Descrição
Neste modelo é simplificada a estrutura de suporte de um tanque de solo com um diâmetro de 3 metros. Este é composto por duas câmaras de 8 m de comprimento, que são conectadas no meio por meio de uma sala de revisão e instalação. Nesta está anexado um poço de entrada que chega até a superfície do terreno. A superfície do terreno está dois metros acima do tanque.
O tanque é feito de plástico reforçado com fibra de vidro e perfis de aço inoxidável. Esses materiais foram modelados usando comportamento material plástico ortotrópico ou isotrópico.
Acomodação
Para a acomodação foram assumidas, de forma simplificada, molas de superfície constantes na metade superior e inferior do tanque. O cálculo foi realizado de acordo com o método modificado de módulo de suporte de dois parâmetros, segundo Pasternak. A profundidade de influência foi determinada em 2,4 m. Na parte superior, a espessura da acomodação foi estabelecida com base na sobrecarga (2 m). Aqui, também houve uma redução na rigidez da mola em 50%. A razão para isso são as influências do suporte perturbado devido à proximidade da superfície do terreno, assim como a compactação não completa assumida durante a instalação. A imagem a seguir mostra a representação dos coeficientes de acomodação elástica na direção z, bem como o diálogo de entrada correspondente dos parâmetros de acomodação aplicados na metade inferior.
Mais informações sobre a modelagem das interações solo-estrutura podem ser encontradas na entrada do manual a seguir. Aqui, também são apresentados métodos mais específicos para determinar a interação entre a estrutura e o solo.
Pressão do Solo
A pressão do solo que atua no tanque resulta do peso do solo circundante e aumenta com a profundidade. A distribuição pode ser considerada linear, começando sem carga na superfície do terreno. A aplicação foi realizada nas três direções principais globais nas paredes externas do tanque. A imagem a seguir ilustra a aplicação da carga do peso próprio do solo.
Enchimento
As duas câmaras do tanque foram carregadas independentemente com a pressão hidrostática resultante do preenchimento de líquido. Esta resulta do peso específico do líquido e da altura de enchimento, aumentando linearmente com a profundidade e atuando perpendicularmente à parede do tanque.
Mais informações sobre a pressão hidrostática em estruturas de tanques podem ser encontradas no artigo técnico a seguir:
Flutuação
Flutuação devido à água subterrânea presente
Para este caso, é assumido que o tanque está temporariamente até a metade submerso em água subterrânea. A carga total de flutuação resulta, segundo o princípio de Arquimedes, da massa da água deslocada. Seu efeito é direcionado contrário à aceleração gravitacional. A força resultante, portanto, atua em nosso modelo na direção negativa de z. Além disso, há uma distribuição de carga na área projetada, e assume-se um aumento linear da carga em Z. Isso deve, por segurança, levar a uma superestimativa da carga e a uma ovalização aumentada do tanque. A fórmula a seguir mostra a carga de superfície determinada para essas suposições sob distribuição constante. A entrada é mostrada na imagem abaixo.
Alteração da pressão do solo devido à água subterrânea presente
Devido à alteração temporária do nível da água subterrânea, a carga que resulta do solo presente também muda. A fórmula a seguir mostra a determinação dessa carga de alteração. A imagem subsequente mostra a distribuição de carga correspondente e os componentes de alteração ao longo da profundidade.
Otimização
Na imagem a seguir, são mostradas as configurações de otimização e as dimensões parametrizadas correspondentes da estrutura de suporte, que foram selecionadas para otimização. Com o botão marcado "OK & calcular tudo", as mutações de otimização podem ser calculadas.
Notas Finais
Interação Solo-Estrutura
Para uma representação realista da interação entre a estrutura e o solo circundante, seria necessário modelar o solo como um volume 3D e um comportamento material não linear. Mais informações estão disponíveis no manual do Add-On Análise Geotécnica nos links a seguir:
- Manuais online do RFEM 6 | Análise geotécnica | Materiais de tipo Solo
- Manuais online RFEM 6 | Análise geotécnica | Tipo de modelação de solo | 3D | Método dos elementos finitos
Estabilidade/Amassamento
A aplicação de imperfeições e a comprovação contra falhas de estabilidade foram omitidas neste artigo. No entanto, a comprovação por meio do método GMNIA seria possível devido aos materiais não lineares já considerados. Mais informações sobre isso estão disponíveis no seguinte artigo técnico e webinar: