D EFINING AND DIAGNOSING FGDS

Estudos de tensão-deformação em estruturas ancoradas com a utilização de modelagem numérica já foram desenvolvidos no NUGEO - Núcleo de Geotecnia da UFOP. Estes trabalhos de referência estimulam a continuidade e o avanço do uso de sistemas computacionais na previsão do comportamento de estruturas ancoradas, dos quais se destacam: os trabalhos de Mendes (2010) para o caso de ancoragem ativa, Franco (2010) e Pereira (2016) em estruturas com ancoragem passiva. Além disso, existem outros trabalhos relevantes que abordam o tema de ancoragens e desenvolvem estudos sobre o seu comportamento, tais como: Porto (2015) e Vasconcelos (2016).

Mendes (2010) desenvolveu um estudo por meio de do sistema computacional GeoStudio 2007, módulo SIGMA/W, aplicando análise plana de tensão-deformação para dimensionar uma cortina atirantada. Além disso, o autor se propôs a avaliar a sensibilidade do comportamento mecânico do solo e da estrutura a parâmetros geométricos e geotécnicos utilizando ferramentas tradicionais em comparação com a

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ferramenta computacional. As ferramentas tradicionais aplicadas na comparação foram os diagramas de empuxo aparentes de Terzaghi e Peck e Tschebatorioff e para o dimensionamento foi adotado o método de Kranz. Os estudos foram direcionados a avaliação do comportamento do solo e da estrutura em função de alguns parâmetros, como rigidez da cortina e espaçamento dos tirantes. No estudo foi constatado a sensibilidade aos parâmetros analisados, assim como ao processo de execução. Os diagramas de tensões obtidos foram consistentes àqueles obtidos empiricamente apenas para determinadas situações. Em relação a influência do espaçamento entre os tirantes, o autor constatou que os diagramas de empuxo foram consistentes com os diagramas empíricos e, que os momentos fletores máximos não ocorreram no final da execução da obra e que as deformações obtidas no final da execução da cortina foram similares, indicando uma combinação de movimentos de translação e rotação de topo e base. No caso da avaliação da influência da rigidez do paramento da estrutura analisada, Mendes (2010) concluiu que quanto menor a rigidez da cortina maior a influência das forças aplicadas nos tirantes sobre os diagramas de tensões horizontais. O dimensionamento foi consistente, porém o mesmo sugeriu que para uma modelagem mais realista quanto ao processo executivo deve-se adotar as características da obra, tais como a metodologia executiva e a variação da coesão aparente. Mendes (2010) concluiu que o uso complementar do MEF junto a métodos tradicionais de dimensionamento, permite uma melhor avaliação, principalmente, da fase executiva da obra e do comportamento mecânico do solo e da estrutura, levando a projetos melhores dimensionados e mais consistentes.

Franco (2010) em seu estudo fez uma abordagem ao uso de sistemas computacionais em projetos de obras de reforço de solo por ancoragem passiva (solo grampeado). O trabalho apresentou uma abordagem sequencial para uso destas ferramentas como peça auxiliar ou efetiva nos estudos e projetos de estruturas ancoradas passivamente. O sistema computacional adotado foi o GeoStudio 2007 (GeoSlope, 2007), módulos SIGMA/W e SLOPE/W. O autor aplicou no sistema computacional as etapas utilizadas para o desenvolvimento de projeto de reforço em solo grampeado para a rodovia Fernão Dias, BR 381, no trecho entre Belo Horizonte e São Paulo. Franco (2010) concluiu que o emprego do software para o desenvolvimento do projeto foi eficiente e simples, ratificando a boa qualidade do projeto desenvolvido na época por método convencional.

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Pereira (2016) promoveu um estudo numérico do comportamento tensão-deformação para estruturas em solo grampeado (ancoragem passiva), com a finalidade de estabelecer correlações com estudos de análises convencionais de estabilidade. O estudo paramétrico desenvolvido pelo autor foi direcionado a duas estruturas específicas, sendo a primeira, um problema-tipo simulado na forma de um talude de corte de 6,0 m de altura e a segunda estrutura uma obra real. No problema-tipo, foram analisadas as influências relativas da inclinação dos grampos, das condições de rigidez do paramento e da ação de sobrecargas. Entre as inclinações estudadas (0° a 35°) os resultados mostraram que, à medida em que se aumentou a inclinação dos grampos foram mobilizados maiores deslocamentos na face do talude, para quaisquer condições de rigidez do paramento, além disso detectou-se que os esforços de tração nos grampos tenderam a decrescer com o aumento da inclinação dos grampos. Em relação a rigidez da face, Franco (2010) constatou que a utilização do paramento inibiu consideravelmente as deformações da massa de solo grampeado e reduziu de forma significativa as regiões de plastificação no maciço, comportamento contrário ao aumento da sobrecarga. Segundo Pereira (2016), os estudos realizados nas simulações numéricas, utilizando o software comercial GeoStudio versão 2012, permitiram aferir as influências de diferentes parâmetros e demonstrarar que estruturas em solos grampeados demandam análises de tensão-deformação para uma efetiva avaliação do seu comportamento geotécnico global, além das análises convencionalmente adotadas por equilíbrio limite nos projetos correntes.

Porto (2015) propôs uma metodologia semiempírica simplificada via web para previsão de análise comportamental de ancoragens em obras geotécnicas, tanto em termos de controle tecnológico de obras de contenção, como estimativa de capacidade de carga geotécnica de ancoragens. Os dados técnicos que embasaram o trabalho foram obtidos a partir de ensaios de recebimento, qualificação e básico executados nos estados de São Paulo e Minas Gerais em conformidade com a NBR 5629. Porto (2015) promoveu em seu trabalho uma discussão sobre as diversas metodologias existentes para avaliar a capacidade de carga geotécnica de tirantes, bem como sua aplicação prática no dia a dia do engenheiro. O trabalho deu origem a um aplicativo web que pode ser utilizado por engenheiros em campo para o controle de qualidade das ancoragens.

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Vasconcelos (2016) apresentou um estudo com a análise da capacidade de carga de ancoragens protendidas e reinjetáveis em maciços geotécnicos para a cidade de Belo Horizonte/MG. O estudo avaliou alguns dos principais métodos semi-empíricos utilizados para o cálculo da capacidade de carga em ancoragens protendidas e reinjetáveis comparando com a estimativa da força de ruptura obtida pela extrapolação de Van der Veen (1953), além de obter valores para a resistência ao cisalhamento (qs) de interface solo-tirante. O estudo foi embasado nos resultados de quatrocentos ensaios de recebimento obtidos em obra na cidade de Belo Horizonte, para sete diferentes trechos de cortinas ancoradas. Segundo Vasconcelos (2016), as metodologias semi- empíricas avaliadas foram Bustamante (1985), Costa Nunes (1987), Falconi (2005), Porto (2015), Joppert Jr, Mallmann e Ioirio (2004), NBR 5629 (ABNT, 2006) e Souza (2001). Utilizou-se para o cálculo e interpretação dos resultados, o sistema computacional CsA-Geo. Por fim, o autor concluiu que os resultados se mostraram aceitáveis para todas as metodologias analisadas com tendência de linearidade entre os valores obtidos pelos ensaios extrapolados e pelas formulações propostas na metodologia semiempírica, sendo a metodologia que mais se aproxima da extrapolação é a proposta pela NBR 5629 (ABNT, 2006). Segundo Vasconcelos (2016), em relação a resistência ao cisalhamento qs, os valores obtidos apresentaram uma leve tendência de aumento proporcional ao SPT do solo em análise (silte arenoso).

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CAPÍTULO

5

ANÁLISE PARAMÉTRICA DO COMPORTAMENTO TENSÃO–

DEFORMAÇÃO DE UMA CORTINA ATIRANTADA