Formulação MEC/MEF para a análise da interação solo estratificado/estrutura e da estabilidade da estaca

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Luamba, Endi Samba
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: acoplamento MEC/MEF; BEM/FEM coupling; boundary elements; carga crítica de flambagem; critical buckling load; elementos de contorno; elementos finitos; finite elements; grupo de estacas; interação solo-estrutura; nonhomogeneous soil; pile group; soil-structure interaction; solo não-homogêneo
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-29112022-091612/

Desenvolve-se neste trabalho, uma formulação numérica baseada no acoplamento entre o Método dos Elementos de Contorno (MEC) e o Método dos Elementos Finitos (MEF), com a aplicação do modelo de Steinbrenner, para a análise de problemas de interação solo-estrutura, considerando o solo como um meio estratificado, e limitado ou não por uma base rígida ou camada de apoio indeslocável. O modelo de Steinbrenner, conforme relatado em alguns trabalhos, subestima o campo de deslocamentos e leva a resultados inconsistentes quando as camadas inferiores são mais compressíveis que as superiores. Já neste trabalho, demonstrase a acurácia e a eficiência da formulação desenvolvida para solucionar esta situação crítica em que a rigidez do solo decresce com a profundidade. A formulação assim obtida é uma contribuição pertinente devido à sua praticidade na modelagem da estratificação do solo em comparação com outras formulações encontradas na literatura. Em seguida, realiza-se uma análise de flambagem linear de estacas inseridas no solo, com o objetivo de estimar a carga crítica de flambagem. A estaca sendo uma estrutura geralmente esbelta, a depender das condições do solo e de carregamento, pode ocorrer flambagem da mesma, prejudicando assim a sua função estrutural. Para esta análise, alguns autores utilizam métodos analíticos baseados na teoria da reação do subleito que geralmente subestima a carga crítica da estaca, e outros autores empregam o método das diferenças finitas ou recorrem a pacotes computacionais comerciais baseados no MEF. Logo, a formulação MEC/MEF é outra contribuição original deste trabalho, com a componente de instabilidade devidamente determinada considerando a distribuição real do esforço axial na estaca, aproximada linearmente em cada elemento finito. Os resultados obtidos através de códigos computacionais implementados são comparados com os resultados de outros autores para efeito de verificação e validação das formulações desenvolvidas.