Submitted by Gisele Machado Mota null (giselemmota@gmail.com) on 2017-05-08T16:44:34Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Gisele_M_Mota.pdf: 8332659 bytes, checksum: f2402d344c43cc96f068e2cb9c3b7841 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-05-08T17:16:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Gisele_M_Mota.pdf: 8332659 bytes, checksum: f2402d344c43cc96f068e2cb9c3b7841 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-08T17:16:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Gisele_M_Mota.pdf: 8332659 bytes, checksum: f2402d344c43cc96f068e2cb9c3b7841 (MD5) Previous issue date: 2017-03-09 / As construções nos grandes centros urbanos requerem cada vez mais o uso do espaço subterrâneo. Diante dessa necessidade, são necessárias estruturas de contenção eficientes de modo a garantir uma escavação segura e sem comprometimento das estruturas vizinhas. Muitos são os métodos de dimensionamento de estruturas de contenção e os programas disponíveis para este dimensionamento são na maioria deles, comerciais e de interface mais complexa. Este trabalho avalia o potencial do programa Ftool, criado por Luiz Fernando Martha junto ao Tecgraf/PUC-Rio para análise de estruturas, como ferramenta preliminar para o dimensionamento de uma cortina atirantada, mostrando que o programa de computador com apelo em estruturas poderá ser aplicado em geotecnia. O caso principal estudado foi de uma cortina atirantada executada na cidade de Curitiba, estado do Paraná, numa região onde o solo pertence da Formação Guabirotuba. Esta obra contava com instrumentação por inclinômetros posicionada na região mais crítica da estrutura onde foram observadas medidas de deslocamentos horizontais acima dos previstos em projeto. Ao final das simulações chegou-se a uma curva de deslocamentos horizontais a qual foi comparada àquela obtida pela instrumentação (inclinômetro e carga dos tirantes). Para as análises adotou-se o módulo de elasticidade do solo igual a duas vezes e meia o número de golpes do SPT e uma extensão equivalente ao espaçamento entre vigas. Os deslocamentos finais previstos ficaram dentro da faixa dos deslocamentos medidos. Ao final, uma discussão é apresentada quanto à modelagem da cortina pelo Ftool no que diz respeito ao uso do elemento mola formando o modelo de Winkler. / Building in urban centers increasingly requires the use of underground space. Faced with this, efficient Reinforced Walls are required to ensure safe excavation of neighboring structures. Several design methods for this structures and softwares are available, most of them commercial and with a complex interface. This study evaluates the potential of the software Ftool, created by Tecgraf / PUC-Rio for analysis of structures, as a preliminary tool for anchored wall’s design. The principal case studied here, is an anchored wall built in the city of Curitiba, state of Paraná, in a region where the soil belongs to the Guabirotuba Formation. This work counted with instrumentation by inclinometers positioned in the most critical region of the structure where bigger horizontal displacements measurements were observed those the predicted in project. At the end of the simulations a horizontal displacement curve was reached which was compared to that obtained by the instrumentation. The expected final displacements were within the range of measured displacements. A discussion is presented at the end regarding the modeling of the wall by Ftool, with respect to the use of the Winkler’s spring element model.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O presente trabalho procura contribuir para o estudo da influência de escavações nos recalques superficiais de construções vizinhas, tema este de grande interesse em regiões urbanas, com grande concentração de construções. Apresenta-se uma análise detalhada dos principais métodos empíricos disponíveis na literatura para a previsão dos recalques deflagrados por escavações vizinhas. Detalham-se alguns aspectos de uma ferramenta numérica utilizada, bem como sua validação à análise de escavações escoradas pela aplicação do MEF. Um caso de obra bem documentado em pesquisas anteriores é selecionado para uma análise que procura confrontar os resultados da previsão procedida pelos métodos empíricos, pelo método numérico, com os resultados experimentais. A presente pesquisa mostrou que o método empírico de Hsieh e Ou (1998) foi o que revelou uma melhor capacidade de previsão do comportamento observado no caso de obra analisado, tanto na avaliação do recalque máximo como na obtenção do perfil de recalques superficiais com a distância à face da escavação. A aplicação da modelagem numérica ao caso de obra selecionado confirmou as observações ressaltadas por alguns autores, revelando sua capacidade de reproduzir de forma bastante satisfatória os deslocamentos horizontais da parede, porém apresentando um resultado menos aproximado na previsão dos recalques superficiais. / The present thesis aims at contributing to the study of the influence of excavations on settlements of nearby structures. This is a theme of major interest in urban areas where a concentration of tall buildings is very common. A detailed analysis of the main available empirical methods is presented dealing with the settlement prediction caused by nearby excavations. Some aspects of the numerical tools employed in the analysis are also detailed. The validation of the numerical analysis is made through a comparison of its results for a strutted excavation with the results of the same application using a well estabilished method, adopted in design, based on plastic equilibrium equations. A case history extensively documented in previous research was chosen for a comparative analysis confronting the prediction of ground surface settlement during excavation based on empirical methods and also by means of the numerical approach. The results are then compared with the experimental data. The present research has shown that the empirical method proposed by Hsieh and Ou (1998) best reproduced the experimental behavior. Not only has the method been able to predict the maximum settlement but it has also shown ability to predict the ground settlement profile. The numerical analysis of the selected case history confirmed the observations of some authors that the finite element analysis is able to predict horizontal displacements of the excavation wall but less accurately predict ground surface settlements.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O presente trabalho procura contribuir para o estudo da influência de escavações nos recalques superficiais de construções vizinhas, tema este de grande interesse em regiões urbanas, com grande concentração de construções. Apresenta-se uma análise detalhada dos principais métodos empíricos disponíveis na literatura para a previsão dos recalques deflagrados por escavações vizinhas. Detalham-se alguns aspectos de uma ferramenta numérica utilizada, bem como sua validação à análise de escavações escoradas pela aplicação do MEF. Um caso de obra bem documentado em pesquisas anteriores é selecionado para uma análise que procura confrontar os resultados da previsão procedida pelos métodos empíricos, pelo método numérico, com os resultados experimentais. A presente pesquisa mostrou que o método empírico de Hsieh e Ou (1998) foi o que revelou uma melhor capacidade de previsão do comportamento observado no caso de obra analisado, tanto na avaliação do recalque máximo como na obtenção do perfil de recalques superficiais com a distância à face da escavação. A aplicação da modelagem numérica ao caso de obra selecionado confirmou as observações ressaltadas por alguns autores, revelando sua capacidade de reproduzir de forma bastante satisfatória os deslocamentos horizontais da parede, porém apresentando um resultado menos aproximado na previsão dos recalques superficiais. / The present thesis aims at contributing to the study of the influence of excavations on settlements of nearby structures. This is a theme of major interest in urban areas where a concentration of tall buildings is very common. A detailed analysis of the main available empirical methods is presented dealing with the settlement prediction caused by nearby excavations. Some aspects of the numerical tools employed in the analysis are also detailed. The validation of the numerical analysis is made through a comparison of its results for a strutted excavation with the results of the same application using a well estabilished method, adopted in design, based on plastic equilibrium equations. A case history extensively documented in previous research was chosen for a comparative analysis confronting the prediction of ground surface settlement during excavation based on empirical methods and also by means of the numerical approach. The results are then compared with the experimental data. The present research has shown that the empirical method proposed by Hsieh and Ou (1998) best reproduced the experimental behavior. Not only has the method been able to predict the maximum settlement but it has also shown ability to predict the ground settlement profile. The numerical analysis of the selected case history confirmed the observations of some authors that the finite element analysis is able to predict horizontal displacements of the excavation wall but less accurately predict ground surface settlements.

[pt] Este estudo analisa o caso de um aterro experimental construído em escala real ao lado de um estaqueamento, em um terreno composto por uma espessa camada de argila mole, situado na baixada de Jacarepaguá, Rio de Janeiro. No local do aterro, foi realizada uma vasta investigação geotécnica e um monitoramento composto por placas de recalque, piezômetros e inclinômetros instalados ao longo da profundidade do terreno e das estacas adjacentes ao aterro. O movimento horizontal do solo na extremidade do aterro devido à natureza assimétrica do carregamento gera esforços ao longo da profundidade das estacas instaladas na adjacência dessa sobrecarga. Esse fenômeno, conhecido na literatura brasileira como Efeito Tschebotarioff é influenciado por diversos fatores, entre eles pelo adensamento do solo, pelo efeito de grupo e pela distância do estaqueamento em relação à base do aterro, cujas análises de suas influências fazem parte do objetivo desse trabalho. A influência do adensamento no desenvolvimento dos deslocamentos horizontais em profundidade foi analisada com base nos resultados obtidos por meio da instrumentação de campo. Já as influências do efeito de grupo e da distância do estaqueamento em relação à base do aterro foram analisadas por meio de uma análise numérica bidimensional utilizando o programa Plaxis 2D. Os resultados da instrumentação mostraram que a razão entre os deslocamentos horizontais máximos e os recalques é de cerca de 0,16 ao longo de todo o alteamento do aterro. Com relação à modelagem numérica, seus resultados mostraram que o efeito de grupo pode reduzir os deslocamentos horizontais nas estacas traseiras em cerca de 14 por cento e os momentos fletores em até 58 por cento. Além disso, foi observado que os deslocamentos horizontais e esforços nas estacas somente podem ser considerados desprezíveis a partir de distâncias correspondentes a cerca de 2,5 vezes a espessura de solo mole. / [en] This study analyzes the case of an experimental embankment constructed in real scale alongside a pile group in a field composed of a thick layer of soft clay, located in the lowland of Jacarepaguá, Rio de Janeiro. The monitoring of the experiment was composed by settlement plates, piezometers and inclinometers installed throughout the depth of the ground and piles adjacent to the embankment. The horizontal movement of the soil at the border of the embankment generates stresses along the depth of the piles installed adjacent to the surcharge due to the asymmetric nature of this load. This phenomenon, known in the Brazilian literature as the Tschebotarioff Effect, is influenced by several factors. In this work, the influence factors that were studied are the soil consolidation, the group effect and the distance of the piles from the base of the embankment. The influence of the consolidation on the development of deep horizontal displacements was analyzed based on the results obtained through field instrumentation. On the other hand, the influence of the group effect and the distance of the piles from the embankment base were analyzed using a two-dimensional numerical analysis in the Plaxis 2D program. The results of the instrumentation showed that the ratio between the maximum horizontal displacements and the settlements is around 0,16 throughout the entire embankment elevation. Regarding numerical modeling, their results showed that the group effect can reduce horizontal displacements in the rear piles by around 14 per cent and the bending moments by up to 58 per cent. In addition, it has been observed that horizontal displacements and stresses on the piles can only be considered negligible from distances corresponding to about 2.5 times the soft soil thickness.