ANÁLISE NUMÉRICA DE UMA ESTRUTURA ANCORADA E GRAMPEADA BEM INSTRUMENTADA EM SOLOS COM CAMADAS RELIQUIARES
Documento
Informações da Dissertação
Título
ANÁLISE NUMÉRICA DE UMA ESTRUTURA ANCORADA E GRAMPEADA BEM INSTRUMENTADA EM SOLOS COM CAMADAS RELIQUIARES
Autor
Hitattieny Araújo Vieira
Resumo
O intemperismo produziu camadas de solo com propriedades variáveis, com apenas alguns milímetros de espessura, resultando em comportamento macroscopicamente anisotrópico ao longo de uma falha na região metropolitana de Niterói, Rio de Janeiro, Brasil. Investigações no local durante a construção das estruturas de contenção revelaram camadas fracas quase ortogonais à face da parede, com ângulos de inclinação de 58° a 70°. Este estudo apresenta uma análise numérica de uma estrutura de contenção ancorada e grampeada, instrumentada em campo, construída nesta região. As análises consideram dois procedimentos distintos de escavação, representando os limites superior e inferior do desempenho observado em campo, fornecendo novas interpretações sobre a interação entre estruturas de contenção compostas e procedimentos de escavação em condições geológicas complexas. Duas seções instrumentadas são modeladas, com parâmetros geométricos, estratigráficos e geotécnicos definidos a partir de dados de investigação de campo. Os resultados numéricos são comparados com medições de campo, incluindo deslocamentos laterais de quatro inclinômetros e dados de deformação de medidores inseridos ao longo dos grampos. Os resultados mostram que as análises numéricas foram capazes de reproduzir as respostas medidas em ambas as seções instrumentadas, empregando um conjunto consistente de parâmetros de entrada e condições de contorno. Além disso, ao contrário de estudos anteriores, a escavação incremental em nichos de pequena largura induz forças máximas de tração mais elevadas nos grampos do que a escavação total. Esse comportamento é atribuído à maior coesão do solo residual jovem, combinada com à sobrecarga imposta pela parede ancorada, destacando a influência crítica das propriedades do solo e do procedimento de escavação no desempenho da estrutura de contenção. Esses achados fornecem contribuições relevantes para a compreensão da interação entre solos tropicais estratificados e elementos de estabilização, contribuindo para o aprimoramento de metodologias de projeto em condições geológicas complexas semelhantes.
Abstract
Weathering produced soil layers with varying properties only a few millimeters thick, resulting in macroscopically anisotropic behavior along a fault in the Niteroi metropolitan area, Rio de Janeiro, Brazil. Site investigations during construction of the retaining structures revealed weak layers nearly orthogonal to the wall face, with dip angles of 58°–70°. This study presents a numerical analysis of a field-instrumented anchored and nailed retaining structure built in this region. The analyses consider two distinct excavation procedures, representing the upper and lower bounds of fieldobserved performance, providing new insights into the interaction between composite retaining structures and excavation procedures in complex geological conditions. Two instrumented sections are modeled, with geometric, stratigraphic, and geotechnical parameters defined from site investigation data. Numerical results are compared with field measurements, including lateral displacements from four inclinometers and strain data from gauges placed along the nails. The results show that the numerical analyses are able to capture the measured responses in both instrumented sections by employing a consistent set of input parameters and boundary conditions. Furthermore, contrary to previous studies, small-width incremental excavation induces higher maximum tensile forces in the nails than full-level excavation. This behavior is attributed to the higher cohesion of the young residual soil combined with the surcharge imposed by the anchored wall, highlighting the critical influence of soil properties and excavation procedure on retaining structure performance. These findings provide valuable insights into the interaction between stratified tropical soils and stabilising elements, contributing to improved design approaches under similar complex geological conditions.
Ano
2025
Orientadores
Maurício Ehrlich | Seyedhamed Mirmoradi