Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-02-08T19:08:46Z
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2016_BernardoCascãoPireseAlbuquerque.pdf: 2964758 bytes, checksum: ed01664e0d784eef4a2021027c196fb5 (MD5) / O solo é um material granular que tem seu comportamento macroscópico dependente da das propriedades dos grãos que o compõem e da forma com que esses grãos interagem com os demais ao seu redor. Portanto pode-se dizer que o solo se comporta de forma discreta. Por esse motivo a abordagem contínua geralmente utilizada não é capaz de prever algumas de suas respostas a determinadas solicitações, principalmente nos casos de carregamentos cíclicos ou quando se sai do regime de pequenas deformações. Além disso, existe uma grande dificuldade de estudar em escala tridimensional, no laboratório, o comportamento de cada um dos grãos que compõem uma dada amostra. Nesse contexto justifica-se a utilização do Método dos Elementos Discretos (DEM) para que se possa realizar simulações numéricas de ensaios convencionais da Geotecnia e entender como as propriedades e comportamento na escala dos grãos influenciam seus correspondentes na escala global. Como parte do processo de entendimento da influência dos grãos no comportamento macroscópico é necessário, em primeiro lugar, calibrar os parâmetros do modelo numérico para que as simulações reflitam a realidade. Mais do que isso, é necessário saber qual conjunto de parâmetros das partículas irá levar a amostra a um dado comportamento previamente estipulado. Essa pesquisa foi focada na influência do atrito interparticular nas propriedades globais do meio, em especial no atrito macroscópico. Para isso ensaios oedométricos e triaxiais em estado plano de deformações foram simulados numericamente com o software de código aberto Yade. Observou-se que o atrito microscópico influencia o comportamento tensão-deformação do meio, em que um aumento do atrito interparticular leva a um aumento do módulo de Young e do atrito macroscópicos e a uma diminuição do coeficiente de Poisson global da amostra. Curvas e equações que mostram a relação entre esses parâmetros foram determinadas e um modelo do comportamento tensão-deformação foi proposto para solos compactos. O estado plano de deformações foi utilizado com o objetivo de minimizar o custo computacional do DEM, contudo a conjunção desse estado com o DEM apresentou uma desvantagem em termos de liberdade de rearranjo das partículas, que possuem dificuldade bastante maior de movimentação quando comparado a casos triaxiais. Por fim, o Método dos Elementos Discretos mostrou-se capaz de representar materiais granulares de forma realista. / Soil is a granular material which has its macroscopic behavior dependent on the properties of the grains that compose it and on the way that these grains interact with their neighbors. Therefore, it can be said that the soil behaves in a discrete manner. For this reason, the commonly used continuous approach is not able to predict some soil’s responses in all the possible events, especially in the presence of cyclic loading or when it leaves the small strain regime. Furthermore, there is great difficulty studying the behavior of each of the grains that compose a given sample in three-dimensional laboratory tests. In this context it is appropriate to use the Discrete Element Method (DEM) in order to perform numerical simulations of conventional geotechnical tests and understand how the properties and behavior at the grain scale influence on the sample’s global scale response. As part of the process of understanding the influence of grains in the macroscopic behavior it first necessary to calibrate the numerical model parameters so that the virtual simulations behave as the laboratory tests. Furthermore, it is necessary to know which set of particle parameters will lead the virtual sample to a given previously stipulated behavior. This research was focused on the influence of interparticle friction in the overall properties of the soil, mainly in its macroscopic friction angle. For this, oedometric and triaxial tests were numerically simulated in plane strain state with the aid of the open source software Yade. It has been observed that that the microscopic friction angle influences soil’s stress-strain behavior, in which an increase in interparticle friction leads to an increase of macroscopic Young's modulus and friction angle and to a decrease in the Poisson's ratio of the sample. Curves and equations that show the relationship between these parameters were determined and a model for the stress-strain behavior of compact soils was proposed. The plane strain state was used to minimize the computational cost of the DEM, but the conjunction of this state with the DEM presented a disadvantage in terms particles rearrangement freedom, which have greater difficulty in moving inside the packing when compared to triaxial simulations. Finally, the Discrete Element Method proved to be able to realistically represent granular material behavior.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/23047 |
| Date | 15 September 2016 |
| Creators | Albuquerque, Bernardo Cascão Pires e |
| Contributors | Farias, Márcio Muniz de |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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