A partir dos ensaios em campo realizados com o pressiômetro Pencel, busca-se obter parâmetros de elasticidade dos materiais envolvidos através de retro-análises numericamente do comportamento das tensões e deformações dos diferentes materiais do trechos experimentais.

Assim foi feita uma análise numérica com o método dos elementos finitos, através do programa SIGMA/W para modelar o comportamento de tensão- deformação do subleito e base da pista experimental.

A montagem dos elementos constituiu o modelo matemático, que tem o seu comportamento especificado por um número finito de parâmetros a serem considerados dentro do modelo constitutivo, adotado para a análise, que neste caso foi o modelo elástico linear.

Assim foram feitas analises numéricas com objetivo de obter um módulo de deformação (E) médio das camadas, chegando a um resultado coerente com os ensaios de campo.

Ensaios Pressiométricos no Trecho Experimental

Para melhor avaliar o comportamento de vias executadas com entulho reciclado, foi priorizada a construção de uma pista experimental. Esta pista está localizada na cidade de Goiânia na Rua dos Ciprestes no bairro Mansões Bernardo Sayão e terá a função de acesso de caminhões para a Central de Abastecimento (CEASA). Essa via foi executada pelo Departamento de Estradas de Rodagem do Município de Goiânia (DERMU), e os estudos foram desenvolvidos por meio de parceria entre a Prefeitura de Goiânia, Universidade Federal de Goiás, Universidade de Brasília e Furnas Centrais Elétricas.

Durante a execução da pista, vários ensaios de campo foram realizados. No entanto, para esta pesquisa serão apresentados e analisados os dados obtidos por meio da realização de ensaios pressiométricos onde foi utilizado o pressiômetro Pencel. A sonda possui diâmetro de 3,2 cm e comprimento de 60 cm

Programa de Elementos Finitos (Sigma/W)

O programa SIMA/W é formulado para vários modelos constitutivos de solos elástico e elástico-plástico. Assim todos os problemas descritos foram estudados em duas dimensões na condição de deformação plana, modelo elástico e axissimétrico.

Após a verificação e comparação dos resultados do programa SIGMA/W, para problemas axissimetricos, com a solução analítica fechada para carga uniforme sobre uma área circular, avaliou-se os dados já existentes dos ensaios pressiométricos realizados em campo (Tabela 1) e definiu os parâmetros geométricos da malha de elementos finitos para a retroanálise dos resultados pressimétricos.

Assim alguns dados dos ensaios pressiométricos em campo foram corrigidos e lançados no SIGMA/W para a simulação numérica.

Retroanálise Numérica

O programa SIMA/W é formulado para vários modelos constitutivos de solos elástico e elástico-plástico. Assim todos os problemas descritos foram estudados em duas dimensões na condição de deformação plana, modelo elástico e axissimétrico.

Após a verificação e comparação dos resultados do programa SIGMA/W, para problemas axissimetricos, com a solução analítica fechada para carga uniforme sobre uma área circular, avaliou-se os dados já existentes dos ensaios pressiométricos realizados em campo e definiu os parâmetros geométricos da malha de elementos finitos para a retroanálise dos resultados pressimétricos.

Assim alguns dados dos ensaios pressiométricos em campo foram corrigidos e lançados no SIGMA/W para a simulação numérica, onde foram introduzidas inicialmente Es (módulo de elasticidade do SIGMA/W) igual a Ep (módulo de elasticidade do ensaio pressiométrico), m (coeficiente de Poisson’s) e aplicou-se Ps ( pressão aplicada no SIGMA/W) igual a Pp (pressão aplicada no ensaio pressiométrico). Com isso o programa calcula Vs (volume de deformação obtido pelo Sigma/W) que era comparado com o Vp (volume de deformação do ensaio pressiométrico).

Caso o Vs seja diferente de Vp se ajusta um novo Es, e se roda novamente o programa até o Vs convergir com Vp.

Convergindo Vs com Vp se procede com a comparação do Es com o Ep. Havendo aproximação entre os valores de Es e Ep, o solo era considerado homogêneo, caso contrário, o solo é considerado heteregêneo.

O volume Vp é obtido a partir da leitura do volume de água injetado na sonda.

O volume “Vs” é calculado pela deformação de cada nó da malha de elementos finitos pela superfície de aplicação da carga na simulação numérica.

Este procedimento foi repetido para as camadas de subleito e base de entulho reciclado, conseguindo com isso os parâmetros de E para ambas as camadas.

Resultado dos Ensaios Pressiométricos

Os resultados dos ensaios pressiométricos em campo foram utilizados para toda retroanálise realizada com o programa SIGMA/W.

Resultado da Retroanálise Numérica para o Subleito

Para a retroanálise do subleito foi construída a malha de elementos finitos utilizada no SIGMA/W que considera as condições de contorno do ensaio pressiométrico com deslocamento horizontal restrito no contorno lateral direito e lateral esquerdo após o furo do pressiômetro, tentando assim representar melhor as condições do ensaio.

Os valores finais do modulo de Elasticidade do subleito foram ajustados e os resultados finais foram satisfatórios.

Somente nas estaca 3 + 0 e 2 + 05 foi observada uma diferença maior entre os módulos de elasticidade pressiométrico e o modulo de elasticidade retro-analisado, isto pode ser explicado pela heterogeneidade do subleito no local das duas estacas, que gerou um meio semi-infinito heterogêneo, não contemplado pelo SIGMA.

Finalmente o valor do modulo de elasticidade adotado para cada estaca serão os Es que atendem as deformações volumétricas obtidas em campo.

Resultado da Retroanálise Numérica para a Base

Para a retroanálise da base foi construída uma malha de elementos finitos no SIGMA/W que possui as mesmas características e condições geométricas da malha do subleito. A diferença é que agora a malha de elementos finitos possuirá duas camadas de materiais diferentes (subleito e base), considerando para o subleito o parâmetro de Es já calculado anteriormente.

Novamente a diferença maior está na estaca 3 + 0 o que é coerente com a presença de material heterogêneo do subleito que reflete na base, já as outras estacas apresentam menores diferenças de módulos. Isto pode ser explicado pelo processo executivo de mistura e compactação da base, onde apresenta desuniformidade próximo às construções existentes e dificuldade de manobra das máquinas.

As demais estacas apresentaram boa concordância com as análises elásticas.

Com os resultados apresentados de acordo com [4] pode-se constatar que:

•          A base de entulho mostrou-se viável de ser executada, conforme mostrado em[3]. Investigações periódicas serão realizadas para avaliar o desempenho da pista ao longo do tempo;

•          Ao serem realizados ensaios em diferentes profundidades, foi possível observar a existência de uma camada superficial do subleito mais compactada [4] como verificada na retroanálise numérica;

•          Cuidados especiais devem ser adotados ao serem realizados ensaios pontuais, como o pressiométrico, nas camadas executadas com entulho, pois os tipos de resíduos sólidos componentes do entulho podem interferir muito nos resultados e dificultar as análises (material de base).

Em relação a retroanálise numérica:

•          Funciona corretamente com meios homogêneos permitindo obter parâmetros elásticos médios (No caso do subleito as estacas 3 + 0 e 2 + 05 apresentaram meios heterogêneos não podendo retroanalisar elasticamente o ensaio);

•          A influência da escala do problema (materiais granulares e diâmetro da sonda) tem que ser considerados;

•          A heterogeneidade do subleito é refletida na base.