[pt] Problemas de engenharia geotécnica onde a resistência ao cisalhamento é fator determinante para o projeto são geralmente avaliados com base no critério de ruptura de Mohr-Coulomb; no entanto, modelos constitutivos avançados são necessários para abordar grande parte de problemas geotécnicos onde estimativas de deformação são necessárias. Lade e Kim propuseram um modelo constitutivo elastoplástico avançado para investigar o comportamento tensão vs. deformação de materiais com atrito, sob condição drenada ou não drenada. Nesta dissertação, este modelo foi implementado no programa computacional de diferenças finitas FLAC3D com o objetivo de estudar o comportamento elasto-plástico de aterros. As equações governantes do modelo constitutivo de Lade-Kim são apresentadas e um algoritmo explícito de integração de tensões foi implementado na presente pesquisa. Os resultados numéricos obtidos com o modelo de Lade e Kim foram comparados com aqueles publicados na literatura, envolvendo ensaios triaxiais de laboratório realizados em areia e análises numéricas 2D do comportamento de barragem. Finalmente, após validação da implementação do modelo, análises do comportamento 2D e 3D de aterros foram executadas, verificando a influência destes tipos de análise nos valores calculados, bem como resultados numéricos foram também comparados com aqueles determinados pelo tradicional modelo elasto-plástico de Mohr-Coulomb. / [en] Geotechnical engineering problems, where the design is mainly influenced by the shear strength, can be successfully analyzed considering a traditional constitutive model; however, advanced constitutive models must be used when the estimative of deformation is an important factor to be considered. Lade and Kim proposed the Lade-Kim model in order to model a granular material stress-strain constitutive relation under different combinations of effective stress and drained or undrained conditions. In this dissertation, this model is implemented and validated in the FLAC3D finite volume program, in order to study the elasto-plastic behavior of embankments. The governing equations of the constitutive model of Lade-Kim are presented and, using an appropriate stress integration algorithm, it is implemented in FLAC3D. This procedure is validated by using experimental results of triaxial tests performed on the sand of the Sacramento River and performing two-dimensional deformation analyzes of embankments and comparing the results with the literature. Finally, the Lade-Kim model is used in two-dimensional and three-dimensional deformation analyses of embankments in order to analyze the influence of the three-dimensional condition. On the other hand, the same analyzes were carried out using the Mohr- Coulomb constitutive model in order to compare the results and analyze the efficiency of the Lade-Kim constitutive model. Thus, it is concluded that the Lade-Kim constitutive model was successfully implemented and that it provides accurate results regarding modeling geomechanical behavior under different combinations of effective stresses.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:50828 |
| Date | 15 December 2020 |
| Creators | JUAN ANDRES HUANG SAM |
| Contributors | CELSO ROMANEL |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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