Modelagem numérica de estruturas de contenção atirantadas em areia

A numerical study on the behavior of tied-back retaining walls in sand, using the finite element method (FEM) is presented. The analyses were performed using the software Plaxis 2D, and were focused on the development of horizontal displacements, horizontal stresses, shear forces and bending moments in the structure during the construction process. Emphasis was placed on the evaluation of wall embedment, tie-back horizontal spacing, wall thickness, and free anchor length on wall behavior. A representative soil profile of a specific region at the City of Natal, Brazil, was used in the numerical analyses. New facilities built on this region often include retaining structures of the same type studied herein. Soil behavior was modeled using the Mohr-Coulomb constitutive model, whereas the structural elements were modeled using the linear elastic model. Shear strength parameters of the soil layers were obtained from direct shear test results conducted with samples collected at the studied site. Deformation parameters were obtained from empirical correlations from SPT test results carried out on the studied site. The results of the numerical analyses revealed that the effect of wall embedment on the investigated parameters is virtually negligible. Conversely, the tie-back horizontal spacing plays an important role on the investigated parameters. The results also demonstrated that the wall thickness significantly affects the wall horizontal displacements, and the shear forces and bending moments within the retaining structure. However, wall thickness was not found to influence horizontal stresses in the structure

O presente trabalho apresenta um estudo numérico através do método dos elementos finitos (MEF) utilizando-se o aplicativo computacional Plaxis 2D, com o objetivo de verificar aspectos do comportamento de estruturas de contenção atirantadas em areia. As análises foram dirigidas ao desenvolvimento dos deslocamentos horizontais, das tensões horizontais e dos esforços internos (esforço cortante e momento fletor) durante o processo construtivo da estrutura. As simulações numéricas incluíram avaliações da influência do comprimento da ficha, do espaçamento horizontal entre os tirantes, da espessura da parede e do comprimento do trecho livre. O perfil de solo utilizado nas simulações numéricas é representativo de uma determinada região da Cidade de Natal RN, na qual são construídas com frequência contenções do tipo analisado no presente trabalho. Utilizou-se o modelo constitutivo de Mohr-Coulomb para simular o comportamento do solo e o modelo elástico linear para simular o comportamento dos elementos estruturais. Os parâmetros de resistência do solo foram determinados por meio de ensaios de cisalhamento direto e os parâmetros de deformabilidade foram estimados através de correlações empíricas obtidas de resultados de ensaios SPT executados na região em estudo. Os resultados obtidos mostraram que variações no comprimento da ficha praticamente não influenciam o comportamento da estrutura, no âmbito dos parâmetros avaliados, ao passo que o espaçamento horizontal entre os tirantes apresenta forte influência sobre essas grandezas. Verificou-se também que a espessura da parede apresenta considerável influência sobre os deslocamentos horizontais e sobre os esforços internos e pouca influência sobre as tensões horizontais