Análise elastoplástica via MEF de problemas em solos reforçados.

Abstract

Uma estrutura de solo reforçado (ESR) é um sistema composto que envolve basicamente três componentes: o solo, o reforço e a interface solo-reforço. O desempenho da estrutura reforçada irá depender da interação entre estes componentes. Essa interação pode ser estudada através do monitoramento de um grande número de ensaios em escala de campo, ensaios de laboratório em escala reduzida ou em ensaios em centrífuga. Entretanto, o custo associado ao monitoramento adequado desses ensaios é elevado, de difícil execução, o que torna esse procedimento limitado. As análises paramétricas, via o Método dos Elementos Finitos (MEF), apresentam um menor custo e são uma alternativa efetiva à realização de um grande número de ensaios. A aplicação do MEF permite com certa facilidade investigar a influência das diversas configurações do sistema reforçado (tipo e quantidade de elementos de reforço, distribuição espacial dos elementos de reforço na massa de solo, etc) no comportamento mecânico de uma ESR, possibilitando ainda a obtenção da resposta do sistema reforçado até a ruptura. Para modelar uma ESR, via MEF, é preciso adotar uma formulação que leve em consideração a não linearidade física dos materiais, e, por conseguinte, a utilização de processos de solução de sistemas de equações não lineares e de esquemas de integração de tensão que satisfaçam, a nível global e local, as condições de equilíbrio e as equações constitutivas, respectivamente. Assim, o presente trabalho trata de uma modelagem não linear física de uma ESR e envolve implementações computacionais de modelos constitutivos elastoplásticos para representar de forma idealizada o comportamento do solo e da interface solo-reforço, e de esquemas de integração das relações constitutivas para esses elementos. Os exemplos estudados pelas implementações numéricas realizadas sugerem que a metodologia pode ser aplicada à solução de problemas práticos da Engenharia Civil.