Modelagem numérica de fundações profundas isoladas sob carga transversal em solos com módulo de reação constante ou variável - Faria, Albert Willian; Garcia, Paulo Roberto (Revista Principia, 2025)
Este estudo apresenta uma análise comparativa entre as formulações analíticas de Hetényi (1946) e Miche (1930) e uma abordagem numérica utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF), com o objetivo de avaliar o comportamento de fundações profundas e longas submetidas a ações horizontais aplicadas no topo incluindo força horizontal e/ou momento fletor. A motivação para este trabalho reside nas limitações das soluções analíticas para representar adequadamente a variabilidade do solo, particularmente em casos que envolvem geometrias complexas ou condições de contorno mais realistas, onde os métodos numéricos oferecem maior flexibilidade e precisão. Foram consideradas duas distribuições do módulo de reação horizontal do subleito (Kh), que caracterizam a interação solo-estrutura: uma constante e outra linearmente variável com a profundidade. A fundação foi modelada como uma viga de Euler-Bernoulli, e a interação solo-estrutura foi representada por molas horizontais segundo o modelo de Winkler. O modelo numérico foi implementado tanto no ambiente de programação Python quanto no software ANSYS APDL. Deslocamentos horizontais, rotações e esforços internos (momento fletor – M e força cortante – V) foram obtidos ao longo do fuste da fundação. Dois casos são analisados: (i) uma estaca longa em solo com Kh constante e (ii) um caixão longo em solo com Kh variando linearmente com a profundidade. Os resultados do MEF obtidos em Python foram comparados com as soluções analíticas de Hetényi e Miche (formulação simplificada), com resultados numéricos do ANSYS APDL e com dados da literatura, demonstrando boa concordância e validando a abordagem numérica proposta. A validação foi reforçada por meio de comparações quantitativas, análise de convergência e consistência física dos resultados. Os modelos numéricos implementados mostraram-se adequados para estimar deslocamentos horizontais, distribuições de forças internas (M e V), rotações e identificar a localização e a magnitude do momento fletor máximo ao longo do fuste da fundação, parâmetros essenciais para o projeto de fundações profundas.