Contributions for the study of unpaved roads with and without geosynthetic reinforcement through numerical analyses

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015.As análises numéricas tem-se apresentado como uma importante ferramenta no estudo dos mais diversos problemas geotécnicos, incluindo as estradas não pavimentadas quando reforçadas com geossintéticos. Nessa dissertação empregou-se o software comercial de elementos finitos Plaxis 2D para simular ensaios de laboratório realizados em escala real e em escala reduzida, que visaram estudar o comportamento de vias não pavimentadas reforçadas e sem reforço submetidas a carregamentos monotônicos. As modelagens numéricas mostraram diferentes mecanismos de ação do reforço e permitiram conhecer as magnitudes de algumas grandezas que não tinham sido medidas experimentalmente. Uma vez que os ensaios usados como banco de dados foram também executados sob condições de carregamento cíclico, foi possível avaliar a metodologia proposta por Jewell (1996) para levar em conta o efeito do tráfego no dimensionamento das estradas não pavimentadas. O método permite calcular a partir das cargas cíclicas, carregamentos estáticos equivalentes que podem ser usado no projeto das vias. Foi observado que essa equivalência entre as cargas varia com o nível de deformação das estradas e depende da condição dos materiais constituintes das mesmas. Também foram propostas expressões para considerar a influência dos deslocamentos superficiais máximos no cálculo das cargas estáticas equivalentes.Numerical analyses have been successfully used in the study of different kinds of geotechnical problems, including the case of geosynthetic reinforced unpaved roads. The finite element commercial software Plaxis 2D was used in this dissertation to simulate full-scale and model scale laboratory tests that were performed to study the mechanical response of unpaved roads under monotonic loading. The numerical models showed different types of reinforcement mechanisms and provided quantitative information about some variables that were not experimentally measured before. Since the tests used as databases were also performed under cyclic loading conditions, it was possible to assess the method proposed by Jewell (1996) to take into account the dynamic effect of traffic in the design of unpaved roads. The method allows calculating, from cyclic loads, equivalent static loads that can be used in the project of the roads. It was observed that this equivalence between loads varies with the level of roads deformations and with the conditions of its materials. Different expressions have also been proposed to take into account the influence of maximum superficial displacements in the calculation of equivalent static loads