Avaliação da utilização dos métodos dos elementos discretos associado a modelos reduzidos em fundações

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Autor(es): dc.contributorFarias, Márcio Muniz de-
Autor(es): dc.creatorRocha, Jéssica Soares da-
Data de aceite: dc.date.accessioned2021-10-14T17:52:50Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2021-10-14T17:52:50Z-
Data de envio: dc.date.issued2020-06-30-
Data de envio: dc.date.issued2020-06-30-
Data de envio: dc.date.issued2020-06-30-
Data de envio: dc.date.issued2019-12-05-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://repositorio.unb.br/handle/10482/38476-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/618376-
Descrição: dc.descriptionDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2019.-
Descrição: dc.descriptionA utilização do Método dos Elementos Discretos (DEM) aplicada a problemas de contorno geotécnicos ainda esbarra na capacidade computacional devido à grande quantidade de partículas necessárias a representação do fenômeno em tamanho real. Uma abordagem intermediária que viabilizaria a utilização do DEM é sua aplicação aos modelos reduzidos. Os modelos reduzidos permitem o controle de todas as variáveis envolvidas em obras geotécnicas, no entanto, apresentam como limitação a necessidade de definição de um fenômeno principal a ser estudado. Os modelos físicos, em escala real e reduzida, são bastante utilizados para o estudo dos mecanismos de ruptura das fundações devido ao empiricismo envolvido no seu dimensionamento bem como na obtenção de parâmetros de resistência. Dessa forma, essa pesquisa avaliou a potencialidade da utilização do Método dos Elementos Discretos (DEM) combinado a modelos reduzidos bidimensionais em fundações. Inicialmente, foi realizada a calibração dos parâmetros das partículas (mesoscópicos) e de contato (microscópicos) a fim de replicar o fenômeno macroscópico obtido no ensaio biaxial pelo método da tentativa e erro. O ensaio biaxial foi performado com aproximadamente 1.900 partículas por meio do software YADE - Yet Another Dynamic Engine. Este ensaio permitiu avaliar a influência dos parâmetros em nível de partícula (coeficiente de Poisson da partícula; módulo de Young da partícula; e coeficiente de atrito) no comportamento macroscópico da amostra. Após a calibração dos parâmetros da partícula, foi realizada a etapa de validação dos parâmetros por meio da simulação de uma prova de carga, inicialmente em um bloco de fundação, e posteriormente em um radier estaqueado com estacas curtas e longas no mesmo software. Este ensaio resultou em uma amostra com aproximadamente 37.000 partículas. A validação permitiu comparar se o comportamento mecânico numérico foi similar ao encontrado nos modelos reduzidos, considerando os parâmetros calibrados, bem como quais parâmetros mesoscópicos e microscópicos mais influenciaram o comportamento mecânico da prova de carga estudada. Além disso, foi possível comparar as superfícies e cargas de ruptura obtidas a partir da utilização do DEM com as superfícies considerando a solução proposta pela teoria da plasticidade por meio da resolução Teorema de Análise Limite por meio do software OptumG2. Conclui-se que o ângulo de atrito foi responsável por governar a ruptura e a porção final do comportamento elástico-linear da curva. O módulo de Young, no entanto, afetou mais o trecho inicial do comportamento elástico linear. Essa metodologia apresentou-se como uma ferramenta eficiente para prever as superfícies de ruptura, que são bastante similares às propostas de forma analítica e pelo Teorema de Análise Limite. No entanto, em termos quantitativos, a falta de absoluta similaridade geométrica entre o experimento físico e o ensaio numérico introduziu limitações na hora de comparar as cargas de ruptura.-
Descrição: dc.descriptionThe use of the Discrete Element Method (DEM) applied to geotechnical contour problems still bumps into computational capacity due to the large number of particles to represent the phenomena. An intermediate approach that enables the use of DEM is its application to reduced models. The reduced models controls all selected variables in geotechnical works, however, have as limitation the need to define a main phenomenon to be studied. The physical models, in real scale and reduced, are widely used for the study of mechanisms of rupture of foundations due to the empiricism involved in its dimensioning, as well as in the parameters of resistance. Thus, this research evaluated the potential use of the Discrete Element Method (DEM) combined with two-dimensional reduced models in foundations. Initially, the particles (mesoscopic) and contact (microscopic) parameters were calibrated at the end of a replication or macroscopic phenomenon that occur in biaxial test by trial and error method. The biaxial test was performed with approximately 1,900 particles using YADE - Yet Another Dynamic Engine software. This biaxial test allowed to evaluate the influence of the particle level parameters (particle Poisson's ratio; particle Young's modulus; and friction coefficient) on the macroscopic behavior of the sample. After calibration of the particle parameters, the parameter validation step was performed by simulating a load test, initially in a shallow foundation, and later in a radier with short and long piles in the same software. This sample resulted in approximately 37,000 particles. The validation allowed comparing if the numerical mechanical behavior was similar to that found in the reduced models, considering the calibrated parameters, as well as which mesoscopic and microscopic parameters most influenced the mechanical behavior of the load test studied. Moreover, it was possible to compare the rupture surfaces obtained from the use of DEM with the surfaces considering the solution proposed by the plasticity theory through the Limit Analysis Theorem, to obtain these surfaces the OptumG2 software was used. It was concluded that the friction angle was responsible for governing the rupture and the final portion of the elastic-linear behavior of the curve. Young's modulus, however, most affected the initial stretch of linear elastic behavior. This methodology has been presented as an efficient tool for predicting the rupture surfaces, which are very similar to those proposed analytically and by the Limit Analysis Theorem. However, in quantitative terms, the lack of absolute geometric similarity between the physical experiment and the numerical test introduced limitations in comparing the ultimate loads.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Direitos: dc.rightsAcesso Aberto-
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Palavras-chave: dc.subjectMétodo dos elementos discretos-
Palavras-chave: dc.subjectModelos reduzidos-
Palavras-chave: dc.subjectFundações-
Palavras-chave: dc.subjectMicromecânica-
Palavras-chave: dc.subjectParticulas-
Título: dc.titleAvaliação da utilização dos métodos dos elementos discretos associado a modelos reduzidos em fundações-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
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