Desenvolvimento de uma metodologia de cálculo e simulações numéricas aplicadas na melhoria da capacidade de carga de solos reforçados com geocélula

• Main Author: José Orlando Avesani Neto
• Other Authors: Benedito de Souza Bueno
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2013
• Subjects: Geossintéticos; Reforço do solo; Tratamento de solo; Geosynthetics; Soil improvement; Soil reinforcement
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-13082013-091655/

A geocélula foi desenvolvida, inicialmente, com o intuito de melhorar a capacidade de carga do solo. Contudo, este geossintético também é empregado para compor muro de arrimo de gravidade, como sistema de faceamento de estruturas reforçadas, como proteção de taludes contra erosão e como revestimento de canais. Na melhora da capacidade de carga de solos, a geocélula pode ser usada no reforço de fundações, de vias rodoviárias e ferroviárias, e em aterros sobre solos moles. Na literatura existem poucos modelos de previsão da capacidade de carga de solos reforçados com geocélulas, contudo, com limitações em sua aplicabilidade. Neste aspecto, o presente trabalho apresenta um novo método de previsão considerando os mecanismos de desenvolvimento da resistência tanto do solo de fundação como da geocélula, sendo estes os efeitos laje e do confinamento. Este novo método de cálculo é verificado com resultados de ensaios de placa de laboratório conduzidos por diversos autores e por simulações numéricas computacionais, sendo, também, comparado qualitativamente e quantitativamente com os demais métodos de cálculo. Os resultados indicaram que os valores calculados pelo presente modelo foram mais próximos daqueles obtidos pelos ensaios e pelas simulações, em comparação com os demais métodos. O presente modelo se adequou de forma satisfatória para diferentes características da geocélula (geometria e material de constituição), do solo de fundação e de preenchimento (diferentes tipos de areia e argila) e da geometria do carregamento (placas circular, retangular e corrida). Por fim, o método foi aplicado em reforço de fundações e de solos moles e verificado de forma satisfatória com o uso de modelos numéricos. === The geocell was initially designed to improve the soil bearing capacity. However, this geosynthetic also can be used as a retaining wall, facing for reinforced soil structures, slope protection against erosion and channel lining. In the soil bearing capacity improvement the geocell can be applied as reinforcement of foundation, soft soil embankments and roads and railroads. In the literature there are few methods for predicting bearing capacity of geocell-reinforced soil, however with disabilities that limit their applicability. In this regard, a new method for predicting the bearing capacity of geocell-reinforced soils is presented herein, taking into account the soil foundation resistance and the geocell reinforcement mechanisms, namely, stress dispersion effect and confinement effect. The present method is verified with the results of laboratory plate load experiments by several authors and numerical simulations, and compared with other calculation methods. The results indicated that the calculated results obtained from this method were very close to experimental and numerical results, better than other methods. This method also proved to be a good approach for different geocell characteristics (geometry and constitution material), for foundation soil and geocell infill (different types of sand and clay) and for loading shape (circular, rectangular and strip). In the last Chapter, the method has been applied in foundation and soft soil improvement and satisfactory verified by numerical simulations.