NUMERICAL ANALYSIS OF THE HOLDING CAPACITY OF TORPEDO ANCHORS CONSIDERING SETUP EFFECTS
A âncora torpedo possui formato de “foguete” e sua instalação á dada através de queda livre, utilizando seu próprio peso como energia cinética de cravação. O processo de cravação induz a geração de um excesso de poro-pressões e causa perturbações e cisalhamentos excessivos, afetando as tensões, deformações e propriedades de resistência do solo no entorno da âncora. Imediatamente após a instalação, a capacidade da carga da âncora é significativamente reduzida. No entanto, após a cravação, observa-se que a capacidade de carga aumenta com o tempo, num processo conhecido como setup. Este artigo apresenta um estudo numérico de uma âncora torpedo sem aletas cravada em solo isotrópico puramente coesivo, utilizando um modelo axissimétrico não-linear em elementos finitos. O modelo de plasticidade de “Cap” foi escolhido para descrever o comportamento constitutivo do solo. A interação solo-âncora é simulada usando pares de contato do tipo superfície-superfície, com propriedade de contato do tipo penalidade. As análises numéricas foram conduzidas utilizando o software Abaqus/CAE. Os resultados obtidos com este modelo indicaram que a permeabilidade do solo tem um papel importante no processo de setup. Além disso, os parâmetros investigados do modelo constitutivo do solo apresentaram um padrão de comportamento na resposta da estrutura.
NUMERICAL ANALYSIS OF THE HOLDING CAPACITY OF TORPEDO ANCHORS CONSIDERING SETUP EFFECTS
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DOI: 10.22533/at.ed.84921180811
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Palavras-chave: Âncoras torpedo, Elementos finitos, Setup
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Keywords: Torpedo anchors, Finite element, setup
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Abstract:
The torpedo anchor has a "rocket" shape, and its installation is given by free fall using heavyweights as the driving kinetic energy. Its driving process induces an excess pore water pressure generation and causes significant shearing and disturbance, which affects the stress, strain, and strength characteristics of the soil surrounding the anchor. Immediately after installation, the holding capacity of the torpedo anchor is significantly reduced. Although, after the anchor driving, holding power is observed to increase with time in a process referred to as setup. This paper presents a numerical-based study of a finless torpedo anchor embedded in a purely cohesive isotropic soil using an axisymmetric nonlinear finite element model. The plasticity Cap model was chosen to describe the mechanical behavior of the soil. Anchor-soil interaction is simulated using surface-to-surface contact pairs with a penalty-type contact property. Several analyses are conducted using the software Abaqus/CAE. The results obtained with this model indicated that soil permeability plays an essential role in the setup process. Furthermore, plasticity parameters are also investigated, and the results present a pattern of behavior of the structure's response.
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Número de páginas: 21
- José Renato Mendes de Sousa
- Gilberto Bruno Ellwanger
- Guilherme Kronemberger Lopes
