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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86051| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Proposição de nova metodologia e modelo constitutivo para caracterização da deformação permanente de solos e materiais granulares com base na análise de estados de tensão |
| Título em inglês: | Proposal for a new methodology and constitutive model for characterizing the permanent deformation of soils and granular materials based on stress state analysis |
| Autor(es): | Alencar, João Victor Lima |
| Orientador: | Moura, Alfran Sampaio |
| Coorientador: | Babadopulos, Lucas Feitosa de Albuquerque Lima |
| Palavras-chave em português: | Solos - Deformação;Materiais granulares - Deformação;Pavimentos;Calibração de modelos;MeDiNa |
| Palavras-chave em inglês: | Soils - Creep;Granular materials;Pavements;Calibration of models;MeDiNa |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA |
| Data do documento: | 2026 |
| Citação: | ALENCAR, João Victor Lima. Proposição de nova metodologia e modelo constitutivo para caracterização da deformação permanente de solos e materiais granulares com base na análise de estados de tensão. 2026. 2016 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil-Geotecnia) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026. |
| Resumo: | A implantação do método de dimensionamento nacional (MeDiNa) no Brasil incorporou caracterizações de relação entre tensão e deformação nos diversos materiais envolvidos nos pavimentos asfálticos, abrindo o caminho para melhoramentos do ponto de vista de engenharia. Atualmente, exige uma caracterização da deformação permanente de solos e materiais granulares seguindo a norma DNIT 179/2018, que utiliza o modelo de Guimarães, que prevê a deformação permanente acumulada em função do estado de tensões e do número de ciclos de carga. O presente trabalho investiga problemas nos processos atuais de calibração e propõe melhorias com vistas a reduzir os impactos dos problemas verificados e aumentar a confiança nas previsões de projeto. O trabalho foi dividido em quatro etapas principais apresentadas em formato de artigos. Na primeira etapa, foram analisadas 130 combinações de estados de tensão para a calibração do modelo em 6 solos diferentes. Os resultados mostraram que buscar apenas o melhor ajuste matemático, ou seja, o maior R2, não garante a representatividade física do modelo. Isso muitas vezes gera parâmetros com sinais contrários ao comportamento mecânico esperado dos materiais e causa erros grandes quando se tenta prever tensões fora das testadas (extrapolação). Na segunda etapa, propôs-se uma metodologia padronizada de calibração em duas partes, usando Regressão Linear Múltipla e depois a ferramenta Solver. Esse método eliminou a subjetividade do processo, mas confirmou que o modelo atual tem limitações e frequentemente gera parâmetros fisicamente inconsistentes com o comportamento esperado dos materiais. A terceira etapa mediu o impacto prático desses problemas simulando 48 cenários de pavimentos no software MeDiNa. Evidenciou-se que a variação na calibração de uma única camada pode mudar a previsão de afundamento de trilha de roda em mais de 90%, o que é crítico para rodovias de tráfego pesado. Por fim, para resolver essas questões, o estudo propôs uma forma racional de escolher as tensões baseada no que a estrutura realmente suporta em campo e desenvolveu um novo modelo chamado MAPD (Modelo Aprimorado de Deformação Permanente). Esse novo modelo apresentou resultados estatísticos melhores que os modelos clássicos e o modelo vigente, unindo precisão matemática com coerência física e permitindo reduzir a quantidade de ensaios necessários. Sendo assim, esta dissertação de mestrado contribuiu para o aprimoramento da caracterização da deformação permanente de solos e materiais granulares de pavimentação, fornecendo ferramentas metodológicas e um novo modelo constitutivo que garantem maior segurança e economia aos projetos rodoviários. |
| Abstract: | The implementation of the MeDiNa design method in Brazil requires an accurate characterization of the permanent deformation (PD) of soils and granular materials, which currently follows the DNIT 179/2018 standard and utilizes the Guimarães model, which predicts the accumulated permanent deformation as a function of the stress state and the number of load cycles. The present study investigates issues within current calibration processes and proposes improvements aimed at reducing the impacts of the identified problems and increasing confidence in design predictions. The research was divided into four main stages presented in article format. In the first stage, 130 combinations of stress states were analyzed for model calibration across 6 different soils. Results showed that seeking only the best mathematical fit (highest R2) does not guarantee the model's physical representativeness. This often generates parameters with signs contrary to the expected mechanical behavior of the materials, leading to significant errors when predicting stresses outside the tested range (extrapolation). In the second stage, a standardized two-part calibration methodology was proposed, using Multiple Linear Regression followed by the Solver tool. This method eliminated subjectivity from the process but confirmed that the current model has limitations and frequently generates parameters that are physically inconsistent with the expected behavior of the materials. The third stage measured the practical impact of these issues by simulating 48 pavement scenarios in the MeDiNa software. It was evidenced that variations in the calibration of a single layer can change rutting predictions by more than 90%, which is critical for heavy traffic highways. Finally, to address these issues, the study proposed a rational method for selecting stress states based on the actual structural response in the field and developed a new model called MAPD (Improved Permanent Deformation Model). This new model presented superior statistical results compared to classic and current models, combining mathematical precision with physical consistency and allowing for a reduction in the number of required tests. Thus, this master's dissertation contributed to the improvement of the characterization of permanent deformation of soils and granular paving materials, providing methodological tools and a new constitutive model that ensure greater safety and economy for road projects. |
| Descrição: | Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86051 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/7234633644008923 |
| ORCID do Orientador: | https://orcid.org/0000-0002-0303-2484 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/6177599878662418 |
| ORCID do Coorientador: | https://orcid.org/0000-0002-9250-2635 |
| Currículo Lattes do Coorientador: | http://lattes.cnpq.br/4032413277446483 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | DEHA - Dissertações defendidas na UFC |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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| 2026_dis_jvlalencar.pdf | 8,55 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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