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Title: Análise geoestatística da estimativa de resistência estátistica a partir de ensaios SPT
Other Titles: Geostatistical analysis of static resistance predicted from SPT test results
Authors: Lucena, Thaís Sousa
Keywords: Ensaio SPT;Eficiência;Prova de carga no amostrador SPT;Resistência estática;Geoestatística
Issue Date: 30-Jul-2018
Citation: LUCENA, Thaís Sousa. Análise geoestatística da estimativa de resistência estátistica a partir de ensaios SPT. 2018. 162f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Portuguese Abstract: A previsão da resistência estática do sistema solo-estrutura é uma etapa fundamental do projeto de fundações. O uso de métodos de estimativa de capacidade de carga de estacas a partir de resultados de sondagens SPT é corrente, visto que a simplicidade de execução e o baixo custo deste ensaio o tornam uma das ferramentas mais empregadas em investigações geotécnicas. O mecanismo de transferência da energia envolvida no ensaio tem sido objeto de estudo de diversos autores nas últimas quatro décadas, motivados por questões acerca da dispersão de resultados do índice . Foi verificado que o conhecimento da eficiência da energia do ensaio permite normalizar seus resultados para um valor de referência padrão. Neste contexto, Aoki e Cintra (2000) analisaram o evento dinâmico do golpe do martelo sob a ótica do Princípio da Conservação da Energia. O estudo foi suporte teórico para a metodologia proposta por Aoki (2013), que permite quantificar a resistência de ponta e o atrito lateral usando resultados de ensaios SPT. O método é aplicável aos ensaios em que a eficiência e os comprimentos das amostras de solo recuperadas do interior do amostrador (embuchamento) são conhecidos. Esta pesquisa fez previsões de resistências estáticas de ponta e de atrito lateral, utilizando a metodologia proposta por Aoki (2013) aplicada aos resultados de 58 ensaios SPT. As sondagens ocorreram em um depósito de areia fina e tiveram os embuchamentos medidos. Um ensaio SPT adicional foi realizado, com seis provas de carga estática de tração no amostrador, a fim de investigar o atrito desenvolvido no fuste. O valor da razão entre as resistências por atrito nas paredes interna e externa do amostrador, conhecida como “fator a”, ficou próximo a dois para areia fina e aumentou para as camadas com maior porcentagem de finos. Por fim, procedeu-se uma comparação entre resultados de resistência obtidos pelo método de Aoki (2013) e os resultados de oito ensaios CPT realizados no mesmo campo. A comparação foi fundamentada em conceitos da geoestatística, por meio de análises do comportamento espacial da resistência estática, usando como ferramenta o software Geokrige, que auxiliou na obtenção de variogramas e de inferências espaciais por krigagem ordinária. Embora a magnitude dos valores de resistência lateral previstos pelo método de Aoki (2013) tenha correspondido a dos ensaios de campo, houve uma grande dispersão. Porém, a maioria das previsões de resistência de ponta foi bem sucedida, apresentando relação com os resultados dos ensaios de cone variando entre 1,0 e 1,6, sem grande dispersão. Concluiu-se que as previsões de resistência de ponta a partir dos ensaios SPT foram consistentes.
Abstract: Prediction of the soil-structure static resistance is primordial in foundation engineering design projects. Use of methods for prediction of pile bearing capacity based on standard penetration test (SPT) results is a common practice. Simplicity and low costs make the SPT one of the most employed tests in geotechnical investigation. In the last four decades, the mechanisms of energy transfer within the test have been studied by several authors, who were motivated by questions related to the dispersion of the blow-count values. It has been verified that knowing the test energy efficiency allows to normalize the SPT blow-count resistance to a standard reference value. In this context, Aoki and Cintra (2000) investigated the dynamic SPT hammer blow event by means of the Hamilton’s energy conservation principle. The study was a theoretical background to the methodology put forward by Aoki (2013), which allows to quantify pile tip and side friction resistances from the SPT test results. The method can be applied to tests in which the efficiency and the length of the recovered of soil samples are known. In the present study, predictions of pile tip and side friction static resistances were achieved by using the methodology of Aoki (2013) and the results of 58 SPT tests. Borings were carried out in a site composed of fine sand layers. All tests had the length of the recovered samples measured. An additional SPT test was also carried out, which included six static pullout tests on the SPT sampler, in order to investigate the lateral skin friction of the sampler. The ratio between the internal and the external skin friction of the sampler, known as the “a” parameter, was close to two for fine sand and increased for deeper layers with higher percentage of fines. Finally, a comparison was made between the results of resistance predicted by Aoki (2013) method and the results of eight CPT tests performed at the same site. Comparisons between predicted and experimental results were based on concepts of Geostatistics. Specifically, an analysis of the spatial behavior of the static resistance was conducted using the software Geokrige, which made calculations of variograms and spatial inferences by ordinary kriging. Although the magnitude of the side friction static resistance values predicted by the method proposed by Aoki (2013) corresponded to that of the field tests, a large dispersion in the values has been identified. However, most predictions of pile toe resistance were successful. Ratios of predicted to experimental toe resistance values ranged from 1.0 to 1.6 and remained within acceptable dispersion levels. Predictions of pile toe static resistances based on SPT tests were found to be consistent.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/26710
Appears in Collections:PPEC - Mestrado em Engenharia Civil

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