Modelagem numérica para compreensão do comportamento de aterros estaqueados reforçados com geossintéticos

Abstract

Empreendimento como ferrovias e rodovias, que exigem rigoroso controle de recalques, representam desafios significativos para fundações de aterros sobre solos moles. Uma abordagem eficaz para esses casos é a utilização de aterros estaqueados reforçados com geossintéticos. Modelos físicos e numéricos permitem avaliar detalhadamente a resposta do solo e a transferência de cargas. Este estudo apresenta uma modelagem numérica bidimensional, baseada no Método dos Elementos Finitos (MEF), utilizando o modelo constitutivo Hardening Soil, calibrado e validado com dados experimentais e numéricos. Após a validação do modelo, foram realizadas análises para observar tensões internas, cargas aplicadas nas cabeças das estacas e deslocamentos verticais, com o objetivo de compreender os efeitos do arqueamento e de membrana. Paralelamente, foi desenvolvido um programa de dimensionamento para métodos analíticos aplicados a aterros estaqueados reforçados. As análises numéricas foram então comparadas com os resultados dos métodos analíticos e do modelo físico. Os resultados mostram que, as normativas existentes podem ser consideradas métodos seguros e mais econômicos, quando atreladas às simulações numéricas. Após comparar os resultados da análise numérica com os obtidos em simulações física e análitica, observou-se que o efeito do arqueamento é mais eficiente quando o aterro é mais compressível e menos resistente. As simulações numéricas mostraram alinhamento satisfatório com os dados experimentais, comprovando sua eficácia. O método analítico que melhor se alinhou aos resultados do modelo numérico desenvolvido foi o método de arcos concêntricos (Van Eekelen, 2015) para o efeito de arqueamento. Garantido precisão e segurança no dimensionamento de aterros baixos. Portanto os resultados ressaltam o papel do modelo numérico como uma ferramenta essencial para análises de estruturas reforçadas.