Estudo do mecanismo de transferência de carga na camada de distribuição em fundações reforçadas com inclusões rígidas

Abstract

A técnica de inclusões rígidas tem sido amplamente estudada com a finalidade de reforçar aterros ferroviários e rodoviários sobre solos moles. A técnica tem sido usada em menor medida para diminuir os custos em sistemas de fundação de prédios, neste caso os fenômenos de transferência de carga são complexos e são diferentes dos observados em aterros. Nesta pesquisa, para contribuir com o entendimento do mecanismo de ruptura e do mecanismo de transferência de carga quando uma laje rígida é usada, foram realizados ensaios em modelo físico em escala real, modelos físicos em centrífuga geotécnica e simulações numéricas 2D usando como camada de distribuição de carga o solo natural típico do Distrito Federal, Brasil e o mesmo solo melhorado com cimento. Foi simulada uma condição crítica onde a contribuição do solo reforçado não foi considerada. A maioria dos modelos mostraram que a camada de distribuição é estável após a retirada do confinamento. Quando a rigidez da camada de distribuição aumenta, a magnitude dos recalques diminui consideravelmente, sem depender da rigidez do solo reforçado. Quando se avaliam grupos de inclusões, as inclusões centrais recebem a maior parte da carga transmitida. O mecanismo de ruptura pode ser representado por um volume na parte superior da inclusão com formato de cone truncado, o ângulo externo do cone depende do ângulo de atrito do material, os recalques resultam principalmente da deformação do volume acima da cabeça da inclusão e dependem diretamente do confinamento, do diâmetro da inclusão, separação de inclusões, altura, resistência e rigidez da camada de distribuição. Quanto maior a rigidez, menor o recalque e maior a pressão transmitida à cabeça da inclusão. Evidenciou-se um importante ganho de resistência do material compactado melhorado com cimento e um melhor desempenho das inclusões rígidas com este tipo de material. Os resultados experimentais mostraram que é necessário construir um anel perimetral de inclusões rígidas para evitar rupturas parciais laterais