Title: Proteção de tubulações enterradas contra sobrecargas com utilização de geossintéticos
Authors: Pires, Ana Carolina Gonzaga
Dutos - proteção
Tubos - resistência de materiais
Citation: PIRES, Ana Carolina Gonzaga. Proteção de tubulações enterradas contra sobrecargas com utilização de geossintéticos. 2017. xix, 98 f., il. Dissertação (Mestrado em Geotecnia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Abstract: Danos em tubos enterrados pressurizados podem causar acidentes graves, com perdas materiais significativas e não raramente perdas de vidas. Neste contexto, esta dissertação investiga o desempenho de geossintéticos aplicados como elementos de reforço com a finalidade de reduzir a magnitude dos esforços atuantes sobre dutos enterrados. Para isso, foram realizados experimentos em laboratório em escala em modelo (escala 1:4), para determinar a influência da presença do reforço inserido num maciço com duto enterrado, submetido a sobrecargas superficiais. O desenvolvimento do estudo foi conduzido com a construção de um aterro experimental em uma caixa de ensaio (1500 mm x 1000 mm x 500 mm), com areia fina à média, contendo tubo de aço carbono enterrado e geossintético no interior do maciço, sob diferentes arranjos geométricos. A sobrecarga foi aplicada na superfície do aterro por meio de uma placa rígida, com largura de 100 mm, simulando condições de deformação plana. A avaliação do comportamento das tensões verticais e horizontais no maciço e das deformações do duto foi possível devido à instalação de células de tensões totais em torno do duto e a instrumentação do tubo com extensômetros elétricos ao longo da sua seção transversal central. Foram realizados ensaios sem reforço e reforçados com diferentes tipos de reforços sob três configurações geométricas. Os resultados obtidos mostraram um aumento do carregamento final aplicado à superfície do maciço de aproximadamente 40% em comparação com a situação não reforçada. Foram também observadas reduções significativas nas tensões verticais transmitidas ao solo próximo do tubo, dependendo da configuração de reforço utilizada. Além disso, observou-se que a presença do reforço causou uma redução nas tensões de compressão no topo e na base do tubo de até 74% em comparação com a situação sem a presença do reforço.
Abstract: Damages in buried pressurized pipes can cause serious accidents with significant material losses and, not rarely, human life losses. In this context, this dissertation investigates the performance of geosynthetics as reinforcing elements aiming at reducing the magnitude of loads transferred to buried pipes. Laboratory experiments were carried out under reduced scale (scale 1:4), in order to assess the influence of the geosynthetic in reducing the loads on a buried pipe due to surface surcharges. The study was conducted in a test box (1500 mm x 1000 mm x 500 mm), using fine to medium sand, a steel pipe and geosynthetic reinforcement with different geometrical arrangements. The surface surcharge was applied by a 100 mm wide rigid plate, under plane strain conditions. Vertical and horizontal stresses n the soil mass, as well as strain in the pipe were measured by total stress cells and strain gauges glued to the pipe surface. Tests with different reinforcements and installation arrangements were executed. The results obtained showed increases of up to 40% in the bearing capacity of the soil due to the presence of the reinforcement layer. The reinforcement also caused significant reductions in vertical stresses around the pipe. Compressive strains at the crest and bottom of the pipe of up to 70% were obtained with the use of reinforcement.
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