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Type: Artigo de periódico
Title: Experimental and numerical analysis of foundation pilings partially embedded in rock
Title Alternative: Análise experimental e numérica de estacas-raiz parcialmente embutidas em rocha
Author: Garcia, Jean Rodrigo
Albuquerque, Paulo José Rocha de
Melo, Rodrigo Álvares de Araújo
Abstract: The behaviours of four foundation pilings (ϕ=0.41 m) constructed in Foz do Iguaçu, Paraná (PR), Brazil and subjected to slow loading tests were analysed. The results were compared with results from three-dimensional numerical modelling using the finite element method, which facilitates simulation of the elasto-plastic behaviour of soil. The local subsoil comprises varied stratigraphies; it is composed of a residual soil surface layer followed by weathered rock and bedrock, which are a few meters deep. The massif geotechnical parameters were determined through correlations obtained from field tests, whereby the values for cohesion, angle of friction, modulus of deformability and uniaxial compressive strength in the different subsoil layers were estimated. The load tests were interrupted at 3000 kN and displaced by less than 5 mm in the working load (1500 kN). The pilings were subjected to lateral friction work with an average stress of approximately 70 kPa for the surface portion (residual soil) and greater than 150 kPa for the weathered rock portions. The estimated geotechnical parameters provided values that were an exact match with the numerical analyses. Thus, given the analyses and load transfer method, the piling lengths can be reduced, which will facilitate the optimisation of the geotechnical design.
Analisa-se o comportamento de quatro estacas-raiz (ϕ=0,41m) executadas na cidade de Foz do Iguaçu/PR, as quais foram submetidas a provas de carga com carregamento lento. Os resultados foram confrontados com aqueles obtidos por meio de modelagem numérica tridimensional pelo método dos elementos finitos, o qual permite simular o comportamento elásto-plástico do solo. O subsolo local apresenta variada estratigrafia, composto por uma camada superficial de solo residual, seguida por alteração de rocha e rocha sã em poucos metros de profundidade. Os parâmetros geotécnicos do maciço foram determinados por meio de correlações obtidas a partir de ensaios de campo, estimando-se os valores de coesão, ângulo de atrito, módulo de deformabilidade e resistência à compressão uniaxial das diferentes camadas do subsolo. As provas de cargas foram interrompidas quando alcançaram 3000 kN, apresentando deslocamentos inferiores a 5mm na carga de trabalho (1500 kN). Verificou-se que as estacas trabalharam por atrito lateral com tensões médias da ordem de 70 kPa, para o trecho superficial (solo residual), e superiores a 150 kPa, nos trechos em alteração de rocha. Os parâmetros geotécnicos estimados forneceram valores que se adequaram perfeitamente às análises numéricas. Nesse sentido, pôde-se verificar, através das análises realizadas e pelo modelo de transferência de carga, que seus comprimentos poderiam ser reduzidos, possibilitando otimizar o projeto geotécnico.
Subject: Estaca-raiz
embutimento em rocha
prova de carga
análise numérica tridimensional
Foundation piling
rock embedding
load test
three-dimensional numerical analysis
Editor: Escola de Minas
Rights: aberto
Identifier DOI: 10.1590/S0370-44672013000400006
Address: http://dx.doi.org/10.1590/S0370-44672013000400006
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400006
Date Issue: 1-Dec-2013
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