O emprego dos métodos numéricos na análise dos Estados Limites Últimos

Abstract

Neste trabalho procura-se fundamentalmente avaliar a aplicabilidade e as vantagens dos métodos numéricos na análise dos Estados Limites Últimos. Embora seja de há muito reconhecida a importância dos métodos numéricos no dimensionamento de obras geotécnicas, a inexistência de regras e orientações claras na forma como deverão ser utilizados em conformidade com os Eurocódigos estruturais, tem vindo a dificultar o seu uso generalizado na verificação dos estados limites relacionados com o colapso da estrutura ou do terreno. Encontra-se em discussão uma nova versão do Eurocódigo 7, a qual contém uma secção dedicada à aplicabilidade dos métodos numéricos na análise dos Estados Limites Últimos, pelo que se pretende analisar as sugestões e recomendações propostas nela propostas. Assim, analisa-se um caso simples correspondente a uma escavação suportada por uma cortina monoapoiada, cujo dimensionamento é feito tradicionalmente através de métodos de equilíbrio limite. Numa primeira fase, determina-se a profundidade mínima enterrada da cortina para garantia da sua estabilidade e os valores dos esforços nela e no elemento de suporte mobilizados através de métodos de equilíbrio limite, utilizando várias formas de introduzir a segurança (tradicional e EC7). Posteriormente, o mesmo caso simples é analisado através de métodos numéricos - utilizando o software PLAXIS (versão 8.6) - com base nas regras que constam na versão ainda em discussão do EC7. Comparam-se os resultados decorrentes das análises numéricas com os obtidos pelos métodos de equilíbrio limite, procurando-se aferir quais as principais diferenças entre os dois métodos. Pretendendo compreender a influência de alguns parâmetros no comportamento da estrutura e na forma de avaliar a sua segurança, é realizado um estudo paramétrico no qual se faz variar alguns parâmetros, nomeadamente as características do maciço interessado e a flexibilidade da cortina.Por fim, resumem-se as principais conclusões sobre o trabalho desenvolvido, acrescentando-se algumas propostas para desenvolvimentos futuros com o intuito de aprofundar o conhecimento nesta temática.

In this paper it is intended to evaluate the applicability and advantages of numerical methods in Ultimate Limit State analysis. Although the importance of numerical methods in the design of geotechnical works has long been recognized, the absence of clear rules and guidelines on how they should be used in accordance with the structural Eurocodes has made it difficult to use them in the verification of limit states related to structural or ground failure. A new version of Eurocode 7 is under discussion, which contains a section dedicated to the applicability of numerical methods in Ultimate Limit State analysis, and it is therefore intended to analyze the suggestions and recommendations proposed therein.Thus, a simple case corresponding to an excavation supported by a single-propped wall, whose design is traditionally done through limit equilibrium methods, is analyzed. Firstly, the embedment depth of the wall is determined in order to guarantee its stability along with the design values of structural forces, by means of limit equilibrium methods using various ways of introducing safety (traditional and EC7). Subsequently, the same simple case is analyzed using numerical methods - by means of the PLAXIS software (version 8.6) - taking in to account the rules pointed in the version still under discussion of EC7.The results of the numerical analyzes are compared with those obtained by limit equilibrium methods, trying to ascertain the main differences between the two methods.In order to understand the influence of some parameters on the behaviour of the structure and how to evaluate its safety, a parametric study is carried out in which some parameters are varied, namely the characteristics of the soil mass and the flexibility of the wall.Finally, the main conclusions about the work developed are summarized, including some proposals for future developments in order to deepen knowledge in this subject.