Comparação entre os modelos de Mohr Coulomb e Hardening Soil na análise do comportamento tensão-deformação de solos moles sob carregamento.

Abstract

No contexto geotécnico, especialmente naquele voltado para a construção de estruturas como barragens para armazenamento de rejeitos ou água, assim como pilhas de estéreis e ou rejeitos, a fundação em solos moles apresenta grandes desafios em relação à construção, operação e estabilidade dessas estruturas. Diante desse contexto, a previsão do comportamento dessas estruturas e da resposta da fundação, seja ela mole ou não, diante das cargas aplicadas, é favorecida pela aplicação de modelos numéricos, utilizando análises de tensão-deformação como uma abordagem adequada para essa avaliação. Este estudo aborda uma situação hipotética em que se planeja construir um aterro de barragem sobre uma camada de solo mole. Para tanto, foram elaborados dois modelos numéricos com características idênticas em termos de litologia, geometria do maciço e etapas construtivas. Nesse sentido, a camada de aluvião mole presente na fundação foi analisada por dois modelos constitutivos diferentes: Mohr-Coulomb e Hardening Soil. Embora os parâmetros geológico-geotécnicos tenham sido obtidos pelos mesmos ensaios, a metodologia de cálculo diferiu devido às características distintas dos parâmetros utilizados por cada modelo constitutivo. Além disso, realizou-se a verificação e calibração desses parâmetros por meio da simulação numérica de ensaios de adensamento, validando os resultados para ambos os modelos constitutivos. Todas as análises foram conduzidas no software PLAXIS 3D, contemplando modelagem, simulação dos ensaios geotécnicos e análise de tensão-deformação. A simulação dos ensaios de adensamento apresentaram resultados semelhantes no que tange a deformação final observada, todavia a linearidade observada na deformação referente a amostra caracterizada pelo modelo constitutivo de Mohr Coulomb não se fez presente no ensaio numérico cuja amostra foi caracterizada com o modelo constitutivo Hardening Soil. Os resultados das etapas construtivas do barramento, em termos de deslocamentos, apresentaram grandes semelhanças nas deformações finais obtidas em ambos os modelos. No entanto, divergências foram observadas nas dimensões dos deslocamentos na primeira etapa de construção do maciço, destacando uma diferenciação nos modelos constitutivos, especialmente em relação à linearidade dos módulos de elasticidade presentes no modelo de Mohr-Coulomb, ausentes no Hardening Soil.