Recentemente foi desenvolvido na Universidade Federal do Rio Grande do Sul um método racional para previsão de capacidade de carga em fundações profundas. Denominado de método UFRGS, este procedimento considera conceitos de energias envolvidos durante o ensaio SPT. No presente trabalho, realizou-se estudo da precisão das estimativas fornecidas pela aplicação do método com intuito de compreender, averiguar, ajustar e validar seu uso na prática de engenharia. Para tal, foi gerado um banco de dados de provas de carga estáticas instrumentadas com base na bibliografia nacional e internacional, sendo este constituído de 25 casos em estacas metálicas, 42 em escavadas, 12 do tipo hélice contínua e 10 em prémoldadas. Considerando a resistência mobilizada por atrito lateral, ponta, resistência total e curvas de mobilização, foram gerados gráficos expressando os resultados obtidos pelo método e os resultados medidos nas provas de carga. Adicionalmente, apresenta-se uma comparação com resultados fornecidos por métodos consagrados de previsão de comportamento em estacas: os métodos de Aoki-Velloso, Décourt & Quaresma e interpretação teórica. De maneira geral, o método UFRGS apresentou subestimativas e baixa dispersão para o atrito lateral e uma superestimativa acompanhada de maior dispersão para a ponta das estacas. Da análise dos resultados, verifica-se que o método captura os mecanismos de mobilização de resistência desenvolvidos nas estacas, e reproduz resultados globais compatíveis com os métodos empregados na prática de engenharia. Além disso, apresenta destacada potencialidade haja vista à facilidade de melhoria dos resultados, que através da calibração da energia transferida pelo ensaio SPT, possibilita aplicação e compartilhamento entre diferentes práticas internacionais. Por fim, no âmbito de projeto, destaca-se que dentre todos os métodos empregados, o método estudado forneceu menor dispersão de atrito lateral. Em projetos que envolvem cálculos de risco e probabilidade de ruína, chama-se atenção de que melhorias discretas nos valores de dispersões geram ganho significativo na diminuição dos riscos. / Recently, a rational method for predicting the pile bearing capacity was developed at Federal University of Rio Grande do Sul in Brazil: the so called method UFRGS which considers the concepts of soil dynamics and principles of energy conservation in the interpretation of SPT test results. The present work analyses the accuracy of predicted bearing capacity values with the aim of understanding, verifying, and validating its application in engineering practice. Thus a database of static and instrumented load tests was built from national and international case studies; the data is composed by 25 load tests executed on steel piles, 42 on drilled piles, 12 on continuous flight auger piles and 10 on precast piles. The mobilized contributions of skin friction, tip resistance, and load mobilization curves of each pile were evaluated and compared to actual predictions using the results from UFRGS method. Furthermore, a series of charts were prepared showing comparisons between results of the UFRGS method and those obtained from other predictive methods of pile bearing capacity adopted in the Brazilian engineering practice: Aoki-Velloso and Décourt & Quaresma, as well as a method based on theoretical interpretation of pile response. In general, the UFRGS method underestimated the results for skin friction while slightly overestimate tip resistance and the scatter of predictions is generally lower than other methods. From these analyses, it was possible to conclude that the method captures the mobilization mechanisms developed around piles, and gives predictions which are in the same range as those produced by other methods adopted in Brazil. The UFRGS method has marked potential for being used in design practice given the fact that predictions can be improved by calibrating the SPT energy, which would allow to refine the predictions according to different practices of used worldwide. Finally it is important to stress that the UFRGS method showed the littlest scatter for skin friction assessment which may provide to be significant in risk analysis type of approach.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-08-21T13:18:14Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1372866 bytes, checksum: ad90ba0de7330def27fb0ed65d4f9b26 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-21T13:18:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1372866 bytes, checksum: ad90ba0de7330def27fb0ed65d4f9b26 (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / A alvenaria estrutural encontra-se consolidada no Brasil, estando alicerçada por normas de projeto. Porém, essas normas ainda apresentam poucos parâmetros no que diz respeito às propriedades das argamassas de assentamento e sua influência nas propriedades da alvenaria e em seu modo de ruptura. Este estudo buscou avaliar a influência da resistência da argamassa de assentamento e da espessura da junta de assentamento na resistência e rigidez de prismas de alvenaria estrutural, constituídos de blocos de concreto de diferentes resistências. Primeiramente, foram estudados traços de argamassa mista que mantivessem o índice de consistência em 230±10 mm e alcançassem resistência à compressão que correspondesse a uma relação de resistência com o bloco de concreto, na área líquida, que representasse três diferentes faixas de resistência, sendo uma para uma relação baixa, menor de 40%, uma para uma relação entre 40% e 70% e uma faixa para uma relação alta, acima de 70%. Também foram utilizadas duas argamassas industrializadas. Com essas argamassas, foram montados prismas de dois blocos com espessuras de junta de assentamento de 5, 10, 15 e 20 mm. Foram realizados ensaios com a argamassa, no estado fresco e endurecido, além da determinação da resistência à compressão e do módulo de elasticidade dos prismas. Os resultados demonstraram um aumento da resistência dos prismas com o aumento da resistência das argamassas. Para os blocos de resistência convencional, a espessura das juntas teve pequena influência nos resultados de resistência à compressão. Já prismas com blocos de alta resistência apresentaram redução da resistência à compressão com o aumento da espessura da junta. Apesar do exposto, as análises de variância indicaram não haver diferença estatística para a maioria dos lotes em relação à resistência à compressão e módulo de elasticidade dos prismas. O módulo de elasticidade dos prismas com argamassa mista apresentou crescimento com o aumento da resistência da argamassa. Com a argamassa industrializada o efeito foi contrário, causando redução do módulo de elasticidade com o aumento da resistência. Os prismas romperam, em sua maioria, por tração ou compressão no bloco. / Structural masonry is consolidated in Brazil, being based on structural norms. However, these standards still have few parameters regarding the properties of bedding mortars and their influence on properties of masonry and its mode of rupture. This study sought to evaluate the influence of bedding mortar strength and the thickness of joint in the strength and rigidity of structural masonry prisms, made of concrete blocks of different strengths. Firstly, traces of mixed mortar were studied that maintained the consistency index at 230 ± 10 mm and reached compressive strength corresponding to a resistance relationship with the concrete block, in the liquid area, representing three different resistance ranges. One for a low ratio, less than 40%, one for a ratio between 40% and 70% and a range for a high ratio, above 70%. Two industrialized mortars were also used. With these mortars, two block prisms were assembled with 5, 10, 15 and 20 mm thick joint joining thicknesses. Tests were performed with the mortar, in the fresh and hardened state, besides the determination of the compressive strength and the modulus of elasticity of the prisms. The results demonstrated an increase in the resistance of the prisms with increasing resistance of the mortars. For the conventional strength blocks, the thickness of joints had little influence on the results of compressive strength. Already prisms with blocks of high resistance presented reduction of resistance to compression with the increase of the thickness of joint. Despite the expound, the analysis of variance indicated that there was no statistical difference for most lot in relation to compressive strength and modulus of elasticity of prisms. The modulus of elasticity of prisms with mixed mortar presented growth with the increase of the resistance of mortar. With the industrialized mortar the effect was contrary, causing reduction of the modulus of elasticity with the increase of the resistance. The prisms ruptured, for the most part, by traction or compression in the block.

Orientador: Katia Lucchesi Cavalca Dedini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-29T05:26:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavalcante_PaulaFrassinetti_D.pdf: 18098504 bytes, checksum: 504ae08541ec4275de5e52c7e4d999e5 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: A análise modal tem evoluído bastante nas últimas décadas e tem-se tomado, cada vez mais, uma importante ferramenta para a análise de problemas na área de dinâmica estrutural. Assim sendo, os problemas que envolvem a dinâmica de sistemas tem-se utilizado desta ferramenta para investigar o comportamento de máquinas rotativas e sua interação com seus componentes. Dessa forma, tem-se utilizado a análise modal na investigação de problemas experimentais que envolvem a dinâmica estrutural de máquinas rotativas e sua estrutura de suporte. Atualmente, novos modelos para análise do comportamento de máquinas rotativas tem levado em conta a interação entre os vários subsistemas que constituem o sistema analisado, e, portanto, a influência da fundação na resposta do sistema tem-se tomado mais evidente. Neste trabalho, propõe-se apresentar uma metodologia de cálculo dos parâmetros da fundação, cuja representação matemática no sistema rotor-mancais, permita uma simulação mais precisa destes componentes mecânicos no modelo do sistema completo. O procedimento consiste em representar a fundação através de seus parâmetros modais, determinados utilizando técnicas de análise modal clássica, e em seguida, através do método proposto (Método das Coordenadas Mistas) representá-Ia no sistema completo. A verificação experimental é feita através de um banco de provas, para o ajuste do comportamento vibracional da estrutura flexível, e sua interação com o subsistema rotor-mancais / Abstract: The analysis of the behavior of foundation and its influence on the whole system response, rotor-bearings-foundation, is of a great importance to investigate the dynamic response of these systems. Modal analysis procedures have been strongly developed in the last decades and have become important tools of analysis in engineering problems that involve rotating machinery and its supporting structure. The new models to analyze the rotating machinery behavior take into account several subsystems interaction, which constitute the whole analyzed system and, thus, the influence of the foundation as well. In this way, this work presents a methodology for dynamic analysis of the foundation using modal analysis techniques to determine its modal parameters(damping factor, natural frequency and generalized mass). The proposed method of mixed coordinates is then applied and the foundation effects are introduced in the complete mathematical model of the rotor-bearings system. In this procedure, the foundation is represented in the whole system through its modal parameters. The experimental validation is conducted in a set-up to fit the vibrational behavior of the flexible structure and its interaction with the rotorbearings system / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Katia Lucchesi Cavalca, Eduardo Paiva Okabe / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:22:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santana_PedroMenezes_M.pdf: 1559305 bytes, checksum: 5e83f98a9c2a81717c597a0f31a71208 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Um sistema rotativo, quando gira, pode apresentar precessão no mesmo sentido (precessão direta) ou no sentido contrário (precessão retrógrada) ao da rotação. Estes dois modos combinados podem definir o comportamento da vibração do rotor. A formulação direcional é utilizada para representar os modos de precessão, possibilitando a obtenção da resposta dos modos diretos e retrógrados, separados no domínio da freqüência. O modo retrógrado, que pode ser resultado da anisotropia do sistema, deve ser evitado, já que provoca variações constantes nas tensões de tração e compressão nas fibras do eixo, o que pode propagar trincas e causar falha por fadiga. Este trabalho tem o objetivo de analisar a influência do grau de anisotropia dos mancais e da estrutura de suporte na resposta do modo retrógrado de precessão. Diversas configurações de sistema rotor-mancais foram modelados e estudados, utilizando coordenadas direcionais, para diferentes graus de anisotropia dos mancais flexíveis. Foram utilizados modelos de eixo rígido e flexível, incluindo um modelo de elementos finitos. Diferentes modelos experimentais de fundação foram incorporados ao sistema rotor-mancais. Os principais modos da fundação foram representados por coordenadas principais, e o sistema resultante é, portanto, representado por coordenadas mistas (físicas para o rotor e principais para a fundação). / Abstract: A rotating system, as it spins, can perform a whirling at the same direction (forward whirl) or at the opposite direction (backward whirl). These two whirling modes can define the rotor's vibration behavior. The directional formulation is used in modal analysis to represent the whirling modes, so it can be possible to obtain the forward and backward response separately on the frequency domain. The backward mode, that may occur as a result of the system's anisotropy, must be avoided, since it generates constant variations of the traction and compression tensions at the shaft, which can provoke fatigue failure. The objective of this work is to analyze the influence of the anisotropy degree of the bearings and supporting structure on the backward mode of whirl. Different rotor-bearings configuration where modeled and studied, using directional coordinates, for different bearings' coefficients. Rigid and flexible shaft models where used, including a finite elements model. For a better understanding of the system's response, different experimental supporting structure (foundation) models where incorporated to the rotor-bearings system, and the directional response of the rotor-bearings-foundation system was calculated. The main foundation modes were represented by modal coordinates, and the resulting system is, thus, represented by mixed coordinates (physical coordinates for the rotor and modal coordinates for the foundation). / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Cassio Eduardo Lima de Paiva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-09T09:00:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aguiar_PauloRoberto_M.pdf: 2785267 bytes, checksum: 6bde50559dcc0d0d8052701ee543e1b3 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O estudo desenvolvido neste trabalho consiste na avaliação da capacidade de suporte do subleito ferroviário, através da determinação do risco à ruptura circular da plataforma, de uma secção transversal de um pátio ferroviário sujeito à carga de um veículo estacionado em uma via lateral, são utilizadas as equações. Para fins de desenvolvimento do presente estudo é utilizado o método de Eisenmann para determinação das tensões atuantes na base do trilho. As tensões atuantes na plataforma são calculadas através das equações de Carothers-Terzaghi. A avaliação do risco à ruptura circular é feita através do programa computacional GEOSLOPE-SLOPE/W versão 6. Após a determinação dos fatores de segurança à ruptura para várias situações analisadas, é feita a análise dos resultados obtidos no sentido de determinar as situações de risco de estabilidade da via à ruptura circular da plataforma / Abstract: This study deals with an evaluation of subgrade capacity by determining the circular rupture stability risk of a slope adjacent to a railway yard track subject the tensions of a loaded gondola car parked in this track. The Eisenmann method is applied for determination of tensions at the railway subgrade and the tensions are calculated by means Carothers-Terzaghi equations. The analysis of circular failure risk is made by means of the computer software Geoslope-Slope/W version 6. After calculating the safety factors for many situations, the results are evaluated to stablish the stability risks of the slope adjacent to the railway track / Mestrado / Transportes / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Euclides de Mesquita Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-15T00:21:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_AmilcarDanielOgazde_M.pdf: 3046046 bytes, checksum: 289cbf406a5a9496df2d904d50f26fe8 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A presente dissertação descreve a resposta de um sistema dinâmico constituído por um rotor, uma fundação rígida e um solo homogêneo. O rotor considerado é um modelo de Jeffcott (Laval) com amortecimento externo. O rotor está fixado em uma fundação rígida que, por sua vez, está assentada em um solo homogêneo modelado como um semi-espaço viscoelástico. O sistema é analisado no plano do rotor. Uma cuidadosa dedução das equações de movimento é apresentada. A resposta dinâmica do solo é sintetizada com auxílio do Método dos Elementos de Contorno. A análise é conduzida no domínio da freqüência, reproduzindo o comportamento estacionário do rotor e da fundação. A influência de diversos parâmetros do sistema, sobre a resposta dinâmica do rotor e fundação é estudada. Entre os parâmetros geométricos considerados estão a altura do centro geométrico da fundação em relação ao solo e a altura do rotor em relação à fundação. O papel das razões de inércia entre rotor e fundação é investigado. A influência do amortecimento interno e do amortecimento geométrico do solo é analisada. O tipo de contato entre a fundação rígida e o solo também á estudada. / Abstract: The present work describes the dynamic response of a system consisting of a rotor, a rigid foundation and a homogeneous soil profile. The rotor is considered a Jeffcott (Laval) model with external damping which is attached to a rigid foundation. The foundation is supported by a viscoelastic half-space. The analysis is conducted in the plane of the rotor. A detailed deduction of the system's equation of motion is presented. The soil response is synthesized by the Boundary Element Method. The analysis is conducted in the frequency domain, leading thus to the stationary response of rotor and foundation. The influence of distinct system parameters of the dynamic response of rotor and foundation is addressed. The geometric parameters include the distance of the foundation mass center to the soil-foundation interface and the height of the rotor with respect to the foundation. The effect of rotor to foundation inertia ratio is investigated. The role of soil internal and geometric damping on the system response is also addressed. The influence of the contact type at the soil foundation interface, bonded or smooth, is also considered. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: David de Carvalho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-12T07:40:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PaschoalinFilho_JoaoAlexandre_D.pdf: 6669180 bytes, checksum: 78d0e0cf2f6cfc3054d3c7bdf89b2116 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Apresenta-se neste trabalho o estudo do comportamento de diferentes tipos de estacas, implantadas em solo de diabásio, quando submetidas a esforços de tração, através da realização de provas de carga estática do tipo lenta. Foram executadas quatro estacas tipo raiz sendo uma de 23m de comprimento e 310 mm de diâmetro e três instrumentadas de 12m de comprimento com 410 mm de diâmetro; três estacas metálicas perfil I tipo W250x32,7, sendo uma com 12m e duas com 18m de comprimento; duas estacas tipo trilho TR37 sendo uma com 18m e outra de 20,5m de comprimento. Foram também estudadas as seguintes estacas já anteriormente instaladas no local em estudo: três estacas escavadas (sem lama bentonítica) de 12m de comprimento e 400 mm de diâmetro, três estacas tipo hélice contínua com 12m de comprimento e 400 mm de diâmetro, uma estaca tipo ômega de 12m de comprimento e 370 mm de diâmetro e uma estaca prémoldada de oncreto com 14m de comprimento e 180 mm de diâmetro. O local de execução das estacas foi o Campo Experimental para Estudos em Mecânica dos Solos e Fundações localizado dentro dos limites da Faculdade de Engenharia Agrícola da Unicamp (Universidade Estadual de Campinas), localizada no município de Campinas, interior de São Paulo. O subsolo do local é constituído por solo poroso de diabásio, cuja primeira camada de 6,5m de espessura é constituída de argila silto-arenosa, seguida de uma camada de silte arenoso e nível de água a 17m de profundidade. Foram utilizados os seguintes métodos para a estimativa da capacidade de carga próprios para esforços de tração como: Método do Tronco de Cone, Método do Cilindro de Atrito, Método de Meyerhoff (1973); Método de Kulhawy (1985); Método de Levacher & Sieffert (1984) e Método da Universidade de Grenoble de acordo com Martin (1963). Os valores de capacidade de carga estimados por meio de cada método foram então confrontados com os valores de carga máxima obtidos por meio das provas de carga. As resistências laterais totais de cada estaca foram determinadas por meio dos seguintes métodos semi-empíricos próprios para esforços de compressão: Décourt & Quaresma (1998); Décourt & Quaresma (1978); Aoki & Velloso (1975 - SPT); Aoki & Velloso (1975 - CPT); David Cabral (1986); P.P Velloso (1981); Teixeira (1996); Antunes & Cabral (1996); FUNDESP (1998) e Monteiro (2000). Os valores de resistência lateral obtidos pelos métodos foram comparados aos valores de carga máxima obtidos pelas provas de carga. As capacidades de carga a tração das estacas estudadas foram previstas por meio dos seguintes métodos próprios para extrapolação de curvas carga x recalque: Van der Veen (1953), Décourt (1996), NBR 6122/96 e Davisson (1978). Para os métodos de Van der Veen (1953) e Décourt (1996) foram estimadas cargas máximas a partir de pontos da curva carga x recalque situados até recalques referentes a cargas de 50, 60, 70, 80 e 90% das cargas máximas atingidas pelas provas. Este procedimento teve como objetivo verificar a aplicabilidade destes métodos caso as provas de carga fossem prematuramente interrompidas. Foram também previstos valores de recalques obtidos para cargas referentes a PC/2 por meio dos métodos de Vesic (1969, 1975a) e Poulos & Davis (1980). Foram também determinadas nesta pesquisa correlações matemáticas entre valores de atrito lateral médios para cada estaca estudada (rl), determinados por meio das provas de carga, e dados de resistência lateral obtidos utilizando-se parâmetros provenientes de ensaios de cone (CPT) e SPT-T, como fs (para CPT) e fTmáximo e fTmínimo (para SPT-T). / Abstract: This research presents the behavior of different kinds of piles conducted in unsaturated diabasic porous soil submitted to uplift forces. For this research there were built the follow piles: three instrumented root piles with 12m length and 410mm of nominal diameter, one root pile with nominal diameter of 310mm and 23m length, two metallic piles type W250x32.7 with 18 meters length, one metallic pile with 12m length and type W250x32.7, two trail piles TR37 type, one of them with 18 meters length and the other with 20.5 meters length. There were also considered in this research the follow piles already conducted at the studied area: three bored piles with 12 meters length and diameter of 400mm, three Continuous Flight Auger piles with 12 meters length and diameter of 400mm, one Omega pile with 12m length and diameter of 370mm and one Concrete Precast pile with 14 meter length and diameter of 180mm. The piles were built at the site for Experimental Studies in Soil Mechanics and Foundations. This experimental area is situated at the State University of Campinas, in the interior region of the state of São Paulo, Brazil. The local subsoil is basically composed by a superficial layer of approximately 6,5m thick composed of high porosity silt-sand clay followed by clayey-sandy silt. The water table is not checked until a depth of 17 meters. The carrying capacity of the studied piles was also provided by means of theoretical methods appropriate for uplift forces. The methods considered were: Method of the Trunk of Cone, Method of Cylinder of Friction, Meyerhoff (1973), Kulhawy (1985), Levacher & Sieffert (1984) and University of Grenoble in according to Martin (1963). The values estimated using the methods under consideration were compared to those obtained by means of the load tests. Methods for "load x settlement" curves extrapolation such as: Van der Veen (1953), Décourt (1998) and NBR 6.122 (1996) and Davisson (1973) were also used to provide the carrying capacity of the studied piles. There were also provided by Van der Veen (1953) and Décourt the ultimate loads for each using 50, 60, 70, 80 e 90% of the ultimate load obtained by means of the load tests. Semi-empirical methods, appropriate for compression forces, were also used considering only the portion of lateral resistance. The methods studied were the following: Décourt & Quaresma (1998); Décourt & Quaresma (1978); Aoki & Veloso (1975 - SPT); Aoki & Veloso (1975 - CPT); David Cabral (1986); P.P Velloso (1981); Teixeira (1996); Antunes & Cabral (1996); FUNDESP (1998) e Monteiro (2000). The obtained values of lateral resistance were compared to the maximum load obtained by means of the load tests. The settlements of the studied piles were also determinate by Vesic (1969, 1975a) and Poulos & Davis (1980). Mathematical correlations between lateral friction values, obtained by means of the load tests, and lateral resistance values obtained by means of field tests like SPT-T and CPT were also provided in this research. / Doutorado / Construções Rurais e Ambiencia / Doutor em Engenharia Agrícola

Orientadores: David de Carvalho, Heraldo Luiz Giacheti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:52:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BeiraFontaine_Eduardo_D.pdf: 3663857 bytes, checksum: 2b1520fd0d5ae83e782045ee6301b199 (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado

Orientador : Paulo Jose Rocha de Albuquerque / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:09:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_RogerioCarvalhoRibeiro_M.pdf: 10041706 bytes, checksum: 87fb0f1801f18159edc6d8cafcdd6bc7 (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado

A experiência acumulada quanto à análise do comportamento de fundações, em relação aos diversos perfis de solos, vem confirmando a necessidade de realizar ensaios em verdadeira grandeza para avaliação de desempenho desses elementos. Aplicação de metodologias empíricas e semi-empíricas, limitadas à prática construtiva regional e às condições específicas que contemplaram o seu estabelecimento, resultam em incertezas nos métodos de previsão e dispersão entre valores de capacidade de carga medidos e previstos. Com base nessas evidências, os ensaios de prova de carga representam a técnica mais comumente empregada para previsão e avaliação da capacidade de suporte em estacas. Como resultado, obtém-se uma curva carga versus deslocamento a partir de um carregamento estático no topo do elemento. Quando executadas em estacas instrumentadas ao longo do fuste, permitem avaliar a mobilização (transferência) de resistências (cargas) ao longo da profundidade e dos carregamentos. Alternativamente, o uso de células expansivas bidirecionais, comumente denominadas de “O-cell”, vem crescendo em nível internacional e confirmando seu potencial de aplicação, embasado por vantagens que incluem a ausência de um sistema de reação e a obtenção de forma direta da resistência de ponta e atrito lateral durante os carregamentos. No intuito de contribuir para uma melhor compreensão dos mecanismos de transferência de carga envolvidos em ensaios estáticos, o presente estudo comparou resultados dessas duas metodologias através de três de ensaios estáticos convencionais e um bidirecional realizados em duas estacas escavadas de grande diâmetro em areia. A distribuição dos carregamentos medidos em função do deslocamento em termos de carga total e de atrito lateral ao longo desses quatro ensaios caracterizou-se por resultados similares. Pequenas diferenças foram observadas entre o ensaio de topo e bidirecional executados em um mesmo elemento de fundação e estão possivelmente associadas aos diferentes níveis de deformação obtidos com as duas técnicas. As condições de limpeza e integridade da ponta em estacas moldadas in loco estão associadas a incertezas ainda que os procedimentos usuais de controle e limpeza tenham sido executados. Divergências entre a parcela de contribuição de ponta ao longo dos ensaios avaliados podem estar associadas a esses fatores e a pequenas variações da geometria descritas em detalhes no trabalho. Deformações medidas pelos strain gages instalados ao longo do fuste da estaca permitiram avançar no entendimento dos mecanismos de transferência de carga existentes durante os carregamentos impostos. Os resultados indicam que o atrito começa a ser mobilizado desde os primeiros incrementos de carga e permanece se desenvolvendo com o aumento das deformações que não são constantes ao longo da profundidade. O comportamento medido ao longo do fuste varia em função do nível de confinamento e ainda da densidade relativa do solo subjacente. Os resultados permitem concluir também que ainda que existam esforços residuais atuantes, sua ordem de grandeza não reflete mudanças importantes no comportamento de elementos de fundação moldados in loco. / The gained experience in foundations behavior analysis on different soil profiles confirms the need to perform tests on full-scale elements to evaluate pile performance. Application of empirical and semi-empirical methodologies, limited to the regional constructive practice and the specific conditions that led to its establishment, result in uncertainties in the prediction and dispersion methods between measured and predicted load capacity values. Based on these evidences, the load tests represent the most commonly used technique for predicting and evaluating pile capacity. As a result, a load versus displacement curve is obtained from a static load at the top of the element. When carried out in piles instrumented along the shaft, it is possible to evaluate the mobilization (transfer) of resistances (loads) along the depth and the loads. Alternatively, the use of bidirectional expansive cells, commonly referred to as "O-cell", has been growing internationally, which confirms its potential, based on advantages that include the absence of a reaction system and obtaining the toe resistance and lateral friction directly during loading. In order to contribute to a better understanding of the load transfer mechanisms involved in static loading tests, the present study compared the results of these two methodologies through three conventional and one bidirectional load tests carried out on two large diameter bored piles. The distribution of loadings measured as a function of the displacement in terms of total load and lateral friction over these four tests was characterized by similar results. Small differences were observed between conventional top-down and bidirectional tests performed on the same foundation member and are possibly associated with the different deformation levels obtained with the two techniques. Cleaning conditions and pile toe integrity in bored piles are associated with uncertainties even though the usual control and cleaning procedures have been performed. Divergences between the contributions of the pile toe resistance along the evaluated tests may be associated with these factors and small variations of the geometry. Deformations measured by the strain gages installed along the pile shaft allowed improving the understanding of the load transfer mechanisms during the loading procedures. The results indicate that shaft friction begins to be mobilized since the first load increments and continues to increase with the strains, which are not linear along the pile shaft. The behavior measured along the shaft is a function of vertical effective stress and relative density. The results also show that although there are active residual stresses, their magnitude does not reflect important changes in the behavior of bored piles.