Modelos Não Lineares
Os modelos não lineares podem ser divididos em dois grupos.
O primeiro grupo de modelos baseia-se no critério de rotura clássico de Mohr-Coulomb. Os modelos de Drucker-Prager, Mohr-Coulomb e Mohr-Coulomb Modificado pertencem a este grupo. Estes modelos também podem modelar o endurecimento e suavização. Uma característica comum nestes modelos é a evolução de deformações elásticas isoladas, durante carregamentos ao longo do eixo geostático. Isto é evidente na Figura abaixo, que mostra projeções das superfícies deformadas em planos de desvio e meridianos. O modelo material Hoek-Brown apresenta um princípio semelhante, mas com uma projeção no plano meridional não linear. Pode encontrar um exemplo do efeito do modelo selecionado aqui.
O segundo grupo de modelos materiais é representado pelos modelos Cam-Clay Modificado, Cam-Clay Generalizado e Argila Hipostática, que se baseiam no conceito do estado crítico dos solos.
Projeção de superfícies de cedência em planos (a) de desvio, (b) meridianos
A aplicação de modelos não lineares permite obter a resposta não linear típica do solo.
Estes modelos descrevem a evolução de deformações permanentes (plásticas) do material do solo. O inicio da deformação plástica é controlado pela superfície de cedência. A superfície de cedência pode ser constante (material perfeitamente elasto-plástico), ou pode depender do estado de tensão (material sujeito a endurecimento/suavização).
Diagrama tensão-deformação para modelos não lineares
Contrariamente ao modelo linear modificado, os modelos não lineares implicam apenas a definição do módulo de elasticidade. A diminuição da rigidez do material é o resultado da evolução de deformações plásticas, que corresponde à redistribuição das tensões. Isto conduz a uma rigidez tangente instantânea do material em função do estado de tensão, representado na Figura acima por um módulo tangente instantâneo ET.
Para além do parâmetros básicos do material, descritos na secção "Modelo elástico", os modelos não lineares implicam a introdução de certas resistências características do solo, para a definição da superfície de cedência. Em relação ao primeiro grupo de materiais, os parâmetros seguintes devem ser especificados.
φ | - | ângulo de atrito interno [°] |
c | - | coesão do solo [kPa] |
ψ | - | ângulo de dilatação [°] |
O ângulo de atrito interno e a coesão determinam o início da deformação plástica. O ângulo de dilatação controla a evolução da deformação volumétrica plástica (dilatação).