estruturas de contenção ancoradas sujeitas a acção sísmica. análise do comportamento. PDF
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ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO ANCORADAS SUJEITAS A ACÇÃO SÍSMICA. ANÁLISE DO COMPORTAMENTO. Ana Margarida Duarte Bejinha Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil Júri Presidente: Pedro Guilherme Sampaio Viola Parreira Orientador: Carlos dos Santos Pereira Vogais: Alexandre da Luz Pinto Dezembro 2009 [ii] Agradecimentos Sendo este trabalho o término de uma das mais importantes etapas da minha vida, não posso deixar de agradecer a todos aqueles que contribuíram para a concretização deste objectivo. Ao Professor Carlos Santos Pereira, meu orientador e que me despertou o interesse pelo tema sugerido, assim como todas as orientações, críticas e sugestões que propôs. Às Engenheiras Ana Teresa de Carvalho e Rita pela ajuda que me deram na utilização do Programa Plaxis. Aos meus familiares, em especial aos meus Pais e Irmão, por todo o apoio que me deram ao longo destes últimos 5 anos e por terem permitido que eu conseguisse tirar um curso superior. A todos os meus amigos que sempre me apoiaram, em especial ao Nuno Silva e à minha grande Amiga, Ana Margarida Ricardo, por toda a ajuda que me deu ao longo do todo o curso e pelos momentos divertidos que passamos nestes últimos 5 anos “fora de casa”. [iii] [iv] Resumo Apresenta-se neste trabalho uma análise do comportamento de uma parede moldada duplamente ancorada quando esta está sujeita aos impulsos do terreno e a uma acção sísmica. Será dada maior ênfase ao comportamento da parede e à transferência de força do bolbo de selagem para o solo. Para o caso estático, realizam-se diversas análises paramétricas de modo a estudar a influência do comprimento livre e do bolbo de selagem das ancoragens, da rigidez da parede, do módulo de deformabilidade do solo e do comprimento da ficha. Para a parede analisam-se os deslocamentos horizontais, assim como os assentamentos no tardoz e os momentos flectores a que fica sujeita. Comparam-se as tensões horizontais sofridas pela parede, com as dos diagramas aparentes sugeridos por Terzaghi e Peck. Para as ancoragens são analisados os esforços axiais a que ficam sujeitas em cada fase de construção. Para a situação dinâmica, utilizando um espectro de acelerações, analisa-se o comportamento da parede e do bolbo de selagem. Analisam-se os deslocamentos de ambos à medida que ocorre o sismo e para a situação final. Comparam-se as tensões horizontais na parede com as tensões dadas pelo método de Mononobe-Okabe. Uma vez que a velocidade das ondas sísmicas depende do tipo de solo, utilizar-se- á posteriormente um módulo de deformabilidade três vezes superior ao do caso anteriormente estudado, analisando-se e comparando-se os deslocamentos sofridos pela parede e pelo bolbo. No final tiram-se as conclusões acerca da influência de cada parâmetro estudado no comportamento da parede e para o bolbo conclui-se que o seu deslocamento influencia a transferência de forças para o solo. [v] [vi] Abstract In this work is analyzed the behavior of a molded wall with two anchorages when it is subjected to the impulses of soil and when it is subjected to an earthquake. Will be analyzed the behavior of structure for a base case. Subsequent will be carried out a parametric analysis to evaluate the influence of the length of anchors and the grout bulb, the stiffness of wall, the height of wall and the influence of soil flexibility. For the wall it’s analyzed the horizontal displacements, as well as the settlements behind the wall and de bending moment. The horizontal stresses suffered by the wall are compared with apparent diagrams suggested by Terzaghi and Peck. For the anchorages are analyzed the axial loads that they are subjected at the each stage of construction. For the dynamic situation, using an accelerations spectrum, it’s analyzed the behavior of the wall and the bulb. The displacements of both are measure when an earthquake occurs. The horizontal stresses in the wall are compared with the stresses given by Mononobe-Okabe method. The wave’s velocity depends of the type of the soil, so the flexibility of soil will be changed for a value three times bigger. Previously it is analyzed the behavior of the wall and compared to the base case. In the end, it will be the conclusions of the influence of each parameter studied in the behavior of wall. For the bulb it concludes that its displacements influence the transference of loads for the soil. Key words: Anchored retaining wall, earth pressures, seismic analysis, [vii] [viii] Simbologia c’ – resistência ao corte para tensão normal (coesão) 𝐷 – densidade relativa 𝑅 𝛿 – ângulo de atrito entre a parede e o solo e – índice de vazios 𝐸 – módulo de elasticidade da parede 𝑝 ∅ - ângulo de atrito do solo g – aceleração da gravidade G – módulo de distorção 𝛾 - peso volúmico do solo 𝛾 – peso volúmico da água 𝑤 𝛾′ – distorção 𝐻 – altura da parede 𝑖 – inclinação do terreno no tardoz da parede 𝐼 – momento de inércia da secção da parede 𝑝 𝐾 – rigidez do sistema de suporte 𝑆 𝜌 – densidade do solo 𝜍 – tensão horizontal 𝐻 𝜍 – tensão vertical 𝑉 𝜏 – tensão de corte ν – coeficiente de Poisson 𝑉 – volume de vazios 𝑣 𝑉 – volume de sólidos 𝑠 [ix] [x]
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