16. ESTUDO COMPARATIVO ENTRE PROVA DE CARGA ... - Unama

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2.6.2.3 - Modelo de Smith Quando uma estaca é solicitada pelo impacto de um martelo uma zona do material é comprimida. Essa compressão causa uma tensão que será transmitida para camadas subseqüentes. O processo contínuo de compressão desenvolve uma onda de tensão que se propaga ao longo da estaca (Bernardes, 1989). A velocidade de onda é função das propriedades do material da estaca. É a velocidade com que as zonas de compressão ou de tração se movem ao longo da estaca. A onda descendente inicial gerada pelo impacto do martelo é formada por forças compressivas. Esta onda se propaga ao longo do fuste e quando encontra a ponta da estaca é refletida (Gonçalves et al., 2000). Segundo SMITH (1960), D. V. Isaacs foi o primeiro que advertiu sobre a ação da onda durante a cravação de estacas. Em 1960, utilizando o conceito da equação da onda e utilizando integração numérica, Smith propôs um modelo matemático, para representar o fenômeno de cravação de estacas, tornando-se a base para o seu desenvolvimento. A solução foi obtida pelo método das diferenças finitas, com o uso de computadores. Para AOKI (1997), o modelo de Smith permite avaliar os deslocamentos, velocidades, acelerações e forças na seção da estaca, ao longo do tempo, substituindo com vantagens a fórmula dinâmica. Através da figura, pode-se observar o modelo numérico proposto, em que se representam os elementos, como o martelo, o cepo, o capacete e a estaca por uma série de pesos e molas. Os elementos rígidos e pesados são representados por pesos, sem elasticidade, como o capacete. A estaca, que é compressível, foi dividida em comprimentos unitários e molas individuais, que representam seu peso e elasticidade, respectivamente. Já o martelo, foi considerado como elemento possuidor de peso e elasticidade. As forças de resistência do solo, são representadas pela combinação de molas elasto-plásticas e pistons lineares ligados em cada elemento de estaca cravado. 60
Figura 23: Modelo de Smith. Fonte: ALVES, LOPES E DANZIGER, 2004. Para o cálculo, cada componente é considerado separadamente no intervalo de tempo. Para cada intervalo, são calculadas cinco variáveis: o deslocamento do peso, em relação a posição inicial, a compressão da mola, a força exercida pela mola, a força resultante atuante no peso e a velocidade do peso (Velloso e Lopes, 2002). O tempo durante o qual a ação ocorre (impacto do martelo sobre a estaca) é dividido em intervalos pequenos, como 1/4000 segundos. As ações de cada peso e cada mola, são calculadas separadamente para cada um e para todos os intervalos de tempo. Desta maneira, pode ser feita uma determinação matemática das tensões e da penetração 61
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