Bearing capacity of shallow foundations in slopes

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaPor vezes, torna-se necessário realizar estruturas em locais onde a capacidade de carga das fundações não seja a adequada, no entanto, algumas dessas construções tornam-se imprescindíveis para a população e para a melhoria de serviços à comunidade em geral, como é o exemplo da construção de uma estrutura rodoviária junto a um talude ou uma encosta. No entanto, a sua realização poderá originar situações não desejáveis, como o escorregamento de terras. Sendo assim, é fundamental analisar todas as variáveis que poderão tornar-se um obstáculo à execução deste tipo de infraestruturas.Esta dissertação, tem como principal objetivo avaliar a redução da capacidade de carga de fundações superficiais contínuas devido à proximidade de um talude. Para o efeito são utilizados métodos analíticos, como as metodologias de Meyerhof (1951 e 1955), Hansen (1970) e Vesic (1975), usualmente aceites pela comunidade científica, o método de equilíbrio limite, com recurso ao programa de cálculo SLIDE, e o método dos elementos finitos, utilizando o software PLAXIS (versão 8.6). A fim de se obter um resultado inicial de referência, foram também efetuados cálculos preliminares através de métodos analíticos e de elementos finitos, com o terreno horizontal. As análises são efetuadas para fundações contínuas localizadas à superfície e para uma fundação com a sua base à profundidade de 1,5 m, a diferentes distâncias do topo do talude. Foi avaliada a influência, na capacidade de carga, da localização da fundação em relação ao talude, da inclinação do talude e do ângulo de resistência ao corte do maciço.São expostas as metodologias de cálculo utilizadas, tanto para a situação da sapata assente num maciço horizontal como o caso da sapata na proximidade de um talude. Posteriormente, apresentam-se descrições dos programas computacionais referidos, os resultados obtidos por cada método, e efetuam-se análises paramétricas, com o objetivo de aferir as principais semelhanças e diferenças entre as metodologias utilizadas.Na última parte do trabalho, apresentam-se as conclusões sobre o estudo realizado, adicionando algumas propostas para trabalhos futuros com o objetivo de melhorar o conhecimento relativamente ao tema.Sometimes it is necessary to build structures in places where the foundations load capacity is not adequate, however, in some of those constructions become indispensable for the population and for the improvement of the services to their wider community, as is the example of building a road structure close to a slope or a hillside. However, their realization may lead to undesirable situations, like a landslide. Thus, it is crucial to analyze all the variables that may become an obstacle to create this type of infrastructures.This dissertation has as the main purpose to evaluate the reduction of the load capacity of continuous superficial footings when they are close to a slope. To the effect, there are used analytical methods, has the Meyerhof (1951 and 1955), Hansen (1970) and Vesic (1975) methods, usually accepted by the scientific community, the limit balance method, using the SLIDE calculation program, and the finite element method, using PLAXIS software ( version 8.6). With the purpose of a final reference result, preliminary calculations were also made using analytical and finite element methods, with the horizontal ground.The analysis are made in continuous footings located at the surface and in a footing at a depth of 1.5 meters, at different distances of the slope top. It was evaluated the influence of the foundation location when related to the slope, the slope gradient and the cut resistance angle of the massif in the foundations load capacity.There are exposed the calculations methodologies used, both for the foundation slab in a horizontal massif and for the case of a foundation slab close to a slope. After that, there are some descriptions of the computational software mentioned, the results achieved in each method, and there are made parametric analyses with the objective of understand the main similarities and differences between the methodologies used