O módulo de análise geotécnica permite que o utilizador utilize as propriedades das amostras de solo e modelos de materiais de solo específicos para representar a interação entre o edifício e o solo, bem como as influências dos componentes da fundação entre si. Além disso, oferece uma biblioteca extensível de propriedades de solo, consideração de várias amostras de solo (sondagens) em diferentes locais, determinação de assentamentos e diagramas de tensões, e uma exibição gráfica e tabular dos mesmos.
Exemplo prático
Uma vez que o módulo se encontra ativo, o utilizador pode começar o seu trabalho definindo os materiais de solo de interesse na caixa de diálogo Materiais apresentada na Imagem 02. Na prática, as propriedades do material do solo devem ser definidas manualmente, pois são específicas para cada projeto em específico.
Isto também é possível no RFEM 6, onde pode definir as propriedades de diversos materiais de solo. Além das propriedades básicas do material (por exemplo, módulo de elasticidade, módulo de corte, razão de Poisson, peso específico/densidade de massa, coeficiente de expansão térmica), deve selecionar o modelo de material a ser utilizado para uma modelação realista do comportamento do material do solo.
Na versão atual do RFEM 6, encontram-se disponíveis o modelo de Mohr-Coulomb, bem como um modelo não linear com rigidez dependente de tensões e deformações.
Neste exemplo, é selecionado o modelo de Mohr-Coulomb modificado para modelar o comportamento do material de solo de interesse. Portanto, os parâmetros como resistência coesiva (c), ângulo de atrito interno (φ) e ângulo de dilatância (ψ) devem ser atribuídos na caixa de diálogo associada (Imagem 03).
Uma base de dados extensível também se encontra disponível para facilitar a seleção das propriedades do material do solo. Para mostrar isso, os outros materiais de solo neste exemplo são definidos via a Biblioteca de Materiais, como mostrado na Imagem 04.
Em seguida, deve definir as amostras de solo inserindo as informações obtidas dos testes de campo (ou seja, as características do perfil do solo em diferentes posições). As amostras de solo estão disponíveis como objetos especiais no RFEM 6.
Como mostra a Imagem 05, pode inserir camadas de solo para as amostras individuais numa caixa de diálogo bem organizada ou fornecendo os dados relevantes nas tabelas. Como as propriedades do material do solo já foram definidas, pode selecionar os materiais diretamente no menu suspenso e atribuir a espessura associada. No entanto, também é possível definir novos materiais ao definir as camadas.
Se a água subterrânea for detectada por meio dos testes de campo, o utilizador pode atribuir o nível freático nesta caixa de diálogo (Imagem 05). Além disso, pode definir vários números de camadas e amostras de solo que serão usados para gerar o solo. A correspondente representação gráfica apoia a definição de amostras separadas e ajuda a verificar a entrada.
Para cada amostra individual, deve fornecer as coordenadas associadas ao plano de trabalho do RFEM que correspondem à posição real de campo para a qual o perfil do solo foi obtido. Isso pode ser feito na caixa de diálogo Amostras de Solo ou nas tabelas. Na última, pode copiar todas as coordenadas de um documento (por exemplo, um arquivo do Excel) e simplesmente colá-las. Os perfis do solo serão então mostrados na janela de trabalho, como na Imagem 06.
Os dados em termos de amostras de solo podem agora ser utilizados para criar o maciço de solo disponível como um objeto especial tanto no navegador de dados quanto nas tabelas. Para ser mais específico, o maciço de solo pode ser gerado a partir das amostras de solo previamente definidas, mas também pode gerá-lo como um conjunto de sólidos de solo (ou seja, definindo os sólidos de solo manualmente e aplicando-os ao maciço). Neste exemplo, será utilizada a primeira opção.
A caixa de diálogo Maciço de Solo é apresentada na Imagem 07. Para gerar o maciço de solo a partir de amostras de solo, deve primeiro selecionar as amostras de interesse. Em seguida, é solicitado a definir a geometria do maciço de solo atribuindo o tipo de topologia, o tamanho do maciço e as coordenadas do seu centro. A profundidade é atribuída automaticamente, de acordo com os dados da amostra de solo.
Se necessário, pode rodar o maciço em relação a Z. O utilizador também pode considerar a potencial presença de água subterrânea gerando a superfície do nível de água subterrânea. Se esta opção for selecionada na caixa de diálogo, a água subterrânea será apresentada na representação gráfica interativa.
Uma vez que o maciço de solo é gerado, este é exibido graficamente na janela de trabalho do RFEM. Como apresentado na Imagem 08, o maciço consiste em tantos sólidos de solo quantas são as camadas previamente definidas (4, neste exemplo).
As superfícies entre esses sólidos são superfícies NURBS definidas com funções spline e aproximadas por meio das posições das camadas nas amostras de solo. Se a opção de considerar água subterrânea tiver sido selecionada, o nível de água subterrânea também está disponível na representação gráfica.
Finalmente, os apoios das superfícies de fronteira foram gerados através da entrada Tipos de Superfícies do navegador de dados. Por exemplo, o utilizador pode ver que os apoios para as superfícies de fronteira horizontais na parte inferior estão fixos, enquanto o deslizamento é permitido para as superfícies verticais circundantes (Imagem 09).
Considerações finais
Dado que a determinação realista das condições do solo influencia significativamente a qualidade da análise estrutural de edificações, o módulo de análise geotécnica é oferecido no RFEM 6 para determinar o corpo de solo a ser analisado. Para esse propósito, pode fornecer dados obtidos a partir de testes de campo, uma vez que o módulo permite que utilize as propriedades de amostras de solo para determinar os maciços de solo de interesse.
Assim, o utilizador deve atribuir as propriedades do material, escolher o modelo de material de solo apropriado e definir os perfis de solo no programa. Para cada amostra de solo, é solicitada a definição das camadas de solo em termos de materiais e espessura, nível de água subterrânea (se aplicável) e a posição da amostra na janela de trabalho do RFEM (correspondendo à posição de campo real para a qual o perfil de solo foi obtido).
O solo é então gerado de todas as amostras inseridas usando sólidos 3D, e é atribuído à estrutura usando as coordenadas.