A análise e projeto de grandes estruturas de engenharia requerem, geralmente, a utilização de fundações profundas baseadas em estacas de aço ou concreto armado. Sendo o problema de natureza tridimensional pelas condições de contorno e a variação espacial das propriedades do solo, necessita-se de uma ferramenta computacional capaz de simular esse tipo de problema em situações de interesse, tais como carregamento sísmico ou quase-estático por consolidação. Neste trabalho, propõe-se um modelo numérico tridimensional baseado no método dos elementos finitos sob pequenas deformações para a modelagem do problema de interação solo-estaca sob carregamento estático, quase-estático e dinâmico. Elementos finitos hexaédricos são utilizados para representar o meio poroso saturado e as estacas de concreto armado. Considera-se a interação parcial entre ambos meios, mediante a inclusão de elementos de interface capazes de simular separação e escorregamento. A não-linearidade física de todos os materiais envolvidos é considerada mediante a utilização da teoria de plasticidade, onde esquemas de integração explícita são utilizados. Um modelo constitutivo baseado na teoria de plasticidade generalizada é utilizado para simular o fenômeno de liquefação em areias. No caso da estaca de concreto armado, utilizou-se um modelo de fissuras distribuídas para representar o processo de fissuração, enquanto a armadura de reforço pode ser representada por uma camada distribuída equivalente ou por um modelo discreto incorporado. Exemplos numéricos são apresentados para validar a correta implementação do modelo numérico. / Deep foundations using steel or reinforced concrete piles are conmmonly used in large civil engineering structures. Due to the three-dimensional nature of the problem, its boundary conditions and spatial variability of soil properties, it is necessary to employ numerical models that must be able to simulate this problem under seismic loading as well as under quasi static consolidation processes. A three-dimensional numerical model based on the finite element method, for the static, quase-static and dynamic analysis of the soil-pile interaction problem under the small strain assumption is proposed in this work. For this purpose, coupled hexahedral finite elements are used to represent soil and concrete piles. Interface elements are used to simulate slip, bonding and opening processes at the soil-pile interface. Material nonlinear behaviour of the soil and concrete are considered by using the theory of plasticity, where explicit integration schemes are used. A suitable constitutive model based on the generalized theory of plasticity is employed to represent the liquefaction phenomena in sands under cyclic loading. For the concrete pile, a smeared approach is used to represent concrete cracking due to traction stresses, while both an equivalent smeared layer representation or a discrete unidimensional representation can be used for modeling the reinforcing steel. Numerical examples are presented in order to validate the implementation of the numerical model.

Este trabalho estuda as variáveis que influenciam as estimativas de recalques em aterros sobre solos moles com drenos verticais e pré-carregamento com vácuo. É realizada revisão bibliográfica em duas vertentes. Primeiro sobre as teorias de adensamento vertical, radial e com sobrecarga de sucção a vácuo, aplicadas no Estudo de Caso e necessárias para a estimativa dos recalques. Segunda sobre probabilidade e estatística aplicada à geotecnia, utilizada para contemplar a variabilidade e a incerteza dos parâmetros geotécnicos de forma científica. Na prática, a dificuldade interposta por custo e prazo para determinação dos parâmetros geotécnicos necessários para o desenvolvimento do projeto determinaram se a propriedade geotécnica buscada seria definida diretamente ou estimada por meio de propriedades índice, ambos os casos apresentando incertezas. Lambe (1973) discutiu a acurácia dos projetos geotécnicos e concluiu que somente com a compatibilidade entre dados e métodos é que se obtêm previsões geotécnicas acuradas. Análises de recalques são realizadas a partir dos dados do Estudo de Caso, de acordo com as questões práticas importantes: a magnitude dos recalques e o tempo necessário para o seu desenvolvimento. São interpretados ensaios de adensamento em laboratório do Estudo de Caso a respeito da sua qualidade, dos parâmetros geotécnicos medidos e da representatividade da amostra em relação ao solo aluvionar heterogêneo tratado. Dois métodos de cálculo da sobrecarga a vácuo são utilizados, a saber: constante com a profundidade, de uso corrente e mais simples; e decrescente com a profundidade, conforme teoria recente e mais sofisticada. Os parâmetros geotécnicos inferidos pelas sondagens e ensaios realizados são comparados com os parâmetros aferidos de melhor ajuste à instrumentação por meio de retroanálise paramétrica. Para melhor compreender a importância e influência das variáveis que afetam a acurácia das análises realizadas são utilizados métodos probabilísticos a partir das informações disponíveis. Por fim, os resultados obtidos em ambos os locais e com os métodos de previsão utilizados são confrontados quanto à acurácia obtida. / The present research studies the variables that influence settlement estimates in embankments on soft soil with vertical drains and vacuum preloading. The analysis of the existing literature on the topic is twofold. Firstly, it concerns the theories on vertical and radial consolidation, as well as consolidation under vacuum overload, applied in the Case Study and necessary for estimating settlements. Secondly, it regards probability and statistics applied to geotechnics, used to take into account the variability and uncertainty of geotechnical parameters in a scientific manner. In practice, the difficulty posed by costs and deadlines when defining the geotechnical parameters that are necessary for developing the project determined whether the geotechnical property sought would be either directly defined or estimated through index properties, with both scenarios presenting uncertainty. Lambe (1973) discussed the accuracy of geotechnical predictions and concluded that it is only possible to obtain accurate geotechnical forecasts when data and methods are compatible. Settlement analyses are performed based on data from the Case Study, according to important practical issues: settlement levels and the time that is necessary for its development. Consolidation laboratory tests concerning the Case Study are interpreted regarding their quality, the geotechnical parameters measured and sample representativeness in relation to the heterogeneous alluvial soil that has been treated. Two methods for calculating vacuum overload are used, namely, one that is constant with depth (simpler and more broadly used) and one that decreases with depth (following a more recent and more sophisticated theory). The geotechnical parameters inferred through borings and tests that have been carried out are compared with the parameters that best suit instrumentation through parametric back analysis. With a view to better understanding the importance and influence of the variables that affect the accuracy of the analyses performed, probabilistic methods are employed based on the information available. Finally, the results obtained in both sites and through the forecast methods used are compared in regard to the accuracy obtained.

A pesquisa trata do fenômeno do embuchamento em estacas metálicas tubadas cravadas com ponta aberta. O fenômeno em questão ocorre quando, ao se cravar uma estaca com ponta aberta, o solo que se acumula em seu interior forma um “plug”, ou bucha, que altera seu comportamento, tornando-o semelhante ao de uma estaca de ponta fechada sob carregamento estático e, por vezes, até sob carregamento dinâmico. Muitas estacas escavadas, executadas com a presença de lâmina d’água, de rio, de lagoa ou de região portuária, têm como única alternativa de execução, ou alternativa mais viável economicamente, a utilização de camisas metálicas cravadas, de grande diâmetro, para que se atinja a cota de projeto. Se o fenômeno do embuchamento fosse aproveitado, nesse caso específico, a estaca agiria de maneira semelhante a uma cravada de ponta e não a uma escavada, e os coeficientes de segurança utilizados em seu dimensionamento mereceriam uma melhor avaliação. O fenômeno do embuchamento foi apresentado e caracterizado através das referências bibliográficas. Para se avaliar e compreender melhor o fenômeno, utilizou-se modelo matemático baseado nas Leis ou Relações de Cambefort, modificadas por Massad, que, através da curva carga-recalque no topo, permitiram obter o fator de majoração do atrito lateral (μ), que quantifica as cargas residuais presas na ponta em uma estaca. Através do fator μ, obtido em provas de carga encontradas na bibliografia, e da avaliação do formato da curva carga recalque no topo, que pode denunciar, qualitativamente, as fases de mobilização do atrito lateral e da carga de ponta, foi possível comparar o comportamento de estacas tubadas cravadas de ponta aberta, embuchadas e de ponta fechada. A determinação do atrito lateral unitário máximo (fmáx), para os solos atravessados por estas mesmas estacas, e sua posterior comparação com os valores disponíveis na bibliografia de referência, revelou a consistência dos resultados obtidos e que a aplicação dos procedimentos adotados nesta pesquisa requerem que as provas de carga estáticas sejam levadas até a ruptura ou a grandes deformações. / This MSc thesis dealt with the plug phenomenon in open-ended-toes steel pipe piles. This phenomenon occurs when, in the driving process of an open-ended toe pile, the soil that gets into its base alters its behavior, making it similar to one of a close-ended toe under static load and, sometimes, even under dynamic load. Many bored piles, installed with the presence of a water level, on a river, lake or a harbor area, have as the most feasible alternative the use of steel pipes, of large diameter, to achieve the project level. If the plug phenomenon was used, in this specific case, the pile would act in a similar manner of a driven pile and not of a bored pile, and the safety factors used on its calculation would deserve a better evaluation. The plug phenomenon was presented and characterized through the bibliographic references. To evaluate and better comprehend the phenomenon, a mathematical model based on the Cambefort’s Laws, modified by Massad, were used. This model was applied to the load-settlement curve at the top of the pile and allowed to obtain the magnifier factor (μ), that considers residual loads as friction loads. Using the μ factor, obtained in load tests gathered from the literature, and evaluating the shape of the load settlement curve at the pile head, that can denounce, qualitatively, the mobilization phases of the shaft load and the base load, it was possible to establish a relationship between the behavior of driven steel pipe piles, with plugged open-ended toes, and with close-ended toes. The determination of the ultimate unit shaft friction (fu), for the same piles, and its comparison with the existing data on literature, revealed that the values originated from the research were reliable and the procedures adopted in the research required the carrying of the static loads up to the ultimate load or, at least, to a great deformation.

Um ensaio de carga dinâmica pode ser efetuado em tubulões, estacas hélice continua, estacas moldadas in situ ou estacas cravadas. Tal ensaio se baseia na Teoria da Propagação de Onda em estacas e visa avaliar a capacidade de carga estática mobilizada a partir do evento dinâmico. A análise do ensaio é feita mediante um programa (p.e. CAPWAP ou DLTWAVE), computacional que leva em conta tanto os sinais de força e velocidade obtidas em campo e o modelo do sistema estaca-solo Este trabalho apresenta uma metodologia para atualização bayesiana dos parâmetros de Smith da teoria de propagação de onda, levando em conta não só os sinais registrados, mas também a informação geotécnica-probabilista prévia sobre estes parâmetros. Uma aproximação semelhante já foi aplicada pelo orientador da pesquisa à estimativa de parâmetros geotécnicos de rochas a partir de medidas de deslocamento em túneis, e de campos de permeabilidade a partir de observações piezométricas em barragens. A técnica proposta está baseada firmemente em conhecimento empírico geotécnico que fornece o ensaio e erro do procedimento usual de comparação de sinais: a atualização bayesiana permite aos parâmetros afetados por incerteza maior ter um ajuste proporcionalmente maior de acordo com observações. O máximo deslocamento elástico (quake), o fator de amortecimento (damping) e a resistência estática unitária, de cada trecho da estaca, são considerados variáveis aleatórias com distribuições prévias estimadas dependendo do local de cravação da estaca. Discute-se e calcula-se a correlação cruzada entre parâmetros diferentes e autocorrelação ao longo de profundidade da estaca. As observações são escolhidas do sinal calculado por um software de análise de sinais de cravação, em espaços regulares ao longo do tempo. Postula-se um modelo linear de observação, pesquisa-se tal linearidade, também, deriva-se uma matriz de sensibilidade (ligando cada parâmetro a cada observação), e estimam-se também as incertezas nas observações (sinais). O resultado final é uma distribuição de parâmetros de Smith ao longo da profundidade de estacas, atualizada de acordo com as observações. A aproximação proposta é aplicada em sinais de um dos momentos da cravação, no final da cravação (\'end of driving\', EOD). / An dynamic loading test can be performed in concrete piles, bored piles, drilled shafts, auger cast-in-place (continuous flight auger) piles. Such essay bases on the Theory of the Propagation of Wave in piles with the aim of evaluate the capacity of static load mobilized from the dynamic event. The analysis of the test is made by a PC program (p.e. CAPWAP or DLTWAVE), that takes into account the signals of force and velocity obtained in field and the pile-soil model. This work presents a methodology for bayesian updating of Smith\'s parameters, taking into account not just the recorded signals, but also the prior geotechnical-probabilistic information about these parameters. A similar approach has already been applied by the senior author to the estimation of rock geotechnical parameters from displacement measurements in tunnels, and of permeability fields in embankment dams from piezometric observations. The proposed technique is deemed more firmly based on sound geotechnical knowledge than the usual trial and error signal matching procedure: bayesian updating allows for parameters affected by larger uncertainty to undergo proportionately larger adjustment according to observations. Quake, damping and static resistance are considered random variables, with prior distributions assessed from information about the geotechnical characteristics of the soils the pile is driven into. Cross-correlation between different parameters and auto-correlation along pile depth are discussed and estimated. Signals measured at some properly selected times are the chosen observations. A linear observation model, linking observations to parameters, is postulated, linearity is investigated, a sensitivity matrix (linking each parameter to each observation) is derived, and uncertainty in the observations (signals) is estimated. The final result is a distribution of Smith\'s parameters along pile depth, updated in accordance with the observations. The proposed approach is tested in end of driving (EOD) signal.

O tema \"segurança de fundações\" tem merecido especial atenção, tanto na lide acadêmica quanto na prática profissional, em virtude da necessidade de se buscar soluções cada vez mais otimizantes para a dicotomia custo versus segurança, soluções essas que diferem pela forma de tratamento das incertezas envolvidas no projeto e execução das fundações. As provas de carga sobre as fundações têm desempenhado papel central na redução dessas incertezas. Ultimamente, tem-se discutido muito, particularmente no âmbito da revisão da NBR 6122, o papel das provas de carga na redução das incertezas inerentes a qualquer obra de fundações. Se é ponto pacífico que as provas de carga devem reduzir as incertezas, já não há consenso quanto aos níveis dessa redução em função do tipo e da quantidade de provas de carga, nem tampouco como a variabilidade dos resultados das provas de carga efetuadas em dada obra influenciam no fator de segurança. Desta feita, o presente trabalho apresenta uma formulação consistente para combinação das previsões de capacidade de carga de estacas de deslocamento com as informações derivadas da realização de provas de carga estáticas conduzidas até a ruptura ou ensaios de carregamento dinâmico, propiciando a atualização racional dos indicadores de segurança, segundo os conceitos da inferência bayesiana. Os resultados permitem consignar que a inferência bayesiana se apresenta com grande vantagem em relação à inferência clássica, pois permite a incorporação das informações anteriores existentes, muitas vezes de caráter subjetivo, sendo menos dependente de amostragem. Além disso, a inferência bayesiana se mostrou um instrumento legítimo para a incorporação dos resultados de provas de carga, decorrendo em medidas de segurança fundamentadas e com paralelo na prática da engenharia de fundações. / The theme of \"foundations safety\" deserves special attention in theory and practice, due to the need to find optimized solutions, which balance cost and safety, solutions that differ in their method of uncertainty treatment. An important way of coping with these uncertainties is the proof pile load tests. Recently, the importance of proof load tests in the reduction of uncertainty has been widely discussed, mainly in the context of the NBR 6122 update. Despite their importance, there is no universally accepted standard regarding how the type and the number of proof load tests influence the safety factor. This work uses the bayesian inference concepts to present a consistent approach, which matches predictions of precast pile capacity with proof pile load tests results, thus providing a rational updating of safety indicators. The results of this study lead to the conclusion that bayesian inference methods have advantages compared with classical approaches. Since they allow the consideration of previous information, sometimes of a subjective nature, these methods do not require as large a sample as frequency approaches do. Furthermore, these methods have proved to be more robust than classical approaches whilst providing results which are consistent with current practice of foundation engineering.

Este trabalho constitui uma pesquisa minunciosa sobre a participação da sociedade civil brasileira na promoção e na defesa do patrimônio arqueológico do país por meio de entidades associativas. Buscamos, nos princípios da moderna doutrina do Direito Ambiental, as premissas balisadoras das possibilidades de efetivação dessa participação, observando que a presença do Estado ainda se faz forte e, por isso, a proteção do patrimônio arqueológico vem sendo concebida como uma tarefa exclusivamente sua. Em face disso, nos propusemos a realizar um contraponto ao sistema jus-político comprometido com uma administração pública que, além de ineficiente, olvida da colaboração popular na construção dos processos democráticos. Chamamos a atenção para o fato de que essa participação é consagrada constitucionalmente como um direito e um dever de cidadania. Além disso, pomos em relevo a tendência mundial de conferir um caráter gerencial às administrações públicas contemporâneas, o que favorece o diálogo entre o Estado e a sociedade civil. Fundamentamos nossa reflexão no campo do Direito Ambiental constitucional brasileiro, recorrendo à literatura que toma o patrimônio arqueológico como um bem ambiental de caráter difuso, assim como à literatura que trata dos institutos participativos da sociedade civil junto à Administração Pública e dos mecanismos que favorecem seu acesso ao Poder Judiciário. Concluímos que, para o cumprimento dos princípios do Direito Ambiental, é crucial que o controle e a defesa do patrimônio arqueológico sejam realizados com a colaboração das entidades civis organizadas nos moldes do Terceiro Setor. / This work is an accurate research on the participation of the Brazilian civil society in the promotion and defense of the country archaelogic site/wealth through associative entities. We seeked in the principles of the modern doctrine of the Environmental Law the premises that limit the possibilities of effecting this participation, noticing that the presence of the State is still strong and for this reason, the protection of the archaelogic site has been conceived as an exclusively State task. So, we proposed to put into practice a counterpoint to the jus-political system engaged to a public administration that besides being inefficient forgets the popular collaboration in the construction of the democratic processes. We call the attention to the fact that this participation is constitutionally sanctioned as a right and a duty of citizenship. Besides, we put in evidence the world-wide tendency to give a management feature to the contemporary public administrations, which allows a dialogue between State and civil society. We supported our reflection in the field of Brazilian constitutional Environmental Law by running over the literature that proposes the notion of difuse and collective interests as well as the literature that deals with civil society participatory institutes adjoining to the Public Administration, and the mechanisms that promote its access to the Judicial Power. We got to the conclusion that to the accomplishment of the principles of the Environmental Law it is crucial that the control and defense of the archaelogical site - which we consider a property of difuse feature - are made with the collaboration of civil entities organized in the moulds of the Third Sector.

A racionalização e a industrialização da construção civil têm promovido o sistema construtivo baseado em elementos de concretos pré-moldados. O comportamento das ligações entre os elementos pré-moldados constitui uma das principais preocupações dos projetistas, sendo as ligações entre a superestrutura e as fundações determinantes na estabilidade e na distribuição de esforços solicitantes da estrutura. O comportamento de blocos sobre estacas com ligações para pilares pré-moldados possui particularidades em razão do diferente mecanismo de transferência de forças do pilar para o bloco mediante a ligação. Neste trabalho é estudado o comportamento de blocos de fundação apoiados sobre quatro estacas com cálice totalmente embutido para ligação com pilar pré-moldado. O estudo baseou-se em análise numérica não-linear de modelos tridimensionais considerando a fissuração do concreto, a presença de armadura e a interface de ligação. O comportamento de blocos com pilares submetidos à força vertical centrada e excêntrica foi descrito em termos de força última, panorama de fissuração, fluxo de tensões principais e tensões nas armaduras do bloco. Os resultados indicam a ocorrência de transferência de esforços do pilar para a fundação a partir das paredes do cálice de interface lisa, entretanto com intensidade insuficiente para a formação de bielas de compressão, e o risco da ocorrência de punção em blocos onde os pilares são ligados por cálices de paredes lisas. / The rationalization and the industrialization of the civil constructions have stimulated the construction process based on precast elements. One of the main designer\'s worries is about the behavior of the joints between precast elements, and the joints between superstructure and the foundations which are determinant in the construction stability and behavior of elements. In reason of the mechanism of transference of the forces from column to pile-cap by socket connections, the behavior of pile-caps with joints for precast columns has some specificity. The behavior of four-pile caps with embedded socket for precast columns joints is studied in this research. The study is based in nonlinear numerical analysis of three dimensional models considering the cracking in concrete, the reinforcement and the joint interface. The behavior of pile caps under centered and eccentric vertical force is described by ultimate force, cracking patterns, principal stresses flow and reinforcements strains. The results suggests that occurs the transfer of forces from column to the pile cap in the socket walls with smooth interface, however the intensity is not enough to form the struts, and the risk of development of punching shear in pile caps which columns are connected by smooth interface socket walls.

O atual modelo de atenção à saúde do Brasil tem suas origens no modelo biomédico flexneriano, idealizado e implantado nos Estados Unidos por meio da ação combinada do corporativismo médico local e do grande capital. Sua importação e implantação se insere nas relações gerais de dependência econômica e subordinação política do nosso País aos interesses norte-americanos, desde as últimas décadas do século XIX até as primeiras décadas do século XX. O objetivo desta tese é identificar e analisar como as grandes fundações norte-americanas, financiadoras do modelo de atenção médica originado a partir da publicação do Relatório Flexner em 1910, mais os interesses capitalistas, tanto do grande capital internacional quanto nacionais, e o corporativismo médico brasileiro, construíram o modelo de atenção médico-hospitalar no Brasil e o moldaram à sua conveniência, de sorte a torná-lo hegemônico, preparando o terreno para a implantação da fase seguinte, a do complexo médico-industrial. Para tanto, apropriando-se do discurso dominante da ciência, deverão introduzir-se no Estado ou com ele manter estreito relacionamento, de forma a controlá-lo ou dirigí-lo ainda que parcialmente, privilegiando seus interesses, enquanto vestidos de um discurso que se pretende assistencialista, promovendo a expansão da base de assistência médica individual para cristalizar um padrão hospitalocêntrico e crescentemente tecnificado / The current model of health care assistance in Brazil stems from the biomedical Flexneriam medicine model once imagined and implemented in the United States through the combined action of the local medical corporativism and corporate class, mediated by the great philanthropies, and ultimately exported in the wake of financial capitalist expansionism, resulting in the Brazilian economical and political subordination to American interests between the late XIX and mid XX centuries. The main theme of this dissertation is to analyze how the great American philanthropic foundations, who financed the medical reform after the Flexner Report was published in 1910, combined their interests with the corporate class ones, both international and local, and, adding the support of the local medical corporativism, conformed the Brazilian health care model to its convenience, just preparing the ground for the introduction of the next phase, i.e., the medical-industrial complex. In order to succeed, and under the banner of the medical science, they either penetrated the structure of the State or maintained with it a close relationship, in order to control or at least partially steer it, always meaning its own interests while maintaining a betterment discourse, but promoting individual medical care in order to foster a hospital and technology centered pattern

As obras de engenharia atuais envolvem unidades estruturais de grande porte cujo projeto e execução devem ser cuidadosamente observados. Devido à complexidade das cargas e solicitações estruturais, as metodologias de projeto devem atender a necessidades específicas. A variabilidade geotécnica associada à diversidade de carregamentos, impõe a necessidade de desenvolvimento de metodologias aplicadas especificamente a projetos de fundações que serão sujeitas a carregamentos laterais, tais como pontes, obras portuárias, torres de linhas de transmissão, aerogeradores (onshore e offshore) e plataformas (offshore e nearshore) de exploração de petróleo e gás natural. Existem alguns métodos relatados na literatura geotécnica para projeto de fundações submetidas a esforços horizontais. Nenhum destes métodos considera uma solução baseada no simples reforço, através de técnicas de cimentação, dos solos na sua camada superficial, radial à estaca. Dessa forma, procura-se na presente pesquisa estudar o comportamento de fundações profundas com reforço do solo na sua camada superficial, sujeitas a carregamentos horizontais. São apresentadas diretrizes de projeto, estabelecendo-se ainda um modelo de previsão da capacidade de carga de fundações profundas submetidas a este tipo de carregamentos. Ensaios em campo experimental e simulações numéricas tridimensionais, usando o Método dos Elementos Finitos foram realizados, por forma a se obter uma melhor compreensão do comportamento de estacas carregadas lateralmente. Considerando o diâmetro da estaca (D) e a sua profundidade (L), no campo experimental, foram definidas razões L/D representando o comportamento de estacas rígidas e flexíveis. Diversos ensaios de carregamento horizontal foram realizados para estas relações L/D, em solo natural e com solo melhorado radial às estacas. As análises numéricas consistiram numa análise paramétrica onde foram variados parâmetros geométricos (da estaca e do solo tratado) e geotécnicos, necessários à caracterização dos materiais no modelo utilizado, o de Mohr-Coulomb. O modelo de previsão proposto foi obtido com base na análise dos resultados de simulações numéricas usando o software ABAQUS®, validados com provas de cargas no campo experimental. É também de salientar que nesta pesquisa apenas será considerada a ruptura geotécnica, pelo que é assumido que as estacas têm comportamento elástico. Do estudo realizado pode-se concluir que o uso de uma camada superficial de solo tratado radial à estaca melhora significativamente o desempenho do sistema, aumentando a sua capacidade de carga e diminuindo a sua deformação, mostrando ser uma ótima e promissora alternativa para fundações profundas sujeitas a carregamentos horizontais. / Current engineering works typically envolve large structural units whose design and implementation should be closely observed. Due to the complexity of the loads and structural needs, the design methodologies should comply specific requirements. The geotechnical variability combined with the loads diversity imposes the need to develop methodologies applied specifically to projects whose foundations will be laterally loaded, like bridges, harbors, transmission line towers, onshore and offshore wind turbines, among others. There are several methods reported in geotechnical literature to design piles that will be subjected to horizontal loads. However, none of these methods consider a solution based on a simple soil reinforcement using cementation techniques, in a superficial layer, radial to pile. The main goal of this research is to study the behavior of deep foundations with a reinforced soil system, subjected to lateral loads. Design guidelines are presented, leading to a model that predicts the ultimate load capacity of deep foundations subjected to these types of efforts. Field tests and tridimensional numerical simulations using the Finite Element Method were performed in order to achieve a better understanding of the behaviour of laterally loaded piles. Considering the pile diameter (D) and its depth (L), different L/D ratio were defined, corresponding to rigid and flexible piles. Using these L/D ratios, in both natural and reinforced soils, numerical and field tests were performed to provide experimental evidences of its behaviour. Numerical tests consisted in a parametric analysis where different geometric (pile and treated soil) and geotechnical parameters, necessaries to the Mohr-Coulomb model, have been modified. The proposed prediction model is based on the analysis of the numerical simulations results, using ABAQUS® software, validated with the field tests. It is important to point that in this study only geotechnical rupture is considered. Therefore it is assumed that piles have elastic behaviour. Has been concluded that the use of a superficial treated layer, radial to pile, considerably improves the system performance, increasing the lateral load capacity and decreasing their deformation, showing that this technique could be a promising solution to deep foundations subjected to horizontal loads.

A análise e projeto de grandes estruturas de engenharia requerem, geralmente, a utilização de fundações profundas baseadas em estacas de aço ou concreto armado. Sendo o problema de natureza tridimensional pelas condições de contorno e a variação espacial das propriedades do solo, necessita-se de uma ferramenta computacional capaz de simular esse tipo de problema em situações de interesse, tais como carregamento sísmico ou quase-estático por consolidação. Neste trabalho, propõe-se um modelo numérico tridimensional baseado no método dos elementos finitos sob pequenas deformações para a modelagem do problema de interação solo-estaca sob carregamento estático, quase-estático e dinâmico. Elementos finitos hexaédricos são utilizados para representar o meio poroso saturado e as estacas de concreto armado. Considera-se a interação parcial entre ambos meios, mediante a inclusão de elementos de interface capazes de simular separação e escorregamento. A não-linearidade física de todos os materiais envolvidos é considerada mediante a utilização da teoria de plasticidade, onde esquemas de integração explícita são utilizados. Um modelo constitutivo baseado na teoria de plasticidade generalizada é utilizado para simular o fenômeno de liquefação em areias. No caso da estaca de concreto armado, utilizou-se um modelo de fissuras distribuídas para representar o processo de fissuração, enquanto a armadura de reforço pode ser representada por uma camada distribuída equivalente ou por um modelo discreto incorporado. Exemplos numéricos são apresentados para validar a correta implementação do modelo numérico. / Deep foundations using steel or reinforced concrete piles are conmmonly used in large civil engineering structures. Due to the three-dimensional nature of the problem, its boundary conditions and spatial variability of soil properties, it is necessary to employ numerical models that must be able to simulate this problem under seismic loading as well as under quasi static consolidation processes. A three-dimensional numerical model based on the finite element method, for the static, quase-static and dynamic analysis of the soil-pile interaction problem under the small strain assumption is proposed in this work. For this purpose, coupled hexahedral finite elements are used to represent soil and concrete piles. Interface elements are used to simulate slip, bonding and opening processes at the soil-pile interface. Material nonlinear behaviour of the soil and concrete are considered by using the theory of plasticity, where explicit integration schemes are used. A suitable constitutive model based on the generalized theory of plasticity is employed to represent the liquefaction phenomena in sands under cyclic loading. For the concrete pile, a smeared approach is used to represent concrete cracking due to traction stresses, while both an equivalent smeared layer representation or a discrete unidimensional representation can be used for modeling the reinforcing steel. Numerical examples are presented in order to validate the implementation of the numerical model.