Comportamento de fundações diretas submetidas à carregamento cíclico em solo residual

Abstract

O solo residual é um material encontrado em grande parte do Brasil e do mundo. Seu comportamento é diferenciado de solos “clássicos” devido a sua dependência do processo de formação e de sua estrutura. Esta pode sofrer um processo de degradação, ocasionando uma diminuição de rigidez e de resistência – que pode ser acelerada sob um carregamento cíclico. Nesse contexto, ensaios de campo se mostram vantajosos, por apresentarem as condições in situ. Desta forma, este estudo teve como objetivo avaliar o comportamento do solo residual frente a ciclos de carga e descarga por meio da utilização de ensaios de placa. Para tal, foram realizados ensaios de caracterização de campo (i.e., sondagens a percussão) e de laboratório (i.e., caracterização física, ensaios de sucção e triaxiais consolidados isotropicamente drenados). As provas de carga foram executadas com placas de formatos circular e quadrado, e com carregamentos monotônicos e cíclicos, com três amplitudes distintas. Dentre os resultados obtidos, constatou-se que não houve efeitos de forma para os ensaios monotônicos e cíclicos – sob os mesmos padrões de carregamento. Há uma pressão limite – que coincide com a pressão onde ocorre a plastificação da estrutura – que marca uma mudança no comportamento. Até a tensão limite, o solo apresenta um comportamento que se assemelha ao elástico com elevada rigidez e pequenos recalques. Na tensão limite, observou-se um aumento nos recalques e uma redução na rigidez. E acima da tensão limite, houve um aumento dos recalques com a estabilização no modulo de elasticidade. Por fim, a aplicação do carregamento cíclico não afetou a capacidade de carga das fundações estudadas.

Residual soil is a material found in much of Brazil and the world. Its behavior is different from "classic" soils due to its dependence on the formation process and its structure. This can undergo a degradation process, causing a decrease in stiffness and resistance - which can be accelerated under a cyclic load. In this context, field tests prove to be advantageous, as they present the conditions in situ. Thus, this study aimed to evaluate the behavior of the residual soil in the face of loading and unloading cycles through the use of plate tests. To this end, field tests (i.e., standard penetration tests), and laboratory tests (i.e., physical characterization, suction measurements, and drained triaxial tests) were carried out. The load tests were performed with circular and square plates, and with monotonic and cyclic loads - the latter with three different amplitudes. Among the results obtained, it was found that there were no shape effects for monotonic and cyclic tests - under the same loading patterns. There was threshold stress - that coincides with the yield of the structure - that marks a behavior change. Up to the threshold stress, the soil has a behavior similar to elastic with high stiffness and small settlements. To this pressure, there was an increase in settlements and a reduction in stiffness. Above the threshold stress, there was an increase in settlements with stabilization in the elasticity module. Finally, the application of cyclic loading did not affect the bearing capacity of the foundations studied.