A implementação computacional do modelo BarcelonaX (Pedroso, 2006) é mais simples quando comparada com a implementação do modelo básico de Barcelona (Alonso et al.,
1990). O modelo Barcelona é bastante simples e capaz de simular certas características dos solos parcialmente saturados. A desvantagem da formulação apresentada no modelo Barcelona, do ponto de vista de implementação computacional, é a definição de duas superfícies de plastificação no espaço das tensões e da sucção, sendo que estas duas superfícies devem ter evolução acoplada. No entanto, é possível formular uma única superfície como apresentado pelo modelo BarcelonaX.
8 - Conclusões
O método de interpolação pseudolinear constitui-se como uma alternativa à interpolação convencional de valores nodais quando se pretende calcular o valor de uma variável no interior de um elemento. Nos métodos formulados (embutido e semi-embutido) é necessária a
avaliação de variáveis como deslocamentos ou poropressões no interior do domínio de um elemento sólido. Em certos casos, os resultados obtidos por interpolação convencional no interior do elemento podem apresentar valores inesperados. Um exemplo disto é a possibilidade de obter valores internos negativos gerados a partir de valores nodais positivos e vice-versa. Nestes casos, a interpolação pseudolinear de valores nodais apresentada neste trabalho constitui-se como uma alternativa às funções de interpolação convencional, uma vez que, tende a fornecer uma variação linear entre os nós dos elementos.
O algoritmo apresentado para a determinação dos pontos de interseção das inclusões com a malha de elementos finitos representa um método eficiente e de uso geral. Um
procedimento convencional baseado na Geometria Analítica torna-se pouco aplicável, complexo e propenso a múltiplos erros, dado que requer a avaliação das múltiplas situações de interseção existentes. No entanto, no algoritmo apresentado, a determinação dos pontos de interseção é bastante simplificada por meio do auxílio da denominada função de localização. Em resumo, pode-se dizer que este algoritmo é simples, rápido e seguro.
O método de extrapolação local apresentado é apropriado para a determinação de valores no interior de um elemento em casos em que a extrapolação global é proibitiva.
Casos como a determinação dos valores nodais da malha inteira a partir dos valores calculados nos pontos de integração requerem um processo de extrapolação global. No entanto, há casos em que é necessário obter os valores nodais de um dado elemento para um uso limitado. Neste caso, a quantidade de cálculos desnecessários na extrapolação global justifica o uso da extrapolação local. Neste trabalho, o processo de extrapolação local é formulado a partir de um processo de minimização que garante certo nível de acurácia.
Os métodos de análise de inclusões formulados neste trabalho são independentes da dimensão do espaço, do tipo de elementos da malha e dos modelos constitutivos utilizados.
Os métodos que permitem que os reforços atravessem os elementos sólidos, por exemplo, podem ser aplicados em malhas 2D e 3D constituídas por diversos tipos de elementos sólidos. Adicionalmente, diversos modelos constitutivos para simular o solo, as inclusões e as interfaces podem ser utilizados.
Os métodos para a simulação de inclusões formulados neste trabalho não demandam maior tempo de análise. No método embutido, por exemplo, uma vez definida a posição dos
reforços, estes são divididos em segmentos e são levados em conta por meio dos elementos atravessados pela inclusão sem acrescentar o número de graus de liberdade do sistema. Já no
8 - Conclusões caso do método semi-embutido, após a definição dos reforços, os elementos de barra e de interface são gerados dinamicamente acrescentando somente os graus de liberdade correspondentes aos nós dos elementos de barra. Estes graus de liberdade adicionais não representam uma quantidade que possa alterar o tempo de solução do sistema de forma significativa.
O método semi-embutido apresentado permite a simulação da interface entre as inclusões e o solo. No caso de reforços, os elementos de interface representam o comportamento
mecânico do contato existente entre o reforço e os elementos sólidos. Desta forma, é possível elaborar um determinado modelo constitutivo que possa simular o deslizamento relativo e ruptura no contato. No caso de elementos drenantes, a interface representa o comportamento hidráulico do contato. Esta interface, por meio do modelo atribuído, pode ser utilizada para reduzir ou eliminar a passagem do fluido do dreno em direção ao solo.
O método semi-embutido permite a aplicação de condições de contorno sobre as inclusões. O método semi-embutido é um dos métodos que permite a análise de diferentes
configurações de inclusões no maciço sem precisar refazer a malha de elementos finitos. Este método utiliza elementos reais para representar as inclusões, diferentemente do método embutido o qual utiliza elementos fictícios. Desta maneira, no método semi-embutido, os nós dos elementos de inclusão permitem a aplicação de condições de contorno. Esta característica permite a aplicação de forças ou deslocamentos impostos em reforços e de volumes ou poropressões impostas em drenos.
Recomenda-se o método semi-embutido, ao invés do método embutido, na análise de reforços. No método embutido, resultados de força axial ao longo dos reforços podem
apresentar picos e oscilações. Por outro lado, o método semi-embutido inclui elementos de interface que permitem uma variação mais apropriada das forças axiais no reforço. Adicionalmente, neste método, os segmentos de barras contidas nos elementos sólidos são conectados entre si, resultando em um comportamento mais solidário do reforço.
Os métodos para simular elementos drenantes tendem a representar uma condição de superfície livre ao longo do domínio dos drenos. Dada uma condição de superfície livre num
dos extremos do dreno e dado que os valores de permeabilidade atribuídos para os drenos são muito superiores aos atribuídos para o solo, os drenos tendem a representar uma condição de superfície livre. Esta característica é verificada utilizando-se o método semi-embutido através de exemplos de validação.
Em alguns casos é necessária a aplicação de várias linhas drenantes para representar a
8 - Conclusões verticais de areia, é necessária a aplicação de várias linhas drenantes para representar a constituição espacial do dreno. Estas linhas drenantes devem estar dispostas de maneira a representar a superfície do dreno de areia, por exemplo, de forma a simular uma condição de superfície livre similar à gerada em campo.
O método semi-embutido pode ser aplicado na simulação de drenos para diferentes condições de saturação do solo. É possível que os drenos tenham diversas posições com
relação ao nível freático existente no talude. Estes podem se encontrar na região saturada ou não saturada. Análises convencionais de elementos finitos consideram os drenos na região não saturada como inexistentes. No entanto, através do método semi-embutido, é possível simular a transição de uma situação para outra através da modelagem dos drenos e dos elementos conectores.