Desenvolvimento e implementação de uma lei constitutiva elastoplástica com dano contínuo para solos reforçados com fibras

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: López Santacruz, Rubén Alcides
• Orientador(a): Consoli, Nilo Cesar
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Solo reforçado; Fibras sintéticas; Mecânica do dano contínuo; Mecânica computacional
• Palavras-chave em Inglês: Constitutive law; Continuum damage; Fiber reinforced soil
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/263983

A geomecânica computacional está apresentando nos últimos anos avanços significativos com o desenvolvimento de modernas técnicas computacionais que possibilitam a análise de problemas muito complexos da engenharia geotécnica. Esta tendência motivou o desenvolvimento de softwares específicos aplicados a geomateriais e projetos geotécnicos. O desenvolvimento de modelos constitutivos, que permitam a caracterização numérica e modelação computacional para os novos materiais geotécnicos, constitui um desafio permanente na geomecânica computacional. Neste sentido, o solo reforçado com fibras distribuídas aleatoriamente é um geomaterial estudado de forma científica e sistematizada nas últimas décadas, com várias pesquisas a nível internacional que concluem que as fibras melhoram várias das propriedades mecânicas e alteram o mecanismo de falha do material. Paralelamente, na mecânica computacional foi desenvolvida a teoria da mecânica de dano contínuo e as contribuições de muitos pesquisadores possibilitaram numerosas aplicações no campo da engenharia prática, em especial, no campo dos materiais compósitos e geomateriais. Na engenharia geotécnica foram publicadas as primeiras propostas de modelos constitutivos para solos granulares e para solos coesivos. Neste projeto de pesquisa foi desenvolvida uma lei constitutiva elastoplástica com a incorporação da mecânica de dano contínuo para solos reforçados com fibras, que foi implementada através de ferramentas computacionais que utilizam código de elementos finitos. Para a obtenção dos parâmetros e calibração do modelo, são utilizados dados de ensaios triaxiais estáticos em ciclos de carga-descarga-recarga. O modelo foi codificado na linguagem de programação FORTRAN e posteriormente inserido numa sub-rotina UMAT do software ABAQUS. Com a lei constituída desenvolvida e implementada é possível concluir que: a teoria da Mecânica de Dano Contínuo é aplicável no estudo do comportamento no estado elastoplástico com dano dos solos reforçados com fibras; a medida do dano do material está baseada na variação do módulo elástico do mesmo e pode ser realizada utilizando ensaios estáticos em ciclos de carga-descarga-recarga do material; a adoção de uma medida macroscópica de dano, facilita a utilização do modelo a projetos geotécnicos devido à disponibilidade de equipamentos para realizar as medições requeridas e também se demonstrou sua aplicabilidade para modelar o fenômeno associado a projetos geotécnicos.