Transferência de carga na interface solo-concreto de estacas escavadas em solo arenoso - Chrusciak, Mariana Ramos (2021)
O Campo Experimental de Araquari foi desenvolvido com o intuito de investigar os complexos mecanismos de interações entre estacas em um solo arenoso saturado. A partir dessas análises, ficou evidente que tais fenômenos são dependentes diretamente da resistência ao cisalhamento da interface, destacando os seus modelos mecânicos. Autores que abordam tais modelos, sugerem que os fatores mais relevantes para a mobilização de resistência da interface são rugosidade e rigidez da superfície do elemento estrutural, tamanho e formato dos grãos do solo e ainda procedimentos executivos adotados na escavação e concretagem. No entanto, trabalhos pioneiros, e mesmo estudos mais recentes referentes à interface, não abordam aspectos relacionados à tensão residual mobilizada na estaca devido aos efeitos da cura do concreto e sua importância na análise do comportamento de estacas. Nesse sentido, esta pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de estudar e analisar, desde o início do processo de endurecimento do concreto, o comportamento da interface entre areias e o concreto da estaca a partir de ensaios em laboratório, buscando estabelecer as propriedades e parâmetros que se mostram mais relevantes e aplicá-los à reinterpretação da prova de carga da estaca ET02 do Campo Experimental de Araquari, considerando tensões residuais. Foram realizados ensaios de interface em duas areias distintas, Ottawa graded e Araquari, em diferentes tempos de cura (0,5; 3; 6; 9; 12 e 24 horas), e tensões de confinamento (100kPa, 200kPa e 300kPa), além de mensurar o perfil de rugosidade. Os resultados voltados à interface apontam que as medidas de rugosidade crescem com o aumento das tensões confinantes, sendo esse acréscimo mais pronunciado com o aumento do tamanho dos grãos. As relações entre o ângulo de atrito de pico da interface e do solo mostraram-se inferiores à 1 até o período de três horas de cura (fim estágio de endurecimento e início do estágio estável do concreto), tornando-se maiores à após esse tempo. Quanto a avaliação da geração de tensões residuais durante o processo de cura, foi observado que esse efeito é menor do que 10% da carga total na qual à estaca foi submetida. Ademais, conclui-se que o ângulo de atrito do estado crítico é o parâmetro mais adequado para ser utilizado projetos em estacas escavadas em solo arenoso. Ainda que, no que se refere a tensões residuais para pequeníssimas idades do concreto, o ângulo de atrito na interface possa ser menor do que o ângulo de atrito no estado crítico do solo, após o início do processo de endurecimento, a ruptura se dará sempre pelo solo e não mais pela interface.