Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-02-16T11:31:58Z No. of bitstreams: 1 2015_RaydelLorenzoReinaldo.pdf: 4159588 bytes, checksum: 193a1e581d0d4b6fe1e9cc2032438a08 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-02-18T19:42:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_RaydelLorenzoReinaldo.pdf: 4159588 bytes, checksum: 193a1e581d0d4b6fe1e9cc2032438a08 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-18T19:42:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_RaydelLorenzoReinaldo.pdf: 4159588 bytes, checksum: 193a1e581d0d4b6fe1e9cc2032438a08 (MD5) / A capacidade de carga de uma fundação sobre estacas é governada pelas propriedades iniciais e o estado do solo ao redor da estaca depois da instalação desta. As estacas de deslocamento, durante sua instalação, modificam as tensões e a densidade do solo e, portanto o seu estado. No entanto, esta mudança das propriedades e do estado do solo ainda não é bem conhecida. Neste trabalho utilizou-se o método numérico chamado Método do Ponto Material para simular o processo de instalação de estacas. Para isto foi primeiramente estudado e validado o código NairnMPM que se baseia nesse método numérico. Algumas implementações precisaram ser realizadas no código para simular materiais com comportamento mais parecido com o solo. Foram implementados e validados os modelos constitutivos Cam Clay modificado e Subloading Cam Clay. Para a validação do código numérico e dos modelos implementados no caso da cravação de estacas foram realizados várias simulações. Na primeira delas, o processo de cravação de uma estaca em condições não drenadas foi simulado e comparado com o método de trajetória de deformações superficiais (SSPM), posteriormente foi realizada a simulação de um ensaio a escala reduzida da cravação de uma estaca em areia seca. Além destes, foi realizada a simulação de um ensaio em centrífuga da cravação de uma estaca em areia seca. De forma geral, as validações realizadas mostram a capacidade da ferramenta numérica de simular o processo de cravação da estaca e as variações de tensões que surgem no contorno desta. No final, foi realizada uma análise paramétrica do processo de cravação de estacas e obtiveram-se conclusões sobre os fatores que mais influenciam neste processo. Por fim, conclui-se que as análises do processo de instalação de estacas podem levar a projetos otimizados, uma vez que estas análises conseguem capturar fenômenos que não são observados quando as análises partem da estaca já introduzida no solo. / The bearing capacity of a deep foundation is controlled by the initial properties of the soil and the state of the soil after the installation of the pile. During its installation, displacement piles modified the stresses and the density of the soil. As a consequence, the state of the soil is modified as well. However, the way in which the properties and the state of the soil are modified is still not well known. This problem involves complex boundary conditions avoiding the development of analytical solutions. Numerical methods are a useful alternative to face this problem. In this work, the Material Point Method was the numerical method used for the simulations of the pile installation. Simulations were made using the NairnMPM code, which is based on the Material Point Method. The code was firstly validated using benchmarks available on literature. In order to simulate the behavior of soil, the Modified Cam Clay model and the Subloading Cam Clay model were implemented and validated. To validate the numerical code and the implemented constitutive models for the case of pile installation, some simulations were done. In the first one, a pile drive in undrained conditions was simulated and compared to the Shallow Strain Path Method. After that, a small scale pile drive test in dry sand was simulated. In addition, a pile drive centrifuge test in dry sand was simulated. In general, the validations show the capacity of the numerical tool to simulate the pile drive process and the stress variations that arise in the pile boundary. A parametric analysis of the pile drive was done and some conclusions about the factors affecting this processes were obtained. Finally, it was concluded that the analysis of the pile installation may lead to optimizing projects since this analysis captures features that cannot be observed when the analysis began with the pile introduced in the soil.