Análise da interação entre camada de distribuição e inclusão rígida

Abstract

O crescimento populacional está levando a um crescimento tanto horizontal quanto vertical das cidades, exigindo um maior aproveitamento do solo. Com isso, regiões que antes não tinham construções por possuir um solo muito compressível e/ou com pouca capacidade de carga, agora estão sendo exploradas, exigindo novas técnicas de construção e, entre elas, está a utilização de inclusões rígidas. Brasília é um bom exemplo desse fenômeno. Em muitos locais do Distrito Federal são encontradas camadas de solo colapsível de espessuras consideráveis, fato que leva à utilização de fundações profundas a fim de controlar os recalques em grande parte das obras, o que causa o aumento do seu custo. As inclusões rígidas seriam boas alternativas para o controle de recalque e diminuição dos custos de obra. O uso de inclusões rígidas tem sido muito estudado no México e na Europa para casos de solos moles, tendo o objetivo de controlar os recalques em edifícios de baixa altura. Este trabalho tem como objetivo estudar os fenômenos que ocorrem na camada de distribuição para que se possa entender os mecanismos de ruptura dessa camada e a carga máxima que se é possível suportar com este tipo de fundação no solo de Brasília. Para isto, as análises foram realizadas por meio de modelagens numérica e física, as quais possibilitaram o estudo deste problema complexo que envolve diversas variáveis, realizadas em um software de elementos finitos. A modelagem física foi realizada em escala real, comparando condições de resistência e de geometria do problema para obter valores de deslocamentos, tensões no solo compactado e as cargas recebidas pelas inclusões. O modelo físico foi dimensionado de forma a simular os efeitos de um conjunto de inclusões rígidas com um metro de espaçamento entre elas e uma camada de distribuição com 45 cm de altura e composta pelo solo típico de Brasília compacto. Posteriormente, foi realizado a modelagem numérica simulando o modelo físico anteriormente citado, obtendo curvas carga aplicada versus deslocamento para cada geometria utilizada na modelagem física. A partir desses modelos foi possível comparar condições geométricas utilizadas e condições do solo no seu estado ótimo e no seu estado saturado, simulando condições de ruina do solo colapsível, obtendo as cargas máximas suportadas para cada caso e possíveis superfícies de ruptura.