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Title: Comportamento à tração de estaca helicoidal instrumentada submetida a carregamento cíclico em solo arenoso
Other Titles: Uplift behavior of an instrumented helical pile subjected to cyclic loading in sandy soil
Authors: Farias, Manoel Leandro Araújo e
Keywords: Estaca helicoidal;Instrumentação;Prova de carga à tração;Carregamento quase-estático;Areia
Issue Date: 14-Feb-2019
Citation: FARIAS, Manoel Leandro Araújo e. Comportamento à tração de estaca helicoidal instrumentada submetida a carregamento cíclico em solo arenoso. 2019. 99f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: Estacas helicoidais são fundações instaladas no solo por meio de torque para suportar cargas de compressão, tração e lateral. Apresentam vantagens como alta produtividade e instalação com mínimo barulho e vibração. Neste trabalho é avaliado o comportamento a esforço de tração de estacas helicoidais instrumentadas e submetidas a carregamento cíclico em solo arenoso. A estaca utilizada possuía três hélices e foi instrumentada com extensômetros elétricos de resistência em três seções ao longo do fuste. Foram realizadas três provas de carga à tração, duas com carregamento cíclico quase-estático e uma com carregamento estático, para verificar os efeitos do carregamento cíclico. Os ensaios com carregamentos quase-estáticos foram feitos com valores diferentes de carga cíclica média e amplitude de carga. Os resultados mostraram uma grande influência do modo como os incrementos de carga foram empregados, devido atuarem no processo de densificação e perturbação do solo circunvizinho da estaca. Os deslocamentos acumulados tenderam a se estabilizar após o 10º ciclo, não foram obtidas baixas taxas de acumulação média de deslocamento e o número de ciclos antes da ruptura mostrou-se dependente da carga média e da amplitude cíclica. Com a instrumentação, foi constatada uma redução na rigidez cíclica residual com o aumento na profundidade ao longo do fuste. Através da análise das cargas mobilizadas nas hélices ao longo dos ciclos, se verificou que a contribuição de resistência proveniente da hélice da ponta foi responsável pela maior parte da capacidade de carga. Observou-se que os níveis de carga aplicados e os fatores de interação entre estágios de carga, os quais aparecem quando a carga mínima de uma etapa de carregamento é menor que a carga máxima da etapa anterior, influenciaram o comportamento cíclico do sistema solo-estaca de modo a promover rigidez e reduzir os deslocamentos correspondentes. Por fim, a aplicação dos ciclos de carga quase-estáticos proporcionou aumento na capacidade de carga estática à tração.
Abstract: Helical piles are foundations installed in the ground by means of torque to withstand of compression, traction and lateral loads. They offer advantages such as high productivity and installation with minimum noise and vibration. In this work, the pull-out behavior of instrumented helical piles subjected to cyclic loading in sandy soil is evaluated. The used pile had three bearing plates and was instrumented with electric resistance strain gauges in three sections along the shaft. Three pull-out load tests were performed: two with quasi-static cyclic loading and one with static loading, to verify the effects of cyclic loading. The tests with quasistatic loads were made with different values of average cyclic load and load amplitude. The results showed a great influence of the way in which the load increments were used, due to the densification and disturbance of the surrounding soil. The accumulated displacements tended to stabilize after the 10th cycle, low rates of mean displacement accumulation were not obtained and the number of cycles before failure showed to be dependent on the average load and the cyclic amplitude. The instrumented sections allowed to observe the reduction in the residual cyclic rigidity with the increase in depth along the shaft. The analysis of the mobilized loads in the bearing plates along the cycles, showed that the contribution to resistance from the lower bearing plate was responsible for most of the load capacity. It was observed that applied load levels and interaction factors between loading stages, which appear when the minimum load of a loading stage is lower than the maximum load of the previous stage, influenced the cyclical behavior of the soil-pile system by increasing the system rigidity and reducing corresponding displacements. Finally, the application of the quasi-static load cycles increased the static uplift capacity.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/26863
Appears in Collections:PPEC - Mestrado em Engenharia Civil

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