O uso de sistemas de faceamento flexíveis com malhas metálicas é uma alternativa viável ao uso do concreto projetado como faceamento em sistemas de solo grampeado. Vários modelos de malhas são empregados hoje para este uso, sendo classificados pela resistência à tração no sentido longitudinal. Mesmo que relevante, segundo Cala et al., (2012), somente este dado é insuficiente para o correto dimensionamento destas soluções. A presente pesquisa busca identificar quais os parâmetros de resistência são necessários para o dimensionamento de um faceamento em malha metálica. Para tanto foram avaliadas duas metodologias desenvolvidas especificamente para as malhas aplicadas junto com a solução de solo grampeado, os métodos Ruvolum e Macro1. Foram então desenvolvidos equipamentos, similares aos utilizados por Roduner (2011) e Cala et al. (2012), para caracterizar 4 diferentes modelos de malhas, avaliando a resistência das mesmas frente aos esforços considerados nos modelos de cálculo investigados, tração e o cisalhamento no contato malha/grampo. Deste modo, foram utilizados resultados de ensaios em escala real com a simulação de um talude em solo tratado com as 4 malhas, para a validação dos métodos de dimensionamento, e para investigar quais os parâmetros de resistência da malha são mais importantes. Como resultado foram determinadas as resistências das malhas avaliadas, sendo a de tração no sentido longitudinal entre 50 e 140 kN, e a resistência no contato malha/grampo, que variou entre 10 e 30 kN. Por fim foi realizada uma análise paramétrica com o método Ruvolum a fim de verificar a influência na variação da coesão, espessura instável e ângulo de atrito, dados nem sempre bem definidos em projeto. Os resultados mostram, como era esperado, a grande sensibilidade da variação nos resultados frente aos efeitos da coesão, sendo então recomendado, como em qualquer análise de estabilidade cautela no uso deste parâmetro. A análise destes resultados permite concluir que o método mais adequado para modelar um talude em solo grampeado com face em tela foi o Ruvolum, com previsões que se aproximaram das medições reais dos ensaios de campo. / The use of flexible facing systems with steel meshes is a viable alternative to the use of shotcrete as facing in soil nailing systems. Currently several different models meshes are being used today for this purpose, being classified only by the tensile strength in the longitudinal direction of the mesh. Even though this parameter is quite relevant, alone it cannot be used to design the flexible facing systems. So this research aims to identify which steel mesh strength parameters are really needed for the correct dimensioning of such solutions. In order to do so two calculation methodologies, specially developed for steel meshes design, were investigated. The design models are called Ruvolum and Macro1 Equipments were developed, similar to those presented in Cala et al. (2012), to investigate four different models of mesh, in order to find the strength parameters presented on the studied calculation models, being than tensile and shear. Thus, to validate the investigated design methodologies, field tests results were compared to the models predictions. As product of the research it was possible to determine the tensile strength of the 4 meshes models, being then ranging from 50 and 140 kN. Also it was possible to define the shear resistance in the nail head/mesh contact, which ranges from 10 to 30 kN. The last step of the research was a parametric analysis, performed with the Ruvolum method to evaluate the influence on the variation of cohesion, unstable thickness and friction angle in the predictions, since this data aren’t always available in ordinary projects. These analysis have showed that the most influent parameter is cohesion, one that is very hard to determine. Also it was found by the results analysis that the appropriate calculation model to simulate a slope stabilized with soil nail and steel meshes facing is the Ruvolum, due the closeness of the predictions to the real field data.

O uso de sistemas de faceamento flexíveis com malhas metálicas é uma alternativa viável ao uso do concreto projetado como faceamento em sistemas de solo grampeado. Vários modelos de malhas são empregados hoje para este uso, sendo classificados pela resistência à tração no sentido longitudinal. Mesmo que relevante, segundo Cala et al., (2012), somente este dado é insuficiente para o correto dimensionamento destas soluções. A presente pesquisa busca identificar quais os parâmetros de resistência são necessários para o dimensionamento de um faceamento em malha metálica. Para tanto foram avaliadas duas metodologias desenvolvidas especificamente para as malhas aplicadas junto com a solução de solo grampeado, os métodos Ruvolum e Macro1. Foram então desenvolvidos equipamentos, similares aos utilizados por Roduner (2011) e Cala et al. (2012), para caracterizar 4 diferentes modelos de malhas, avaliando a resistência das mesmas frente aos esforços considerados nos modelos de cálculo investigados, tração e o cisalhamento no contato malha/grampo. Deste modo, foram utilizados resultados de ensaios em escala real com a simulação de um talude em solo tratado com as 4 malhas, para a validação dos métodos de dimensionamento, e para investigar quais os parâmetros de resistência da malha são mais importantes. Como resultado foram determinadas as resistências das malhas avaliadas, sendo a de tração no sentido longitudinal entre 50 e 140 kN, e a resistência no contato malha/grampo, que variou entre 10 e 30 kN. Por fim foi realizada uma análise paramétrica com o método Ruvolum a fim de verificar a influência na variação da coesão, espessura instável e ângulo de atrito, dados nem sempre bem definidos em projeto. Os resultados mostram, como era esperado, a grande sensibilidade da variação nos resultados frente aos efeitos da coesão, sendo então recomendado, como em qualquer análise de estabilidade cautela no uso deste parâmetro. A análise destes resultados permite concluir que o método mais adequado para modelar um talude em solo grampeado com face em tela foi o Ruvolum, com previsões que se aproximaram das medições reais dos ensaios de campo. / The use of flexible facing systems with steel meshes is a viable alternative to the use of shotcrete as facing in soil nailing systems. Currently several different models meshes are being used today for this purpose, being classified only by the tensile strength in the longitudinal direction of the mesh. Even though this parameter is quite relevant, alone it cannot be used to design the flexible facing systems. So this research aims to identify which steel mesh strength parameters are really needed for the correct dimensioning of such solutions. In order to do so two calculation methodologies, specially developed for steel meshes design, were investigated. The design models are called Ruvolum and Macro1 Equipments were developed, similar to those presented in Cala et al. (2012), to investigate four different models of mesh, in order to find the strength parameters presented on the studied calculation models, being than tensile and shear. Thus, to validate the investigated design methodologies, field tests results were compared to the models predictions. As product of the research it was possible to determine the tensile strength of the 4 meshes models, being then ranging from 50 and 140 kN. Also it was possible to define the shear resistance in the nail head/mesh contact, which ranges from 10 to 30 kN. The last step of the research was a parametric analysis, performed with the Ruvolum method to evaluate the influence on the variation of cohesion, unstable thickness and friction angle in the predictions, since this data aren’t always available in ordinary projects. These analysis have showed that the most influent parameter is cohesion, one that is very hard to determine. Also it was found by the results analysis that the appropriate calculation model to simulate a slope stabilized with soil nail and steel meshes facing is the Ruvolum, due the closeness of the predictions to the real field data.

O uso de sistemas de faceamento flexíveis com malhas metálicas é uma alternativa viável ao uso do concreto projetado como faceamento em sistemas de solo grampeado. Vários modelos de malhas são empregados hoje para este uso, sendo classificados pela resistência à tração no sentido longitudinal. Mesmo que relevante, segundo Cala et al., (2012), somente este dado é insuficiente para o correto dimensionamento destas soluções. A presente pesquisa busca identificar quais os parâmetros de resistência são necessários para o dimensionamento de um faceamento em malha metálica. Para tanto foram avaliadas duas metodologias desenvolvidas especificamente para as malhas aplicadas junto com a solução de solo grampeado, os métodos Ruvolum e Macro1. Foram então desenvolvidos equipamentos, similares aos utilizados por Roduner (2011) e Cala et al. (2012), para caracterizar 4 diferentes modelos de malhas, avaliando a resistência das mesmas frente aos esforços considerados nos modelos de cálculo investigados, tração e o cisalhamento no contato malha/grampo. Deste modo, foram utilizados resultados de ensaios em escala real com a simulação de um talude em solo tratado com as 4 malhas, para a validação dos métodos de dimensionamento, e para investigar quais os parâmetros de resistência da malha são mais importantes. Como resultado foram determinadas as resistências das malhas avaliadas, sendo a de tração no sentido longitudinal entre 50 e 140 kN, e a resistência no contato malha/grampo, que variou entre 10 e 30 kN. Por fim foi realizada uma análise paramétrica com o método Ruvolum a fim de verificar a influência na variação da coesão, espessura instável e ângulo de atrito, dados nem sempre bem definidos em projeto. Os resultados mostram, como era esperado, a grande sensibilidade da variação nos resultados frente aos efeitos da coesão, sendo então recomendado, como em qualquer análise de estabilidade cautela no uso deste parâmetro. A análise destes resultados permite concluir que o método mais adequado para modelar um talude em solo grampeado com face em tela foi o Ruvolum, com previsões que se aproximaram das medições reais dos ensaios de campo. / The use of flexible facing systems with steel meshes is a viable alternative to the use of shotcrete as facing in soil nailing systems. Currently several different models meshes are being used today for this purpose, being classified only by the tensile strength in the longitudinal direction of the mesh. Even though this parameter is quite relevant, alone it cannot be used to design the flexible facing systems. So this research aims to identify which steel mesh strength parameters are really needed for the correct dimensioning of such solutions. In order to do so two calculation methodologies, specially developed for steel meshes design, were investigated. The design models are called Ruvolum and Macro1 Equipments were developed, similar to those presented in Cala et al. (2012), to investigate four different models of mesh, in order to find the strength parameters presented on the studied calculation models, being than tensile and shear. Thus, to validate the investigated design methodologies, field tests results were compared to the models predictions. As product of the research it was possible to determine the tensile strength of the 4 meshes models, being then ranging from 50 and 140 kN. Also it was possible to define the shear resistance in the nail head/mesh contact, which ranges from 10 to 30 kN. The last step of the research was a parametric analysis, performed with the Ruvolum method to evaluate the influence on the variation of cohesion, unstable thickness and friction angle in the predictions, since this data aren’t always available in ordinary projects. These analysis have showed that the most influent parameter is cohesion, one that is very hard to determine. Also it was found by the results analysis that the appropriate calculation model to simulate a slope stabilized with soil nail and steel meshes facing is the Ruvolum, due the closeness of the predictions to the real field data.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2015-03-27T12:29:37Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Carla de Resende - 2014.pdf: 2346223 bytes, checksum: e2a510c6f6e95ab521cba058ea87a7cc (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Rejected by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com), reason: Erro de sistema no arquivo on 2015-03-27T12:38:21Z (GMT) / Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2015-03-27T12:50:40Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Carla de Resende - 2014.pdf: 2346223 bytes, checksum: e2a510c6f6e95ab521cba058ea87a7cc (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-03-27T15:35:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Carla de Resende - 2014.pdf: 2346223 bytes, checksum: e2a510c6f6e95ab521cba058ea87a7cc (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-27T15:35:11Z (GMT). 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The main objective of this work was to review some calculation methods, conduct pullout tests in the field and laboratory tests with samples taken in situ, to evaluate calculation methodologies or parameters that best apply to the soil studied in Goiânia. Among several proposals to estimate the media shear stress in the soil-nail interface (qs) based on SPT, that showed better results in this paper are those from graph lower limit proposed by Ortigão e Palmeira (1997), Springer (2006) and a proposal based on Décourt & Quaresma (1978) to calculate pile lateral friction, using the proper parameter b. Other propositions based on soil type and parameters of the soil that showed good fits were Wong (1995) and Juran et al. (1990). The relation between qs and the shear stress of soil (ts) resulted values between 0,55 and 0,85. Displacement readings were performed during loading and unloading phase, was observed that for small loads, plastic deformations occured in the nail, so is recommended in cases of nail’s numerical analyzes adopt elastic-plastic models. Predictions of nail's elastic deformation, based on piles theory showed good results, however significant plastic deformation occured in nails. The results of shear tests were compared with the pullout tests, indicating that the reduction factor of laboratory results is necessary. / Estruturas de contenção com utilização de grampos têm sido cada vez mais empregadas nas últimas décadas com intuito de conter grandes escavações em diversas cidades brasileiras, incluindo Goiânia. Os grampos consistem em barras de aço introduzidas em perfurações inclinadas ou horizontais de pequeno diâmetro e posterior injeção de calda de cimento, de forma a garantir a estabilidade de escavações verticais pelas forças de atrito desenvolvidas no contato solo-grampo. Sendo assim, é fundamental o conhecimento deste atrito para o dimensionamento destas contenções. Existem vários métodos de cálculo propostos por diversos autores para o dimensionamento de grampos e verificação da estabilidade dessas estruturas. O objetivo principal deste trabalho foi o de revisar alguns desses métodos de cálculo, realizar ensaios de arrancamento em campo e também ensaios em laboratório com amostras retiradas de uma obra com múltiplos subsolos, para avaliar as metodologias de cálculo ou parâmetros que melhor se aplicam aos solos estudados da cidade de Goiânia. Dentre as diversas proposições para estimativa da tensão cisalhante média no contato sologrampo (qs) aquelas baseadas em ensaio SPT que obtiveram melhores resultados neste trabalho foram o limite inferior do gráfico proposto por Ortigão e Palmeira (1997), Springer (2006) e uma proposição baseada no Método Décourt e Quaresma (1978) para atrito lateral em estacas, com o ajuste adequado do parâmetro b. Outras proposições baseadas no tipo e parâmetros do solo que apresentaram bons ajustes foram Wong (1995) e Juran et al. (1990). Foram feitas comparações entre qs e a tensão cisalhante do solo (ts) encontrando para esta razão valores entre 0,55 e 0,85. Como foram realizadas leituras de deslocamentos tanto na fase de carregamento quanto na fase de descarregamento, notou-se que para pequenas aplicações de carga já acontecem deformações plásticas no grampo sendo recomendado nos casos de análises numéricas em grampos a adoção de modelos elasto-plásticos. As previsões de deformações elásticas dos grampos, baseadas em teorias de estacas apresentou uma boa aproximação dos ensaios, que entretanto apresentaram relevante deformação plástica nos ensaios realizados. Os resultados de ensaios de cisalhamento em amostras indeformadas dos solos foram comparados com os ensaios de arrancamento, indicando que o fator de redução dos resultados de laboratório é necessário.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-26T09:23:06Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Emilly Dias da Silva - 2016.pdf: 6131512 bytes, checksum: 2ebac9ad8e2116f4ee2c3159379816ca (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-26T09:23:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Emilly Dias da Silva - 2016.pdf: 6131512 bytes, checksum: 2ebac9ad8e2116f4ee2c3159379816ca (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T09:23:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Emilly Dias da Silva - 2016.pdf: 6131512 bytes, checksum: 2ebac9ad8e2116f4ee2c3159379816ca (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / The use of soil nailing technique can be an important alternative for the stabilization of a slope or an excavation. Nails are retaining elements that reinforce soil masses acting passively, requiring strains to mobilize their resistance. The mechanical behavior analysis of a structure with soil nailing technique can be made using limit equilibrium methods, being represented by loads applied to reinforcing layers or sub-horizontal slices of a slope. The slice has its base crossed by a reinforcing action line and the reinforcing nail is treated as a concentrated point load acting on the base point of intersection of a slice with the line of action. Thus, through analytical and numerical calculations, this dissertation studied the design of soil nailing structure considering variations of suction, which influences the soil resistance, simulating suction profiles of a typical soil of the Brazilian Midwest region. This study was conducted determining strength parameters on nail-soil interface by tests in the field, i.e. nail pullout tests, and soil strength and hydromechanical parameters determined in the laboratory. For this, two separate suction sections were studied, and in each case, numerically analyzed in soil nailing structures, obtaining the dimensions of the structure through a pre-sizing phase, and then analyzing the factor of safety of the structure using computer programming considering the Bishop method. In the first case, the distribution of suction was numerically simulated for the soil profile studied in a critical condition of rainfall in Goiania region. Then, the suction field profile was obtained for comparison with the first case. With the results of this research, it was possible to understand the increasement of resistance and safety fator of the structure when considering the suction effects at the design of soil nailed structures in a typical soil of Goiânia region. / A utilização de contenções em solo grampeado pode ser uma importante alternativa para a estabilização de um talude ou de uma escavação. Os grampos ou tirantes passivos são elementos de contenção ou de reforço de massas de solo que agem passivamente, requerendo deformações para mobilizar sua resistência. A análise do comportamento mecânico de uma estrutura onde existe solo grampeado pode ser feita através de métodos de equilíbrio limite, sendo representada por cargas de reforço aplicadas a camadas ou fatias sub-horizontais de um talude. A fatia tem a sua base atravessada por uma linha de ação de reforço e a carga de reforço é tratada como uma carga pontual concentrada agindo no ponto de intersecção da base de uma fatia com a linha de ação. Assim, através de cálculos por ferramentas analíticas e numéricas, o presente trabalho estudou o dimensionamento da estrutura de solo grampeado considerando a variação de sucção, que influencia a resistência do solo, simulando perfis de sucção de um solo típico da região do centro oeste brasileiro. Esse estudo foi realizado determinando parâmetros de resistência na interface grampo-solo por ensaios realizados em campo, como ensaios de arrancamento de grampo, e parâmetros de resistência e hidromecânicos do solo não saturado determinados em laboratório. Para isso, foram estudados dois perfis de sucção distintos e, para cada caso, analisou-se numericamente a estrutura de contenção em solo grampeado, obtendo-se as dimensões da estrutura através de um pré-dimensionamento, e, a seguir, analisando o fator de segurança da contenção utilizando programação computacional considerando o método de Bishop. No primeiro caso foi simulada numericamente a distribuição do perfil de sucção do solo estudado para uma condição de precipitação crítica na região de Goiânia. No segundo, foi obtido o perfil de sucção de campo para comparação com o primeiro caso. Com os resultados desta pesquisa, foi possível compreender o aumento da resistência e do fator de segurança da contenção ao considerar os efeitos de sucção no dimensionamento de uma estrutura de contenção em solo grampeado típico da região de Goiânia.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:27:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2671402 bytes, checksum: 5e8d1471c2dce03d8b3c04e46e23e3e4 (MD5) Previous issue date: 2010-12-13 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The adoption of the soil nailing technique in the project of slope stability once or excavations it is being more and more frequent. This with it is reguire a larger number of studies about the estimate of the the pullout resistance (qs) in function of parameters of field tests for the most varied types of Brazilian soils.The objective of this research was to propose correlations for the qs resistence in function of field tests, and also to compare the results also found in the pullout test with dear in existent formulations. The study was accomplished in a slope of young gneissic residual soil, Viçosa - MG.In the field test they occurred the standard penetration test (SPT), Menard pressuremeter test (PMT), Marchetti dilatometer test (DMT) and pullout test in twelve nails, only made with no injection procedures. The assembly of the pullout test system was different from the proposal for other authors and it was shown effective.The qs values obtained in the pullout tests and the correlations found for each nails were compared using appropriate statistics for each analysis. The parameters of the field test used in the proposed correlations Nspt, PL, and P0, were certain for the average of your magnitudes along the nails. The pullout resistance found for each nails and the parameters obtained in the field tests they were plotted in dispersion graphs us which lineal and no-lineal regressions were applied in the intention of to evaluate which mathematical model was adapted better to each proposition. For the correlation qs x Nspt the logarithmic model presented larger correlation coefficient (R2) and significance (p <0,05), in the relationship qs x p0 the quadratic form obtained larger R2, however the behavior of the curve was not suitable with the one of the soil, being accomplished the option by the logarithmic model that was highly significant (p <0,01). The correlation qs X PL didn't show any statistically significant and the choice of the format of the lineal curve was based on the behavior of the soil, same not presenting the largest value of R2. In the case to to the proposed correlations it s possible to conclude that they can be used as initial estimate of project being indispensable the execution of pullout tests to prove the safety with relationship to the values of adopted qs. / A adoção da técnica de solo grampeado no projeto de contenção de taludes ou escavações vem sendo cada vez mais freqüente, com isto se faz necessário um maior numero de estudos sobre a estimativa da resistência ao arrancamento (qs) em função de parâmetros de ensaios de campo para os mais variados tipos de solos brasileiros. O objetivo desta pesquisa foi propor correlações para a estimativa de qs em função de ensaios de campo, e também comparar os valores encontrados nos ensaios de arrancamento com estimados em formulações existentes. O estudo foi realizado em um talude de solo residual jovem de origem gnáissica, Viçosa MG. No campo efetuaram-se os ensaios de penetração (SPT), sondagem pressiometrica de Ménard (PMT), sondagem dilatometrica de Marchetti (DMT) e ensaios de arrancamento em 12 grampos, confeccionados somente com a bainha. A montagem do sistema de arrancamento foi diferente da proposta por outros autores e se mostrou eficaz. Os valores de qs obtidos nos ensaios de arrancamento e os encontrados pelas correlações existentes para cada grampo foram comparados através de estatísticas adequadas para cada análise. Os parâmetros dos ensaios de campo utilizados nas correlações propostas Nspt, PL, e p0, foram determinados pela média de suas magnitudes ao longo dos grampos. As resistências ao arrancamento encontrada para cada grampo e os parâmetros obtidos nos ensaios de campo foram plotados em gráficos de dispersão nos quais se aplicaram regressões lineares e não-lineares no intuito de avaliar qual modelo matemático se adequou melhor a cada proposição. Para a correlação qs x Nspt o modelo logarítmico apresentou maior coeficiente de correlação (R2) e significância estatística (p<0,05), na relação qs x p0 a forma quadrática obteve maior R2, porém o comportamento da curva não foi condizente com o do solo, sendo realizada a opção pelo modelo logarítmico que se mostrou altamente significante (p<0,01). Já a correlação qs X PL não apresentou nenhum modelo estatisticamente significante e a escolha do formato da curva linear foi baseada no comportamento do solo, mesmo não apresentando o maior valor de R2. Quanto às correlações propostas conclui-se que podem ser utilizadas como estimativa inicial de projeto sendo imprescindível a execução de ensaios de arrancamento para comprovar a segurança quanto aos valores de qs adotados.

[pt] Nos últimos anos na cidade de Lima as escavações profundas alcançaram uma presença maior, devido à recente demanda pela construção de edifícios altos e centros comerciais com vários níveis de subsolos, onde utilizam-se preferencialmente as cortinas atirantadas para a contenção dos solos. No entanto, a técnica de solo grampeado mostra-se como uma alternativa interessante, dado que também permite fornecer suporte lateral e limitar os movimentos do solo. A técnica consiste em reforçar o bloco do solo atrás da parede através das inclusões passivas, criando uma estrutura de gravidade consistente que permite aumentar a resistência geral ao cisalhamento e restringir os deslocamentos. Este estudo de caso procura avaliar os deslocamentos horizontais em uma escavação de 15m de altura em um entorno urbano, onde o solo é predominantemente de pedregulho denso mal graduado, parte do depósito aluvial do Conglomerado de Lima. A estimativa dos parâmetros de resistência baseou-se em ensaios de cisalhamento direto in situ em grande escala e ensaios de arrancamento encontrados na literatura. O acompanhamento dos deslocamentos ao longo do processo construtivo, foi realizado a través de inclinômetros instalados no perímetro, em locais estratégicos para avaliar os deslocamentos mais críticos na escavação. A avaliação de erros sistemáticos em inclinômetros é também abordada no estudo. Complementarmente, realizaram-se análises numéricas com programas de equilíbrio limite e elementos finitos, que permitiram avaliar os fatores de segurança e os deslocamentos com o objetivo de comparar os dados de campo com os resultados calculados. Através de análise paramétrica e calibração do modelo foi possível conhecer a influência dos parâmetros geotécnicos e geométricos de escavações profundas grampeadas. / [en] In recent years in the city of Lima, the execution of deep excavations growth, due to the recent demand for the construction of high-rise buildings and shopping malls having various levels of basements, where anchorage walls systems are preferably used to soil retention. However, the soil nailing technique is an interesting alternative, by reason to provide lateral support and limit movements. The soil nailing technique consists of reinforcing the soil block behind the wall through passive inclusions, producing a consistent gravity structure that allows the increas of the shear strength and restricting displacements. This case study aims to evaluate the horizontal displacements generated in a 15m high deep excavation in an urban environment, where the existing soil is predominantly of poorly graded dense gravel, component of the alluvial deposit of the Lima Conglomerate. The estimate of strength parameters for this type of soil was based on large-scale in situ direct shear tests and pullout tests found in the literature. The monitoring of displacements throughout the construction process was carried out using vertical inclinometers installed on the perimeter, in strategic locations to assess the most critical displacements that the excavation could experience. The evaluation of systematic errors in inclinometers is also approached in the study. In addition, numerical analyzes were carried out with limit equilibrium and finite element programs, which allowed evaluating the safety factors and displacements in order to compare the field data with the calculated results. Through parametric analysis and model calibration, it was possible to know the influence of geotechnical and geometric parameters of nailed deep excavations.

[pt] Deformabilidade e estabilidade de taludes em solo grampeado são aspectos relevantes na utilização deste sistema de reforço de taludes naturais ou resultantes de processo de escavação. A concepção do projeto envolve a escolha do comprimento, ângulo de instalação, espaçamento e resistência dos grampos. O dimensionamento, usualmente baseado na teoria do Equilíbrio Limite, não consegue prever deformações no interior da massa grampeada, assim como a redistribuição de esforços nos grampos ao longo das diversas etapas de escavação. Estas informações podem ser obtidas por modelagem computacional com o auxílio do programa FLAC, de forma a definir critérios de projeto para massas grampeadas em solo residual. Para escavações de baixa altura (inferiores a 5m), a razão entre comprimento do grampo e altura da escavação deve ser superior a 0,7 e a razão entre espaçamento vertical e comprimento do grampo inferior a 50%. Para escavações maiores, a razão entre espaçamento vertical e comprimento do grampo deve ser inferior a 25%. Para estas condições não é observada uma configuração de colapso do talude em solo grampeado. O ângulo de rotação da face da escavação é um parâmetro importante no projeto. Adicionalmente verifica-se que uma pequena variação na geometria, condições de contorno, modelo constitutivo e parâmetros do solo e do grampo causam mudanças expressivas nos valores de deslocamento, tensões iniciais e esforços axiais nos grampos. Uma pequena variação da inclinação do talude pode acarretar reduções de até 70% nos deslocamentos finais. Os esforços axiais máximos, mobilizados em cada grampo durante o processo de escavação, são maiores nos taludes mais íngremes. / [en] Deformability and stability of slopes supported by soil nailing are relevant aspects in the utilization of this reinforcement system during excavation. The project concept involves choosing the installation angle, spacing, and resistance of the soil nails. The parameters, usually determined from Limit Equilibrium Theory, cannot predict the deformation of the reinforced mass or the redistribution of stresses on the nails throughout the excavation stages. This information was obtained through computer modeling using the FLAC Program, which defined the performance of soil nailing masses in residual soil. For shallow excavations (H < 5m), the ratio between length and excavation height must be a minimum of 0.7, the ratio between spacing and length up to a maximum of 0.5. For higher excavations, the ratio between spacing and length has to be reduced to 0.25. The rotation angle of the excavation s face is an important parameter. Additionally, small variations in the geometry, boundary conditions, constitutive model, and soil and nail parameters, can cause large changes in the deformations, initial tensions and axial stresses in the nails. Regarding the slope inclination, a small variation can cause reductions of up to 70% in the final deformations. The maximum axial stresses mobilized in each nail during the process of excavation are larger in steeper slopes.

[pt] Esta pesquisa tem como objetivo a implementação de uma ferramenta numérica que contabiliza as inclusões horizontais e subhorizontais na parcela de solo devidamente discretizada por elementos finitos. Este modelo implementa a análise de esforços axiais e cisalhantes solicitados nas interfaces grampo/nata, nata/solo e no próprio aço (grampo) e, também, esforços fletores de um material “equivalente” formado pela combinação das rigidezes do grampo e da nata. Este objetivo é alcançado através da implementação de mais um “pacote” de subrotinas, denominado grampo, no programa DYNREL, desenvolvido no Departamento de Engenharia Civil da PUC-Rio (Figueiredo, 1991). A formulação proposta para contabilizar o efeito das inclusões considera, além dos deslocamentos nodais horizontal e vertical, a influência das rotações no sistema de forças envolvido. A parcela reativa do grampo é calculada iterativamente em função das variáveis primárias obtidas no programa principal para o meio discretizado sem reforço e, assim, acrescida ao vetor de forças internas contrárias. Logo o novo vetor de forças desbalanceadas do sistema incorpora o efeito das inclusões passivas (grampo). O presente trabalho apresenta detalhes da técnica de estruturas grampeadas, do modelo numérico de análise implementado, de exemplos de validação do comportamento das estruturas grampeadas e de exemplos ilustrativos destas estruturas. / [en] The present research has as its main objective the development of a numerical tool capable of simulating the introduction of long structural inclusions in a soil mass discretized by finite elements. Models of the behaviour of the nail/grout system and its interaction with the soil mass were implemented. These models take into account the normal and shear loads transferred at the nail-grout and grout-soil interfaces besides the axial loads and moments acting in the nail itself. The models are able to consider both elastic and inelastic behaviour both at the interfaces and the nail. The proposed models , consisting on a set of subroutines, were implemented in the program DYNREL, developped at the Civil Engineering Department of PUC Rio (Figueiredo,1991). DYNREL is a finite element program which uses dynamic relaxation as the solution algorithm for the equilibrium equations. In the implementation carried out, it is considered that the soil mass is discretized without taking into account the nail. The reactions of the nails are calculated at each time step from the displacements of the elements intercepted by the nails. These displacements are used in the developped subroutines to generate the force reactions from the nails which in turn are transferred back to the finite element mesh for the following time step calculations. The present work presents detais of the implemented models as well as validation and illustrative examples. Conclusions are drawn relative to the numerical implementation carried out and to the results obtained on the analysis of hypothetical nailed retaining structure. / [es] Esta investigación tiene como objetivo principal, el desarrollo de una herramienta numérica capaz de simular la introducción de refuerzos en una masa de suelo discretizada por elementos finitos. Fueron implementados modelos de comportamiento del sistema clavo/nata y sus interacciones con el suelo. Estos modelos consideran las cargas normales y cisallantes que actúan en las interfaces clavo - nata y nata - suelo debido a la acción de momentos y cargas axiales. Los modelos consideran tanto el comportamiento inelástico como el elástico en las interfaces y los clavos. Los modelos propuestos, que consisten en una serie de subrutinas, fueron implementados en el programa DYNREL, desarrollado en el Departamento de Ingeniería Civil de la PUC-Rio (Figueiredo, 1991). O DYNREL es un programa en elementos finitos que utiliza del Relajamiento Dinámico como algoritmo de solución para las ecuaciones de equilibrio. En la implementación se considera una masa de suelo discretizada sin llevar en cuenta el clavo. Las reacciones de los clavos se calculan en cada instante de tiempo por los desplazamientos de los elementos interceptados por los clavos. Estos desplazamientos se utilizan en las subrutinas desarrolladas para generar las fuerzas de reacción de los clavos, que son transferidos nuevamente para la red de elementos finitos para los cálculos en el instante de tiempo siguiente. Este trabajo presenta detalles de los modelos implementados, así como ejemplos de evaluación y aplicación. Se arriban a conclusiones relativas a la implementación numérica y a los resultados obtenidos del análisis de extructuras de contención clavadas hipotéticas.