Modelagem geomecânica para análise do comportamento de solos em ensaios piezoball e piezo-T

Abstract

A presente pesquisa visa interpretar ensaios de campo de piezocone (CPTu) e suas variações bola e barra (também conhecidos como full flow penetrometers), através da realização de ensaios, desenvolvimento de equipamentos, e modelagem numérica. As análises numéricas compreenderam a realização de modelagens de ensaios triaxiais, expansão de cavidade e problema de estabilidade de taludes. Como resultados verificou-se que a modelagem numérica realizada para o ensaio triaxial apresentou resultados coerentes, indicando adequado funcionamento do software Abaqus e boa representatividade do modelo constitutivo a ser considerado. Os resultados obtidos pelos modelos de expansão de cavidade foram utilizados para a construção de curvas de drenagem e mostraram-se adequados para a compreensão da influência da variabilidade na interpretação do comportamento de drenagem dos ensiaos. A análise de estabilidade realizada mostrou resultado promissor através da inserção da variabilidade do material no software, permitido caracterizar além do fator de segurança a probabilidade de falha do problema. Em relação a campanha experimental, foi possível acompanhar a realização de ensaios in situ o que contribuiu significativamente para o entendimento dos mecanismos dos ensaios e também para o auxílio no desenvolvimento de novos equipamentos em laboratório.

The present research aims to interpret piezocone field tests (CPTu) and their variations, including the ball and bar (also known as full flow penetrometers), through the execution of tests, equipment development, and numerical modeling. The numerical analyses encompassed the modeling of triaxial tests, cavity expansion, and slope stability problems. As a result, it was observed that the numerical modeling conducted for the triaxial test produced consistent results, indicating the proper functioning of the Abaqus software and a good representation of the constitutive model to be considered. The results obtained from the cavity expansion models were used to construct drainage curves and proved suitable for understanding the influence of variability in interpreting the drainage behavior of the tests. The stability analysis performed showed promising results by incorporating material variability into the software, allowing characterization not only of the safety factor but also of the probability of failure of the problem. Regarding the experimental campaign, it was possible to observe the execution of in-situ tests, which significantly contributed to the understanding of the test mechanisms and also assisted in the development of new laboratory equipment.