Investigação física e numérica de inclusões rígidas em solos colapsíveis

Abstract

O sistema de inclusões rígidas tem sido amplamente utilizado em projetos pelo mundo como uma solução viável para vários tipos de solos, atuando principalmente para reduzir recalques. Diante disso, essa alternativa tornou-se interesse de pesquisas que visam a análise da distribuição das cargas em solos colapsíveis, como a argila porosa de Brasília, Distrito Federal. Como parte de um projeto de pesquisa que abrange o estudo do comportamento desse solo quando reforçado por inclusões rígidas, este trabalho tem o objetivo de realizar uma análise experimental e numérica dessa interação. Para isso, foram construídos dois modelos experimentais em grande escala, onde um deles serviu como modelo de referência e o outro foi reforçado com inclusões rígidas. O modelo de referência foi composto apenas por uma fundação superficial (radier simples sobre o solo) e monitorado com instrumentação geotécnica, como células de tensão total posicionadas no contato radier-solo, placas de controle de recalque e um tubo guia para descida do inclinômetro. O modelo com inclusões rígidas apresentou um radier com as mesmas dimensões do modelo de referência, porém, esse foi apoiado sobre uma plataforma de transferência de carga (PTC) e inclusões de concreto simples. Esse último modelo contou com instrumentos como sensores de deformação (strain gauges) para medir as cargas distribuídas no interior das inclusões rígidas, além das placas de recalque e tubo para inclinômetro. Os testes consistiram em duas etapas: aplicação da sobrecarga e saturação do subsolo. O modelo de referência serviu para definir o carregamento e vazão de infiltração necessários para provocar um afundamento considerável. Assim, foi definida uma sobrecarga de 380,9 kN e uma vazão de aproximadamente 90 L/h. Com os resultados experimentais do modelo de referência, os parâmetros estabelecidos (sobrecarga e vazão de infiltração) foram repetidos no modelo com inclusões rígidas afim de verificar a interação solo colapsível-sistema. Além disso, os resultados do modelo de referência foram utilizados para calibrar os parâmetros da simulação numérica. Os resultados do procedimento experimental apresentaram valores coerentes com as etapas dos testes, além de indicarem o bom desempenho do sistema de inclusões rígidas que apresentou um fator de redução de recalque (FRR) de 76,5% na etapa de aplicação do carregamento e 92,3% na etapa de saturação do subsolo. Além de uma eficiência (E) de 59% no carregamento e 64% na inundação. Compreende-se que a calibração dos parâmetros do BBM foi bem sucedida, já que ocorreu uma forte aderência entre os resultados experimentais e numéricos de ambos os modelos, com uma eficiência de 60% e 79% na simulação numérica do carregamento e da saturação, respectivamente.