Análise experimental e numérica de sapatas estaqueadas em solos coesivos-friccionais - Rossato, Bibiana Bertolin (2024)
Essa pesquisa visou analisar o comportamento de sapatas estaqueadas assentes em solos residuais de basalto encontrados em regiões do sul do Brasil. Esses solos apresentam característica coesiva friccional devido ao seu comportamento mecânico proveniente do arranjo estrutural entre os grãos de solo e a cimentação natural que ocorre entre as partículas. Foram executadas provas de carga estática para um grupo de estacas unidas por um bloco sem contato com o solo e para uma sapata estaqueada que possuía as mesmas dimensões e geometria do grupo de estacas. As estacas foram instrumentadas em profundidade com sensores de deformação posicionados no fuste do elemento. A instrumentação foi utilizada para se conhecer o mecanismo de distribuição das cargas dissipadas ao solo por atrito lateral e pela ponta das estacas, assim como para se determinar as parcelas de contribuição dos elementos que compõem a fundação mista (estacas e sapata/bloco). Em adição, realizaram-se análises tridimensionais por elementos finitos através da modelagem dos ensaios de campo no software Abaqus, de maneira a se calibrar o modelo numérico conforme as particularidades do solo residual. O modelo constitutivo que melhor se adequou ao comportamento elastoplástico do solo residual foi o modelo modificado de Drucker–Prager. A partir dos resultados experimentais, a geometria analisada, referente a uma sapata com quatro estacas de 20cm de diâmetro e 3 m de comprimento, resultou em uma contribuição média de 60% da sapata, para 40% das estacas. Analisando somente a distribuição do elemento de fundação profunda, obteve-se um valor médio de 80% de resistência devido ao atrito lateral frente a 20% de resistência de ponta. A comparação entre o grupo de estacas e a sapata estaqueada mostrou que o contato sapata-solo modificou o comportamento da transferência de carga pelo fuste das estacas, indicando que fundações mistas possuem um comportamento único. O desempenho integrado da sapata estaqueada, que ocorre desde o início das deformações, forneceu a melhor configuração de aproveitamento das características encontradas no solo coesivo-friccional.