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Módulo de Reação do Subsolo determinado a partir de Iterações

O programa permite o cálculo automático do módulo de reação do subsolo a partir da deformação característica do solo, através de um processo iterativo. O procedimento assenta na suposição de que a deformação de solos elásticos, caracterizados pelo módulo de deformação E_def [MPa], ao alterar o estado de tensões associado à alteração de empuxos, é a mesma que a deformação da parede subterrânea.

O objetivo é encontrar os valores de k_h [MN/m³] que permitam a continuidade das deformações da parede e solo adjacente. A deformação plástica da estrutura não é considerada ao realizar a análise com a iteração manual de k_h. Enquanto que para a análise de iteração automática da deformação plástica da estrutura, o módulo k_h é considerado. O princípio da iteração manual consiste na computação do módulo de reação do subsolo do i^ésimo segmento da parede livre de ancoragem, conforme representado esquematicamente na figura:

Determinação do módulo de reação do subsolo do i^ésimo segmento

Para alterar a tensão σ_r - σ, o programa determina a carga uniforme σ_ol [MPa] de cada segmento da estrutura. Seguidamente, a alteração global da tensão que atravessa o i^ésimo segmento ( [MPa_*m]) é computada. Esta alteração deve-se à carga adicional do subsolo nos segmentos 1 a n (σ_ol,1 - σ_ol,n). A alteração global da tensão Δσ_i é reduzida pela robustez estrutural m_i*σ_or,i [MPa]. O novo valor da rigidez da mola é dado por:

A alteração da tensão no subsolo é determinada de acordo com Boussinesque. Inserir o novo valor de k diretamente no cálculo seguinte poderia levar a uma iteração instável - assim, o valor de k que é introduzido na análise da parede seguinte é determinado a partir do valor original de k_p e do novo valor de k_n do módulo de reação do subsolo.

O valor máximo do módulo de reação do subsolo da i^ésima camada é limitado por:

O processo iterativo manual, utilizado para computar o módulo de reação do subsolo, segue os passos seguintes:

1. Determinar a matriz de valores influentes para derivar a alteração da tensão para uma profundidade do subsolo que atravessa o i^ésimo segmente da estrutura devido à sobrecarga causada pela alteração da tensão em outros segmentos.
2. Introduzir a primeira aproximação do módulo k_h à frente da parede - é assumida uma distribuição triangular de valores na base da parede k_h = 10 MN/m³.
3. Executar a análise da parede (estrutura de contenção).
4. Computar os novos valores de k_h e determinar os novos valores para a análise seguinte.
5. A caixa de diálogo para verificar a interação aparece e o programa aguarda pelo próximo comando. Se as n iterações seguintes forem selecionadas, os passos 3 e 4 repetem-se n vezes até chegar ao passo nº 5, novamente. A análise pode ser finalizada a partir da caixa de diálogo, ao clicar no botão "Terminar".

Este processo iterativo manual é controlado pelo usuário - o usuário pode decidir se os resultados são realistas. O processo iterativo automático é executado sem serem inseridas novas interações para o cálculo do módulo k_h.

Bibliografia:

Bartak J.: Progresivni postupy navrhovani pazenych stavebnich jam, VUT Brno, 1991.