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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.18.2016.tde-31032016-094320
Document
Author
Full name
Valério da Silva Almeida
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2003
Supervisor
Committee
Paiva, João Batista de (President)
Aoki, Nelson
Coda, Humberto Breves
Palermo Junior, Leandro
Ribeiro, Gabriel de Oliveira
Title in Portuguese
Análise da interação solo não-homogêneo/estrutura via acoplamento MEC/MEF
Keywords in Portuguese
Acoplamento MEC/MEF
Interação solo/estrutura
Método dos elementos de contorno
Paralelismo
Resolução de sistemas lineares esparsos
Solo não-homogêneo
Abstract in Portuguese
O estudo do comportamento mecânico do complexo sistema advindo da interação entre solo/subestrutura/superestrutura é o tema do trabalho. Neste contexto, a representação do maciço é feita usando-se o método dos elementos de contorno (MEC) em abordagem 3D, de maneira que se possa simular o maciço com características mecânicas não-homogêneas, além de se considerar uma camada de apoio indeslocável a distâncias prescritas a priori e condição de aderência perfeita. A subestrutura também é representada via MEC tridimensional, a qual está imersa dentro deste meio heterogêneo. A infra e a superestrutura são modeladas empregando o método dos elementos finitos (MEF), com o uso de elementos estruturais reticulares e elementos laminares. São apresentados alguns exemplos em que se valida a formulação e outros que demonstram a potencialidade e a necessidade de se empregar a formulação para a melhor análise do complexo fenômeno em estudo. Por fim, demonstra-se a obrigatoriedade de se otimizar a formulação, empregando-se duas grandes ferramentas numéricas: o paralelismo e o emprego de um adequado método de resolução de sistemas esparsos.
Title in English
Analysis of nonhomogeneous soil-structure interaction using BEM-FEM coupling
Keywords in English
Boundary element method
Coupling BEM-FEM
Non-homogeneous soil
Parallel processing
Soil-structure interaction
Solution of sparse linear equations
Abstract in English
The analysis of the soil-structure system interaction is a vast field of interest in the area of civil engineering. A realistic representation of its behaviour. Thus, in the present research, the soil is considered a non-homogeneous continuum supported by a rigid and adhesive interface and modelled by boundary element method via Kelvin solution in 3D space. The foundation is also modelled by this above-mentioned modelling technique. The raft foundation and the superstructure are represented by finite shell and 3D frame elements. In order to estimate the accuracy and the potentiality of the proposed numerical formulation, some examples are validated when compared to similar approaches, and others simulations are presented to stress the necessity of coupling the non-homogeneous soil-foundation-radier-superstructure system as a whole. Finally, to acquire numerical time efficiency, it is shown that it is imperative to apply parallel processing and sparse techniques for the solution of the final system.
 
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Publishing Date
2016-03-31
 
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