A NUMERICAL METHODOLOGY FOR DESIGNING MONOPILE FOUNDATIONS IN SAND CONSIDERING SOIL STIFFNESS DEGRADATION

Resumo

Este trabalho apresenta uma metodologia numérica para o projeto de fundações monopile instaladas em areia, considerando a degradação da rigidez do solo. A metodologia foi desenvolvida baseada nas abordagens de projeto atuais utilizadas na indústria eólica offshore, fundamentadas no método p-y. Primeiramente, um modelo tridimensional de elementos finitos é construído, onde um modelo constitutivo simples é proposto para estimar o comportamento lateral da monopile em areias. Os resultados obtidos são calibrados e validados usando dados de testes centrífugos, apresentando aderência. Na sequência, um procedimento numérico para obtenção das curvas p-y a partir de análises de elementos finitos 3D é estabelecido. Nesse sentido, métodos típicos para derivar curvas p-y são avaliados, e um estudo paramétrico envolvendo parâmetros associados à construção destas curvas é conduzido. Por fim, a aplicabilidade das curvas p-y desenvolvidas é verificada por meio do projeto de uma turbina eólica offshore de 10 MW apoiada por uma fundação monopile em um ambiente característico brasileiro. Além disso, o projeto é conduzido utilizando abordagens p-y diferentes relatadas na literatura. Os resultados mostram que a metodologia proposta pode prever resultados confiáveis para a resposta da monopile. Apesar da simplicidade de implementação, a metodologia desenvolvida é mais robusta em relação aos demais métodos avaliados.