Capacidade do Hardening Soil Model na Reprodução da Resposta de Solos a Carregamentos com Diferentes Trajectórias de Tensão

Abstract

O projeto da maioria das obras geotécnicas requer, para além da verificação da segurança em relação a diferentes estados limites últimos, a estimativa dos movimentos associados à sua construção. O recurso à via numérica é o modo mais eficiente de o fazer, exigindo, no entanto, a sua aplicação uma escolha criteriosa do modelo constitutivo a empregar.Um modelo constitutivo de uso cada vez mais generalizado em solos compactos ou rijos é o Hardening Soil Model, implementado no programa de cálculo automático Plaxis, que, associando algumas das vantagens dos modelos mais simples com as dos mais elaborados e complexos, consegue ser parametrizado com base em ensaios de emprego corrente e reproduzir algumas das principais características do comportamento mecânico dos solos interessados pelas obras.O objetivo desta dissertação é então o de verificar a aptidão do Hardening Soil Model em reproduzir convenientemente a resposta de um solo a carregamentos com diferentes trajetórias de tensões, servindo-nos do caso particular das “Areolas da Estefânia”, formação miocénica que constitui grande parte do subsolo da região de Lisboa.Na primeira parte da dissertação, recorrendo à bibliografia especializada e a alguns resultados de um estudo paramétrico realizado, aborda-se os principais aspetos referentes aos modelos constitutivos dos solos, com especial ênfase no modelo de Mohr-Coulomb, sem dúvida o modelo ainda hoje de longe mais utilizado, e no Hardening Soil Model, e faz-se uma análise comparativa do desempenho destes dois modelos na reprodução de diferentes trajetórias de tensões.Na segunda parte da dissertação, recorrendo-se a alguns resultados de ensaios laboratoriais realizados em amostras colhidas na formação das “Areolas da Estefânia” publicados na bibliografia, começa-se por definir os parâmetros caracterizadores do Hardening Soil Model e verifica-se a aptidão do modelo para reproduzir os resultados experimentais obtidos nos diversos tipos de ensaios e com diferentes trajetórias de tensões.Por fim, são apresentadas as principais conclusões do trabalho e são propostos alguns estudos a serem desenvolvidos no futuro no âmbito da temática abordada.

The design of most geotechnical works requires besides to the verification of safety in relation to different final limit states, the estimation of the movements associated with their construction. The use of numerical models are the most efficient way of doing this, but its application requires a careful choice of the constitutive model to be used.A constitutive model of general use in compact or hard soils is the Hardening Soil Model, implemented in the automatic calculation program Plaxis, which, combining some of the advantages of the simplest models with others more elaborate and complex, can be parameterized with Based on current employment tests and reproduce some of the main characteristics of the mechanical behavior of the soils interested in the works.The objective of this dissertation is to verify the ability of the Hardening Soil Model to reproduce the soil response to different stress trajectories, using the particular case of the "Areolas da Estefânia", a myocene formation that constitutes a large part of the subsoil of the Lisbon region.In the first part of the dissertation, using the specialized bibliography and some results of a parametric study, are exposed the main aspects of the constitutive models of the soils, with special emphasis on the Mohr-Coulomb model, the most used model nowadays, and the Hardening Soil Model, and is elaborated a comparative analysis of the performance of these two models in the reproduction of different trajectories of tensions.In the second part of the dissertation, using some results of laboratory tests carried out on samples collected in the "Areolas da Estefânia" formation published in the bibliography, it begins by defining the characterizing parameters of the Hardening Soil Model and verify the suitability of the Model to reproduce the experimental results obtained in the different types of tests and with different stress trajectories.Finally, the main conclusions of the paper are presented and some studies are proposed to be developed in the future in the scope of the subject.