Este trabalho se propõe a analisar os efeitos produzidos pela inundação do solo em estacas escavadas, isoladas, submetidas a esforços de compressão. Os resultados obtidos referem-se à execução de três provas de carga lentas em estacas com diâmetros de 0,40 m e 0,50 m (2 provas de carga distintas) e comprimentos de 10,0 m, submetidas anteriormente a uma série de carregamentos (duas provas de carga rápidas e duas lentas). Os resultados relativos aos deslocamentos medidos no topo das estacas e os obtidos pela instrumentação instalada ao longo do fuste são então comparados com a sequência dos resultados anteriores, para avaliação do efeito de umedecimento no comportamento \"carga x recalque\" e nos mecanismos de transferência de carga. É feita ainda uma descrição minuciosa do processo utilizado para inundação do solo e uma breve consideração sobre os efeitos da não reposição de cargas em ensaios lentos, de longa duração. / This work intends to analyze the effects produced by the flooding of the soilexcavated piles, isolated, subjected to compression efforts. The results refer to the execution of three slow load tests on piles with diameters of 0.40 m and 0.50 m (2 distinct load tests) and 10.0 m lengths, submitted previously to a number of shipments (two slow and two quick load). The results concerning offsets measured at the top of the stakes and those obtained by the instrumentation installed along the forend are then compared with the sequence of the previous results, to evaluate the effect of damping in behavior \"load x settlement\" and load transfer mechanisms. It was also made a thorough description of the process used to flood the ground and a brief consideration of the effects of non-replacement of loads in slow, long-term trials.

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 se propõe a analisar os efeitos produzidos pela inundação do solo em estacas escavadas, isoladas, submetidas a esforços de compressão. Os resultados obtidos referem-se à execução de três provas de carga lentas em estacas com diâmetros de 0,40 m e 0,50 m (2 provas de carga distintas) e comprimentos de 10,0 m, submetidas anteriormente a uma série de carregamentos (duas provas de carga rápidas e duas lentas). Os resultados relativos aos deslocamentos medidos no topo das estacas e os obtidos pela instrumentação instalada ao longo do fuste são então comparados com a sequência dos resultados anteriores, para avaliação do efeito de umedecimento no comportamento \"carga x recalque\" e nos mecanismos de transferência de carga. É feita ainda uma descrição minuciosa do processo utilizado para inundação do solo e uma breve consideração sobre os efeitos da não reposição de cargas em ensaios lentos, de longa duração. / This work intends to analyze the effects produced by the flooding of the soilexcavated piles, isolated, subjected to compression efforts. The results refer to the execution of three slow load tests on piles with diameters of 0.40 m and 0.50 m (2 distinct load tests) and 10.0 m lengths, submitted previously to a number of shipments (two slow and two quick load). The results concerning offsets measured at the top of the stakes and those obtained by the instrumentation installed along the forend are then compared with the sequence of the previous results, to evaluate the effect of damping in behavior \"load x settlement\" and load transfer mechanisms. It was also made a thorough description of the process used to flood the ground and a brief consideration of the effects of non-replacement of loads in slow, long-term trials.

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.

Helical anchors, used widely to resist uplift loading for a variety of applications, including in transmission towers, pipelines, offshore structures, etc., are subjected to environmental cyclic loads that influence the anchor performance and may induce fatigue failure. However, the influence of cyclic loading on helical anchor behaviour is unknown. A comprehensive evaluation of the effect of cyclic loading on the load-displacement response of single-helix anchors in sandy soils is presented here, including an interaction diagram to help designers evaluate the impact of different conditions in cyclic loadings. The experimental work of this thesis includes geotechnical centrifuge modelling and field load tests. The centrifuge model tests were carried out with reduced scale models of helical anchors in sand, at IFSTTAR (Nantes, France). The field load tests were performed on helical anchors installed in a tropical residual soil of the Experimental Site of the University of São Paulo (São Carlos, Brazil). In addition, numerical modelling was used to predict the pre- and postcyclic responses of the single-helix anchors tested in a centrifuge. The main findings of this research are: (a) helical anchor behaviour is governed by helix bearing resistance, and no loss of helix bearing capacity was observed in the range of cyclic loadings tested, (b) the degradation of shaft resistance was noticed mainly during the first 100 cycles, when the accumulation of permanent displacements is more significant, (c) an interaction diagram showing the different conditions of cyclic stability is proposed from the results of the experimental data, (d) modified values of the bearing capacity factor in tension (Nq) are suggested for the estimation of post-cyclic uplift capacity of single-helix anchors in sand, (e) the installation effect of the anchor should be taken into account in the numerical model in order to obtain reliable predictions of the helical anchor performance. / As estacas helicoidais são largamente utilizadas para resistir a carregamentos de tração em uma variedade de aplicações como torres de linhas de transmissão de energia, dutos enterrados, estruturas offshore, etc. Estes tipos de estruturas são normalmente submetidos a carregamentos cíclicos que influenciam o desempenho de fundações por estacas helicoidais submetidas a esforços de tração, e podem induzir ruptura por degradação da capacidade de carga. Contudo, a influência do carregamento cíclico no comportamento das estacas helicoidais (ou ancoragens helicoidais, quando submetidas apenas a esforços de tração) é pouco conhecida. Uma avaliação abrangente do efeito de carregamentos cíclicos sobre o comportamento das ancoragens helicoidais é apresentada nesta tese, incluindo um diagrama de interação para auxiliar na avaliação do impacto de diferentes condições de carregamento cíclico. O trabalho experimental desta tese inclui modelagem em centrífuga geotécnica e ensaios de carregamento cíclico em estacas na grandeza real em campo. Os ensaios em centrífuga foram realizados com modelos reduzidos de estacas helicoidais em areia, no IFSTTAR (Nantes, França). Os ensaios de campo foram realizados em ancoragens helicoidais instaladas no solo residual tropical do Campo Experimental de Fundações da Universidade de São Paulo (São Carlos, Brasil). Além disso, modelos numéricos foram utilizados para simular os resultados do comportamento das ancoragens helicoidais ensaiadas em centrífuga nas condições pré- e pós-ciclos. Os principais resultados desta pesquisa são: (a) a capacidade de carga à tração da ancoragem helicoidal é controlada pela capacidade de carga da hélice, (b) a degradação da resistência por atrito lateral foi observada principalmente durante os primeiros 100 ciclos, período em que a acumulação dos deslocamentos permanentes é mais significante, (c) um diagrama de interação mostrando as diferentes condições de estabilidade cíclica é proposto a partir dos resultados experimentais em centrífuga, (d) valores modificados do fator de capacidade de carga em tração (Nq) são sugeridos para estimativa da capacidade pós-ciclos de ancoragens helicoidais com uma hélice em areia, (e) o efeito da instalação da ancoragem deve ser levado em consideração no modelo numérico para que se obtenha previsões confiáveis do desempenho de ancoragens helicoidais.

Helical anchors, used widely to resist uplift loading for a variety of applications, including in transmission towers, pipelines, offshore structures, etc., are subjected to environmental cyclic loads that influence the anchor performance and may induce fatigue failure. However, the influence of cyclic loading on helical anchor behaviour is unknown. A comprehensive evaluation of the effect of cyclic loading on the load-displacement response of single-helix anchors in sandy soils is presented here, including an interaction diagram to help designers evaluate the impact of different conditions in cyclic loadings. The experimental work of this thesis includes geotechnical centrifuge modelling and field load tests. The centrifuge model tests were carried out with reduced scale models of helical anchors in sand, at IFSTTAR (Nantes, France). The field load tests were performed on helical anchors installed in a tropical residual soil of the Experimental Site of the University of São Paulo (São Carlos, Brazil). In addition, numerical modelling was used to predict the pre- and postcyclic responses of the single-helix anchors tested in a centrifuge. The main findings of this research are: (a) helical anchor behaviour is governed by helix bearing resistance, and no loss of helix bearing capacity was observed in the range of cyclic loadings tested, (b) the degradation of shaft resistance was noticed mainly during the first 100 cycles, when the accumulation of permanent displacements is more significant, (c) an interaction diagram showing the different conditions of cyclic stability is proposed from the results of the experimental data, (d) modified values of the bearing capacity factor in tension (Nq) are suggested for the estimation of post-cyclic uplift capacity of single-helix anchors in sand, (e) the installation effect of the anchor should be taken into account in the numerical model in order to obtain reliable predictions of the helical anchor performance. / As estacas helicoidais são largamente utilizadas para resistir a carregamentos de tração em uma variedade de aplicações como torres de linhas de transmissão de energia, dutos enterrados, estruturas offshore, etc. Estes tipos de estruturas são normalmente submetidos a carregamentos cíclicos que influenciam o desempenho de fundações por estacas helicoidais submetidas a esforços de tração, e podem induzir ruptura por degradação da capacidade de carga. Contudo, a influência do carregamento cíclico no comportamento das estacas helicoidais (ou ancoragens helicoidais, quando submetidas apenas a esforços de tração) é pouco conhecida. Uma avaliação abrangente do efeito de carregamentos cíclicos sobre o comportamento das ancoragens helicoidais é apresentada nesta tese, incluindo um diagrama de interação para auxiliar na avaliação do impacto de diferentes condições de carregamento cíclico. O trabalho experimental desta tese inclui modelagem em centrífuga geotécnica e ensaios de carregamento cíclico em estacas na grandeza real em campo. Os ensaios em centrífuga foram realizados com modelos reduzidos de estacas helicoidais em areia, no IFSTTAR (Nantes, França). Os ensaios de campo foram realizados em ancoragens helicoidais instaladas no solo residual tropical do Campo Experimental de Fundações da Universidade de São Paulo (São Carlos, Brasil). Além disso, modelos numéricos foram utilizados para simular os resultados do comportamento das ancoragens helicoidais ensaiadas em centrífuga nas condições pré- e pós-ciclos. Os principais resultados desta pesquisa são: (a) a capacidade de carga à tração da ancoragem helicoidal é controlada pela capacidade de carga da hélice, (b) a degradação da resistência por atrito lateral foi observada principalmente durante os primeiros 100 ciclos, período em que a acumulação dos deslocamentos permanentes é mais significante, (c) um diagrama de interação mostrando as diferentes condições de estabilidade cíclica é proposto a partir dos resultados experimentais em centrífuga, (d) valores modificados do fator de capacidade de carga em tração (Nq) são sugeridos para estimativa da capacidade pós-ciclos de ancoragens helicoidais com uma hélice em areia, (e) o efeito da instalação da ancoragem deve ser levado em consideração no modelo numérico para que se obtenha previsões confiáveis do desempenho de ancoragens helicoidais.