateral, podem ser diferentes, mesmo que as análises apresentem \"match quality\" (MQWU) satisfatórios. Uma forma de corrigir o formato da curva simulada do CAPWAP, assim como a distribuição do atrito lateral, é através da comparação com provas de carga estática (PCE). A sobreposição das duas curvas, a simulada e a \"real\", permite a determinação do quake do fuste através do trecho inicial da curva carga-recalque da prova de carga estática, que por sua vez permite uma melhor definição da distribuição do atrito lateral e da reação de ponta. Neste contexto surge o conceito de \"match quality de recalques\" (MQR). Quando a PCE não está disponível, propõe-se efetuar um carregamento estático utilizando o peso próprio do martelo do bate-estaca (CEPM). Mostra-se, através de dois casos de obra, em que estavam disponíveis ensaios de carregamento dinâmico e PCEs, que esse procedimento permite obter uma melhor solução do ponto de vista físico, isto é consistente com as características do subsolo e com a curva carga-recalque da PCE, e não apenas matemático, através da avaliação do \"match quality\" (MQWU). / Since the 1980s a lot of authors showed correlations between static load tests and dynamic load tests on piles. For a good correlation it is necessary a good execution of the load test, also it is necessary to choose a capacity value from the results of the static load test, for example, the Davisson Offset limit load. The time of execution between the static load test and the dynamic load test should be considered because of the set up effect. Dynamic data may be further analyzed by CAPWAP Method to evaluate the soil resistance distribution, the toe resistance, quake and damping values. It is a signal matching method. Its results are based on the \"best possible match\" between computed pile top variable such as the pile top force and its measured equivalent. It is easy to demonstrate almost the same pile capacity on CAPWAP using different soil parameters. It means that even the pile capacity is almost the same, the shape of the pile top load-displacement of the CAPWAP Method and the shaft friction distribution can be different, although all results confirm good match quality. One way to correct the shape of the top loaddisplacement of the CAPWAP Method, as well as the shaft friction distribution, is by comparisson to a static load test. Overlaying both curves, the static load test and the CAPWAP Method, it is possible to determine the shaft quake value on the initial loads on the top load-displacement curve, allowing this way a improvement of the shaft resistance distribution and the toe resistance. In this context arises the concept of \"match quality of settlements\". When the static load test is not avaliabe, this thesis proposes a static load test using the hammer\'s weight of the pile driving machine. It is shown by two case studies that were available static load tests and dynamic load tests, this procedure allows a better solution on physics aspects, this is consistent with the subsoil conditions and the load-settlement curve of the static load test, not only a mathematical solution based on match quality.

Fundações constituídas de estacas pré-moldadas cravadas têm, na questão dos controles executivos, significativas vantagens em relação às estacas moldadas in loco: desde a simplicidade executiva dos diagramas de cravação até a sofisticação teórica dos ensaios de carregamento dinâmico, há sempre a possibilidade de expeditas verificações de comportamento da cravação, de homogeneidade de estaqueamento e até estimativas da capacidade de carga. No entanto, assim como o grande número de dispositivos de controle para esse tipo de estaca representa uma vantagem, a diversidade de formas existentes de interpretá-los representa, igualmente, uma desvantagem. Em face disso, a presente pesquisa compilou 881 registros de ensaios de carregamento dinâmico (708 em estacas de concreto e 173 em estacas de aço) e os comparou com as estimativas de resistência da Equação de Energy Approach. A aplicabilidade da equação foi testada aos dois materiais de estaca, principalmente quando se estudaram variações do parâmetro Ksp em relação às diversas grandezas envolvidas na cravação, seus extremos empíricos e uma proposta de calibração à fórmula dinâmica por meio desse parâmetro chave. O estudo dos ensaios dinâmicos também levou à proposição de uma equação para se estimar a energia efetivamente transferida à estaca no golpe do martelo por meio da nega e do repique elástico. O presente estudo também dedicou uma seção à questão das tensões dinâmicas de compressão na cravação, avaliando estimativas de tensões por meio da Equação de Gambini e propondo duas versões alternativas ao método: uma primeira, simplificada e uma de cunho prático, com objetivo de possibilitar rápidas estimativas das tensões de compressão quando ainda em campo. / Driven precast piled foundations have significant advantages in respect of quality control over cast-in-place piles - from the executive simplicity of the blow count diagrams to the theoretical sophistication of dynamic load tests - there is always the possibility of fast and practical driving behavior check, homogeneity and even load capacities estimation. However, as the large number of available quality controls represents an advantage, that diversity can equally represent a disadvantage in respect to interpretation and methodology. Therefore, the present research compiled 881 records of dynamic load tests (708 on concrete piles and 173 on steel piles) and compared them with the resistance estimation with the Energy Approach Equation. The applicability of the equation was tested for both materials, especially when studying its main parameter (Ksp) variation related to several variables involved in pile driving, its empirical extremes and a calibration to the dynamic formula by means of Ksp. The study of the dynamic tests also led to the proposition of an equation to estimate the effective transferred energy to the pile in the hammer stroke by means of the blow count (set) and the elastic rebound. The study also devoted a section to the issue of dynamic compression stresses during driving, evaluating it through Gambini\'s Equation and proposing two alternative versions of that formula: a simplified one and a practical formulation in order to enable field estimations.