Dimensionamento Dinâmico de Muros de Suporte

A análise dinâmica de estruturas de suporte de terras deve fazer parte dos cálculos de dimensionamento quando a obra se situa numa zona de risco sísmico ou quando a probabilidade de virem a actuar forças dinâmicas de outra natureza for considerável. As estruturas de suporte podem dividir-se em três tipos principais: os muros de gravidade, as cortinas flexíveis e os muros de encontro, de acordo com o Eurocódigo 8, onde se dá ao projectista uma orientação bastante completa sobre o cálculo das acções estáticas equivalentes às acções sísmicas.

Os muros de suporte de terras conferem estabilidade ao conjunto estrutura-solo através da grande massa que possuem. A resistência ao derrubamento e ao escorregamento pela base é conferida na sua maior parte pelo peso da estrutura de suporte. O comportamento deste tipo de estruturas é condicionado pelos deslocamentos. As forças internas nos muros têm apenas uma importância secundária porque estes são sempre considerados como um corpo rígido.

O colapso total, resultante de acções sísmicas, de estruturas de suporte de terras situadas acima do nível freático parece ser pouco frequente, mas a possibilidade de ocorrerem movimentos significativos devidos ao aumento das pressões laterais deve ser tido em consideração durante a fase de dimensionamento. Pelas descrições dos estragos provocados por sismos, as estruturas de suporte de terras que se prolongam para baixo do nível freático, como os muros-cais, são as que mais se ressentem. As roturas nestes casos parecem resultar do efeito combinado do aumento das pressões laterais atrás das estruturas, da diminuição das pressões da água à frente e da diminuição da resistência do solo suportado, podendo incluir a sua liquefacção em zonas críticas do aterro ou da fundação onde o solo esteja pouco compacto.

Podem dividir-se os estudos analíticos de acções dinâmicas sobre estruturas de suporte de terras em três categorias:
a) soluções baseadas num estado plástico de equilíbrio limite;
b) soluções com aplicação da teoria da elasticidade;
c) soluções não lineares e soluções elasto-plásticas.

No dimensionamento sísmico de estruturas flexíveis de suporte de terras é também corrente usar o método de Mononobe-Okabe para determinar as pressões laterais dinâmicas. O cálculo do impulso passivo dinâmico passa a ser em regra necessário porque a estabilidade do conjunto depende da existência desse impulso em muitos casos.

Devido à flexibilidade que algumas paredes de suporte apresentam pode questionar-se se será lícito considerar distribuições de pressões laterais do mesmo tipo que nos muros rígidos. Os resultados obtidos por diversos investigadores de ensaios em centrifugadores e a sua comparação com os valores previstos permitem lançar alguma luz sobre este problema.
Do mesmo modo que nas estruturas rígidas verifica-se, quer por descrições de casos reais, quer por resultados experimentais, que as estruturas flexíveis situadas acima do nível freático são menos susceptíveis a danos provocados por sismos do que as que se encontram submersas ou suportam maciços submersos.

Nas cortinas ancoradas deve-se ter especial atenção com a posição do sistema de ancoragem (placa) porque a superfície de deslizamento que se desenvolve atrás da parede na rotura devida a um carregamento sísmico é menos inclinada em relação à horizontal que a correspondente a condições estáticas.

Portanto deverão ser adoptados maiores comprimentos dos cabos de ancoragem se as possibilidades de actuarem forças dinâmicas durante o tempo de vida da estrutura forem significativas.

Autor: José Eduardo Tavares Quintanilha de Menezes
Excerto Adaptado
Imagens: California Department of Transportation, Keller

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