yüzyıl:

Considere-se a simulação da instalação de uma parede moldada no terreno. O proce- dimento de instalação da parede descrito na secção 3.2 é aplicado a este caso.

3.3.1 Geometria do problema

A geometria da parede está esquematicamente representada na Figura 3.1. A parede tem uma altura de 20 m, admitindo-se que a 10 m do pé existe um estrato rígido, que coincide com a fronteira da malha de elementos finitos. A espessura da parede é de 0,8 m. Na modelação da instalação da parede, a sua espessura é representada por metade do seu valor real por simetria. Considerou-se o maciço com uma extensão 90 m de comprimento, como ilustra a Figura 3.1, ou seja, com um comprimento de 4,5h, sendo h a altura da parede.

3.3.2 Características dos materiais e condições iniciais

As características materiais a utilizar nos modelos estudados neste capítulo são defi- nidas no Quadro 3.2.

Quadro 3.2: Propriedades dos materiais utilizados nos modelos.

Material Modelo γ (kN/m3 ) φ (o ) δ (o ) Eref (kP a) Einc (kP a/m) cref (kP a) cinc (kP a/m) ν Argila (Ng e Lings, 1995) Mohr-Coulomb 20 0 0 6, 0×104 10 000 60 10 0,495 Betão Elástico-linear 25 0 0 2, 6×107 - - - 0,2 Bentonite - 12 - - - -

O solo utilizado, argiloso, idêntico ao utilizado por Ng e Lings (1995), caracteriza-se por ter resistência não drenada crescente em profundidade, regida pela equação:

cu= cref+ cincz = 60 + 10z [kP a] (3.1)

em que cu é resistência não drenada do solo em qualquer parte do maciço à profundidade

z, em kP a. cref é a resistência não drenada de referência à profundidade nula e cinc o seu

incremento por metro de profundidade. A profundidade z é expressa em metros.

O modelo deste solo admite-se elástico-perfeitamente plástico com o módulo de defor-

mabilidade Eu = 1000cu, considerado no programa através de Eref e Einc, como o módulo

de deformabilidade de referência (à profundidade nula) e o acréscimo por metro de profun- didade, respectivamente.

A malha de elementos finitos utilizada está representada na Figura 3.2.

Figura 3.2: Malha de elementos finitos do problema bidimensional, modelado com o Plaxis 2D.

O cálculo foi realizado em tensões totais. A acção seguinte da modelação é gerar as tensões iniciais do maciço. O coeficiente de impulso em repouso dos materiais admitido nas modelações é definido em tensões totais. A equação seguinte define como foi determinado

o coeficiente de impulso em repouso correspondente à análise em tensões totais (KT T

0 ),

KT T 0 = σh σv = K0γ′+ γw γ (3.2)

em que, para o caso a estudar neste capítulo, K0 =1,5 que corresponde a K0T T =1,25.

As tensões iniciais no maciço, determinadas usando o valor do peso volúmico do solo e deste coeficiente de impulso.

3.3.3 Descrição e faseamento construtivo

A bentonite tem peso volúmico, γ =12 kN/m3_{, pelo que, a partir da equação 2.1, o}

diagrama é triangular, aplicado em toda a altura da vala escavada (h =20 m) e corresponde

a uma tensão máxima no fundo da vala de 240 kN/m2

. O betão fresco é aplicado segundo

a equação (2.2), bi-linear, gerando uma tensão máxima no fundo da vala de 367,7 kN/m2_.

A Figura 3.3 ilustra a situações em que a bentonite e o betão fresco são representados por aplicação destas pressões.

(a) Pressões devido à bentonite - Fase 1

(b) Pressões devido ao betão fresco - Fase 2 Figura 3.3: Pressões aplicadas na vala.

3.3.4 Resultados obtidos e análise comparativa

Na Fase 1, enquanto a vala é escavada e as lamas bentoníticas são introduzidas em simultâneo, verifica-se, pela Figura 3.4, que o terreno sofre um deslocamento horizontal

considerável ao longo de toda a altura da parede, diminuindo na proximidade do seu pé e anulando-se um pouco abaixo deste. A bentonite garante a estabilidade da vala. Sendo, neste caso, as tensões iniciais no maciço superiores às provocadas pela bentonite, os deslocamentos que decorrem desta fase são no sentido da vala escavada. Também Ng et al. (2004) verificam num trabalho anterior que o deslocamento horizontal máximo se dá na fase da colocação da bentonite, assim como o assentamento máximo na superfície do terreno.

−30 −25 −20 −15 −10 −5 0 5 60 50 40 30 20 10 0 −0.02 −0.015 −0.01 −0.005 0 0.03 0.02 0.01 0 Profundidade (m) Deslocamento vertical (m) Distância à parede (m) Deslocamento horizontal (m)

Fase 1 − presente trabalho Fase 2 − presente trabalho Fase 1 − Faria e Guerra (2008) Fase 2 − Faria e Guerra (2008)

Figura 3.4: Comparação dos deslocamentos e assentamentos entre as duas modelações, nas Fases 1 e 2 da instalação da parede.

Um dos fenómenos a destacar nesta fase construtiva é o processo de transferência de carga. Este efeito dá-se quando a vala é escavada e, portanto, se verifica o correspondente alívio de tensões. As tensões instaladas naquela zona são automaticamente transferidas para o solo adjacente.

O processo de transferência de carga na direcção vertical dá-se quando a tensão ali- viada é distribuída para a zona inferior ao pé da parede. Segundo Ng et al. (1995) este processo de transferência de carga na direcção vertical tem maior contribuição para o efeito de redistribuição de tensões, ou seja, a tensão é mais facilmente distribuída para a zona inferior do que para os lados do painel escavado. Este fenómeno é observado também na direcção horizontal, na análise dos modelos tridimensionais (Capítulo 4), pois os painéis terão larguras finitas e são construídos sequencialmente.

Sendo o modelo bidimensional, constituído por um painel único de largura infinita, não há solo adjacente a este para poder receber as tensões aliviadas, pelo que apenas será possível redistribuição na direcção vertical, para a zona inferior ao fundo da vala (Figura 3.5).

Na Fase 2, a bentonite é substituída pelo betão ainda fresco, o solo recupera parte do deslocamento sofrido na fase anterior, deslocando-se no sentido oposto da Fase 1, como fora também observado nas modelações de Ng et al. (2004).

(a) Fase inicial - estado de tensão inicial (b) Fase 1 - estado de tensão devido à aplicação das pressões da bentonite

(c) Fase 2 - estado de tensão devido à aplicação das pressões do betão fresco

Figura 3.5: Tensões totais médias no maciço ao longo da instalação da parede.

base são recuperadas. Sendo as tensões horizontais devidas ao betão superiores à bentonite, o deslocamento horizontal dirige-se no sentido contrário ao da vala, como se pode observar na Figura 3.4. No entanto, não se desloca o suficiente para anular o deslocamento devido à

Fase 1, pois para um solo de K0 =1,5 a tensão do solo ainda supera as pressões do betão

fresco.

Na Figura 3.4 é ainda possível verificar a proximidade entre os resultados obtidos no presente trabalho e os de Faria e Guerra (2008).

Em ambas as fases construtivas da parede os deslocamentos horizontais e os assenta- mentos são idênticos, ou praticamente coincidentes, à excepção da zona inferior ao pé da parede, onde os deslocamentos horizontais aparentam ter algumas diferenças.

As pequenas diferenças observadas devem-se provavelmente às diferenças na malha de um cálculo para o outro, sendo que no cálculo mais recente foi adoptado um maior refinamento da malha, principalmente na zona mais próxima da parede.