A análise de sítio, necessária para a estimativa, com a representatividade mínima exigível face aos conhecimentos actuais, dos movimentos na fundação da estrutura, e o potencial de liquefacção, indispensável para aquilatar da relevância desse fenómeno na resposta estrutural, podem ser conduzidos através dos métodos referidos no Quadro 3.15.
Quadro 3.15 - Métodos para avaliação da análise de sítio e do potencial e liquefacção, in [32].
Tipo de análise simplificada Análise Análise dinâmica simplificada Análise dinâmica
Método Classificação do local totais (equivalente linear) Análise 1D em tensões
Análise 1D em tensões efectivas (não linear) ou Análise 1D em tensões totais
(linear equivalente)* Parâmetros de entrada Aceleração de pico no bedrock; N de CPT ou de SPT; Estratigrafia. História de acelerações do bedrock; Curvas de VS, G/G0-γ, D-γ.
Numa análise em tensões efectivas:
História de acelerações do bedrock;
Propriedades cíclicas não drenadas.
Numa análise em tensões totais: História de acelerações do bedrock; Curvas de VS, G/G0-γ, D-γ. Análise de sítio Resultados da análise Movimento de pico à superfície do solo; Espectro de resposta de projecto. História de acelerações à superfície do solo e no interior do subsolo; Espectro de resposta de cálculo à superfície do solo. História de acelerações à superfície do solo e no interior do subsolo.
Método Correlações de campo (SPT/CPT/VS). Ensaios cíclicos de laboratório e/ou Correlações de campo (SPT/CPT/VS) com análise 1D em tensões totais. Ensaios cíclicos de
laboratório e/ou Correlações de campo (SPT/CPT/VS) com análise 1D em tensões efectivas ou em tensões totais*. Parâmetros de entrada Aceleração de pico à superfície do solo; N de CPT ou de SPT, VS; Estratigrafia. História de acelerações à superfície do solo ou história das tensões de corte no subsolo;
Resistência à liquefacção, (τ/σ’v0) ou γcíclico, baseado
em ensaios cíclicos e/ou SPT/CPT/VS.
Numa análise em tensões efectivas:
História de acelerações do bedrock;
Propriedades cíclicas não drenadas baseadas em ensaios cíclicos de
laboratório e/ou SPT/CPT/VS.
Numa análise em tensões totais:
Os mesmos que para a análise dinâmica simplificada Avaliação do
potencial de liquefacção
Resultados
da análise Potencial de liquefacção (FL).
Potencial de liquefacção (FL); Razão de excesso de pressões intersticiais (u/σ’v0). Razão de excesso de pressões intersticiais (u/σ’v0);
Profundidade e tempo do início da liquefacção.
* - Se a fronteira inferior do domínio da análise de interacção solo-estrutura não coincide com o firme rochoso sísmico, ou seja, se este se encontra a grande profundidade, os efeitos locais abaixo da fronteira inferior do domínio podem ser avaliados com base numa análise 1D em tensões efectivas (não-linear) ou numa análise linear equivalente (em tensões totais).
3.2.5.3.1 Análise de sítio
Numa análise simplificada, os feitos locais são avaliados a partir do conhecimento da espessura dos depósitos e pela rigidez indicativa a uma profundidade específica ou pela rigidez média de todo o depósito sobrejacente ao firme rochoso sísmico. Esta informação é posteriormente utilizada na classificação do local, conduzindo à utilização de factores de amplificação locais ou de espectros de resposta locais. Este procedimento é vulgar em normas e códigos.
Por sua vez, numa análise dinâmica simplificada, os efeitos locais são numericamente avaliados a partir de modelos formulados em termos de tensões totais, como o modelo linear equivalente. As camadas de solo são idealizadas como camadas horizontais que lateralmente se estendem para o infinito, ou seja, modelos unidimensionais (1D). Estes métodos são utilizados para gerar histórias de aceleração, de tensões de corte, e de extensões de corte em posições específicas do perfil do solo.
Em ambas as categorias de análise, os parâmetros calculados do movimento sísmico à superfície são posteriormente utilizados como dados de entrada duma análise estrutural simplificada.
Numa análise dinâmica de interacção solo-estrutura considera-se a resposta combinada da estrutura e do terreno de fundação. Ao contrário dos métodos simplificados, onde a resposta da estrutura é avaliada utilizando a resposta do solo como um dado de entrada, uma análise ISE considera o comportamento do solo e da estrutura no mesmo modelo. O Método dos Elementos Finitos ou o Método das Diferenças Finitas são vulgarmente utilizados em análises de interacção solo-estrutura mais avançadas. Neste tipo de análise, os efeitos locais normalmente não são considerados de forma independente mas sim como parte integrante da análise de interacção solo-estrutura das estruturas portuárias. Se a fronteira inferior do domínio da análise de interacção solo-estrutura não coincide com o firme rochoso sísmico (ou seja, quando este firme se encontra a grande profundidade), os efeitos locais abaixo desta fronteira poderão ser avaliados a partir de uma análise unidimensional não linear com tensões efectivas ou de uma análise unidimensional linear equivalente com tensões totais.
Em ambas as análises, dinâmica e dinâmica simplificada, a escolha adequada dos movimentos sísmicos representativos ao nível do firme rochoso sísmico é um passo fundamental, como é conhecido em Engenharia Sísmica.
3.2.5.3.2 Avaliação do potencial de liquefacção
Numa análise simplificada, o potencial de liquefacção de solos arenosos é avaliado a partir de critérios empíricos baseados nos Ensaios de Penetração Dinâmica (SPT) ou nos Ensaios de Penetração Estática (CPT). Numa análise dinâmica simplificada, o potencial de liquefacção é avaliado com base na comparação entre as tensões de corte de cálculo suscitáveis pela acção sísmica de projecto e os resultados de ensaios cíclicos de laboratório, e/ou baseados em registos de SPT/CPT. A distribuição espacial do potencial de liquefacção avaliado por estes métodos é utilizado mais tarde como dado de entrada para uma análise simplificada da deformação de estruturas em zonas com potencial de liquefacção.
Na análise dinâmica, o potencial de liquefacção não é normalmente avaliado de forma independente, mas sim como parte integrante da análise de interacção solo-estrutura das estruturas portuárias.