Modelo analítico para a análise e projeto de grupos de estacas assentes em solos moles em processo de adensamento

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018.O recalque progressivo do solo, associado a mudanças das propriedades em profundidade devido aos processos de rebaixamento das pressões intersticiais no mesmo, é considerado como subsidência regional, a interação deste fenômeno com os diferentes sistemas de fundação implementados na construção civil consegue gerar outro fenômeno denominado como atrito negativo, ambos amplamente estudados em diferentes situações onde se apresentam. No caso da Cidade do México, esta fornece um dos cenários mais importantes para o estudo do comportamento dos sistemas de fundação que interagem com o atrito negativo gerado pela presença da subsidência regional na zona lacustre da cidade. Ao longo do tempo diferentes autores desenvolveram estudos sobre os sistemas de fundação implementados para contrariar o efeito do rebaixamento das pressões intersticiais do solo que historicamente atinge a cidade, estes estudos corresponderam a modelos analíticos baseados em teorias e postulações que levam em consideração cargas atuantes num sistema de fundação em condições limites, tensões e recalques induzidos pela presença de estacas num meio continuo, tensões devidas a cargas pontuais, tensões devidas a cargas uniformemente distribuídas sobre superfícies com diferente geometria, entre outros, os quais finalmente permitem projetar sistemas de fundação capazes de trabalhar de forma ótima com os efeitos negativos da subsidência regional, e que em algumas situações conseguem ser projetados em linguagens de programação com a finalidade de fornecer ferramentas de análises que sejam representativas nas diferentes investigações desenvolvidas em temas relacionados com o fenômeno da subsidência regional. O presente trabalho propõe uma atualização mediante a implementação de Python como nova linguagem de suporte para um modelo analítico proposto por um destes autores, no qual se implementou para a avaliação da formulação teórica e matemática do modelo a linguagem de programação Visual Basic 6.0, plataforma que atualmente não é mais utilizada, devido a que não consegue implementar atualizações por ser uma plataforma descontinuada no mercado. A nova atualização foi enquadrada principalmente na mudança do código original do modelo, da plataforma Visual Basic 6.0, para Python com ênfase na mudança do dimensionamento das variáveis da formulação matemática, com novas funcionalidades gráficas baseadas nas diferentes livrarias que oferece o pacote de Python. A atualização foi avaliada mediante uma comparação dos resultados obtidos de uma modelagem numérica no software Plaxis 3D para diferentes configurações de sistemas de fundação, interagindo com a subsidência regional. Obtendo ótimos resultados similares aos conseguidos pelo modelo analítico programado com Visual Basic 6.0.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).The progressive establishment of the soil, associated with the changes of the properties in depth due to the processes of abatement of the interstitial pressures of the same, is considered as regional subsidence, the interaction of this phenomenon with the different foundation systems implemented in civil construction manages to generate another phenomenon called negative friction, both widely studied in different situations where they occur. In the case of Mexico City, its provides one of the most important scenarios for the study of the behavior of the foundation systems that interact with the negative friction generated by the presence of regional subsidence in the lacustrine zone of the city. Over time, the authors developed studies on the systems of the foundation implemented to counteract the effect of the abatement of the interstitial pressures of the soil which historically has affected by the city, these studies correspond to analytical models based on theories of applications that take into consideration the loads acting in the foundation system under limited conditions, efforts and settlements induced by the presence of pilots in a continuous medium, efforts due to point loads, efforts due to loads uniformly distributed on surfaces with different geometry, among others. Which finally allow to design foundation systems capable of working optimally with the negative effects of regional subsidence, and that in some situations get projected in programming languages in order to provide analysis tools that are representative in different investigations developed in topics related to the phenomenon of the regional subsidence. This work proposes an update through the implementation of Python as a new support language for an analytical model proposed by one of these authors, in which was implemented, for the evaluation of the theoretical and mathematical formulation of the Visual Basic 6 programming language model, platform that is no longer used, due to the fact that it is not possible to implement updates because it is a discontinued platform in the market. The new update was mainly framed in the change of the original code of the model, of the Visual Basic 6.0 platform, for Python with emphasis on the changes in the sizing of the variables of the mathematical formulation, with new graphical functionalities based on the different libraries that offers the Python package. The update was made by comparing the results of a numerical modeling in the software Plaxis 3D, for different configurations of foundation systems, interacting with the regional subsidence, obtaining optimal results similar to those obtained by the Model analytic programmed with Visual Basic 6.0.El asentamiento progresivo del suelo, asociado a los cambios de las propiedades en profundidad debido a los procesos de abatimiento de las presiones intersticiales del mismo, es considerado como subsidencia regional, la interacción de este fenómeno con los diferentes sistemas de fundación implementados en la construcción civil consigue generar otro fenómeno denominado como fricción negativa, ambos ampliamente estudiadas em diferentes situaciones donde se presentan. En el caso de la Ciudad de México, esta proporciona uno de los escenarios más importantes para el estudio del comportamiento de los sistemas de fundación que interactúan con la fricción negativa generada por la presencia de la subsidencia regional en la zona lacustre de la ciudad. A lo largo del tiempo diferentes autores desenvolvieron estudios sobre los sistemas de fundación implementados para contrarrestar el efecto del abatimiento de las presiones intersticiales del suelo que históricamente aqueja la ciudad, estos estudios correspondieron a modelos analíticos basados em teorías e postulaciones que tienen en consideración las cargas actuantes en el sistema de fundación en condiciones limites, esfuerzos y asentamientos inducidos por la presencia de pilotes en un medio continuo, esfuerzos debidos a cargas puntuales, esfuerzos debidos a cargas uniformemente repartidas sobre superficies con diferente geometría, entre otros. Los cuales finalmente permiten diseñar sistemas de fundación capaces de trabajar de forma óptima con los efectos negativos de la subsidencia regional, y que em algunas situaciones consiguen ser proyectados en lenguajes de programación con la finalidad de suministrar herramientas de análisis que sean representativas en las diferentes investigaciones desarrolladas em temas relacionados con el fenómeno de la subsidencia regional. El presente trabajo propone una actualización mediante la implementación de Python como nuevo lenguaje de soporte para un modelo analítico propuesto por uno de estos autores, en el cual se implementó, para la evaluación de la formulación teórica y matemática del modelo el lenguaje de programación Visual Basic 6.0, plataforma que actualmente no es más utilizada, debido a que actualmente no se consigue implementar actualizaciones por tratarse de una plataforma descontinuada en el mercado. La nueva actualización fue encuadrada principalmente en el cambio del código original del modelo, de la plataforma Visual Basic 6.0, para Python con énfasis en los cambios en el dimensionamiento de las variables de la formulación matemática, con nuevas funcionalidades graficas basadas en las diferentes librerías que ofrece el paquete de Python. La actualización fue evaluada mediante una comparación de los resultados obtenidos de un modelamiento numérico en el software Plaxis 3D, para diferentes configuraciones de sistemas de fundación, interactuando con la subsidencia regional, obteniendo óptimos resultados similares a los conseguidos por el modelo analítico programado con Visual Basic 6.0