Dissertação

{pt_PT=Análise numérica de estacas helicoidais sob carregamento axial influência do número de hélices, do seu espaçamento e das condições na base} {} EVALUATED

{pt=O trabalho desenvolvido contempla a elaboração do estado da arte sobre estacas helicoidais (EH), incluindo o levantamento dos métodos analíticos existentes para determinação da capacidade resistente. Identificando a existência de várias abordagens analíticas para dois dos métodos de cálculo mais usados, reconheceram-se as principais diferenças e compararam-se os resultados estimados a partir destas com os obtidos na modelação numérica realizada, em estado axissimétrico, utilizando o ABAQUS, um programa de simulação computacional que utiliza o método dos elementos finitos. A referida modelação – a qual foi validada numericamente segundo o exemplo de uma estaca isolada, simples, sujeita a ação axial e cujos resultados esperados são conhecidos – inclui também a realização de um estudo paramétrico com o objetivo de compreender os mecanismos de rotura que ocorrem em função da geometria e do número de hélices, devido a carregamentos de tração e compressão, assim como a análise do comportamento das EH, à compressão, em meio estratificado (ME) de duas camadas. Através do estudo paramétrico, identificou-se uma boa concordância entre os mecanismos de rotura reportados na bibliografia, para os espaçamentos relativos entre hélices considerados, e os resultados da modelação realizada. Contudo, face à validade das abordagens analíticas existentes revistas no presente trabalho, propõe-se uma nova formulação analítica, tendo por base os resultados numéricos obtidos. Relativamente à análise em ME, por não ter sido encontrado nenhum método concreto para este cenário geotécnico, comparou-se uma abordagem genérica com o estudo numérico desenvolvido e, devido à adequabilidade da mesma, uma nova abordagem analítica também é proposta., en=The work here presented comprises the literature review about helical piles (HP), including a survey of the existing analytical methods to estimate the axial capacity. Having identified the existence of several analytical approaches, for two of the most used methods, the main differences were recognized and the results estimated from these were compared with those obtained from the axisymmetric numerical analyses performed by ABAQUS, a computer software suite for finite element analysis. In the absence of literature regarding numerical modelling of HP, simulation results were validated with compression responses of a single axially loaded pile. Based on this numerical validation, two more simulations were performed: i) a parametric study, to understand the effect of varying the number of helical plates and the helical plate spacing on the failure surfaces of vertically loaded axial piles, in both compression and tension, in cohesive soils; ii) a further analysis to study the behaviour of HP in compression, in a two-layered soil. Through the parametric study, it was possible to identify a good agreement between the reported failure mechanisms, for the considered helical plate spacings, and the results of the performed analysis. Nevertheless, regarding the accuracy of the existing analytical approaches reviewed in this thesis, a new analytical formulation is proposed, based on the obtained numerical results. Regarding the analysis on the two-layered soil, as no specific method was found in the literature, a generic approach was compared with the numerical analysis developed. Again, given its suitability, a new analytical formulation is also proposed.}
{pt=Estacas helicoidais, Dimensionamento de estacas helicoidais, Carregamento axial, Mecanismos de rotura, Modelação numérica, Métodos analíticos, en=Helical piles, Pile design, Axial load, Failure mechanisms, Numerical modelling, Analytical methods}

Janeiro 25, 2021, 11:0

Orientação

ORIENTADOR

Jaime Alberto dos Santos

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Associado