Desenvolvimento de Técnicas de Simulação para Interação Dinâmica Solo-Estrutura Aplicadas à Modelagem da Resposta de Fundações de Instalações para Nano-ciência e Laboratórios de Luz Sincrotron.

Resumo

O presente plano de pesquisa envolve o desenvolvimento de um conjunto de técnicas de simulação para descrever a resposta dinâmica de fundações circulares e anulares interagindo com diferentes perfis de solo. O plano de pesquisa é motivado pela necessidade de modelar e entender o comportamento dinâmico de fundações anulares como as que estão sendo projetados para o novo Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, o Projeto Sirius. Os limites de amplitude de vibração exigidos para o funcionamento adequado dos anéis de luz sincrotron são muito severos, e uma compreensão adequada de dinâmica de fundações é fundamental para o sucesso do projeto. Este trabalho parte da prévia experiência do grupo de pesquisa do supervisor, assim como do trabalho de pesquisa de doutorado apresentado recentemente pelo candidato ao pós-doutorado, Josué Labaki. Em sua tese de doutorado, Labaki desenvolveu um conjunto de soluções para descrever a interação de placas rígidas e flexíveis circulares ou anulares, incrustadas em perfis de solo anisotrópicos homogêneos e estratificados. O trabalho desenvolvido por Labaki precisa ser estendido para gerar um conjunto de ferramentas de simulação que possam ser empregadas para modelar a interação dinâmica entre o solo e os modelos de fundação que estão sendo projetados para a fonte de luz Sirius. Os modelos mais adequados de solo representam o solo como domínios ilimitados, sujeitos à condição de radiação de Sommerfeld (SRC). A SRC estabelece que ondas ou energia são geradas pela fonte de excitação e irradiadas para o infinito, e não refletidas. Métodos numéricos mais tradicionais, como o Método de Elementos Finitos (FEM), tem dificuldade de satisfazer a condição de radiação de Sommerfeld. Outras técnicas especiais são necessárias para uma descrição adequada da interação de problemas de interação solo-estrutura. Estas técnicas são baseadas em funções de Green específicas que levam em consideração a SRC e são incorporadas, normalmente, no Método de Elementos de Contorno (BEM). As funções de Green desenvolvidas na tese de Labaki satisfazem a condição de radiação de Sommerfeld e fornecem um modelo adequado da resposta de fundações circulares e anulares. Além do desenvolvimento de ferramentas matemáticas e de engenharia para o estudo da resposta das fundações do Projeto Sirius, este plano de trabalho prevê uma colaboração científica internacional com o Prof. Nimal Rajapakse, da Simon Fraser University no Canadá. O desenvolvimento deste plano de trabalho de pós-doutorado será parcialmente cumprido durante uma estadia do candidato, Josué Labaki, na Simon Fraser University. Esta colaboração internacional contribuirá para a melhoria da qualidade da presente pesquisa, assim como reforçará a capacidade do grupo de pesquisa brasileiro no qual o projeto será desenvolvido.