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Dados Base

Os parâmetros materiais seguintes são necessários em todos os modelos materiais.

Peso volúmico γ - é assumido o peso volúmico do solo seco (solo acima do nível freático). O peso volúmico do solo abaixo do nível freático é calculado a partir de outros parâmetros introduzidos na secção "Computação de empuxos".

Módulo de elasticidade E

O módulo de elasticidade descreve a rigidez do material, que é assumida como constante durante todo o intervalo de carregamento. No entanto, no caso de solos, esta hipótese apenas é válida para um intervalo muito curto de deformações recuperáveis. O módulo de elasticidade E não tem um efeito significante no comportamento do solo em modelos não lineares, após satisfazer a condição de plasticidade.

Não é possível dar uma resposta exata sobre qual valor deste parâmetro material (inicial, tangente, secante) se deve utilizar em cada modelo material. Para selecionar um tipo de módulo, deve ser conhecido o comportamento do solo do problema geotécnico em análise e atribuir o valor em particular obtido a partir de ensaios triaxiais para os carregamentos correspondentes. Ainda assim, podem ser fornecidas algumas recomendações.

Distribuição da curva tensão-deformação idealizada e determinação dos tipos de módulo do solo

Podem ser adotadas as seguintes interpretações para o módulo de Young E de elasticidade:

  • módulo instantâneo E0, para o caso de cargas reduzidas (assume-se uma relação linear entre a deformação e a tensão) ou quando se calculam assentamentos instantâneos
  • módulo secante E50, determinado para uma tensão de referência igual a 50% da tensão no início da rotura (utilizado, por exemplo, ao analisar sapatas de fundação e assentamento de estacas)
  • módulo de deformação Edef, determinado a partir de uma curva tensão-deformação obtida experimentalmente. Este módulo é utilizado no modelo elástico modificado, que assume um comportamento diferente para o carregamento e para o relaxamento. A utilização deste módulo na resolução de problemas relacionados com o relaxamento do solo (ex.: estruturas subterrâneas, elevação do fundo de uma vala de escavação) conduz a deformações superiores às obtidas quando se utiliza o módulo elástico Eur, determinado a partir do trecho de relaxamento r da curva tensão-deformação. A determinação do módulo de deformação do solo é possível através da seguinte relação:

  • módulo edométrico Eoed, que depende do nível de tensão no solo que deve ser utilizado, dependendo dos limites expectáveis que o solo pode experimentar. A relação entre Edef e Eoed é dada por:

onde:

ν

-

coeficiente de Poisson

Edef

-

módulo de deformação (secante)

  • módulo de elasticidade Eur, determinado a partir do trecho de relaxamento da curva tensão-deformação e é utilizado para analisar problemas de relaxamento do solo (escavações) - deve ser definido ao utilizar o modelo elástico modificado

Os valores dos módulos de elasticidade devem ser determinados, se possível, a partir de ensaios de cisalhamento triaxial. Se forem utilizados outros métodos (ensaios de penetração, ensaios pressiométricos, etc.), é necessário introduzir coeficientes de correlação, conforme descrito na bibliografia.

Para a modelação, é aconselhável começar por realizar uma análise de acordo com o modelo material elástico e verificar o campo de deformação - deformações de acordo com a lei de Hook são linearmente dependentes da carga aplicada e do módulo de elasticidade utilizado. Se as deformações resultantes (deslocamentos) forem demasiado elevadas, o usuário deve reavaliar o valor utilizado originalmente para o módulo de elasticidade.

Coeficiente de Poisson ν - coeficiente de contração transversal que neste caso é dado pelo carregamento de tensão normal do material elástico homogéneo, segundo a expressão:

onde:

εy

-

deformação vertical

εx

-

deformação horizontal

O coeficiente de Poisson é relativamente fácil de determinar. Para a sua determinação, pode ser utilizada a base de dados de solos. Se forem assumidas cargas reduzidas e o módulo instantâneo E0 for utilizado, também deve ser utilizado o valor do coeficiente de Poisson ν0 determinado para o carregamento inicial.

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