Browsing by Author "Lopes, Margarida Pinho"
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- Constitutive models and statistical analysis of the short-term tensile response of geosynthetics after damagePublication . Lombardi, Giovani; Paula, António Miguel; Lopes, Margarida Pinho; Bastos, AntónioGeosynthetic is a generic name given to planar products, mostly composed of thermoplastic polymers, and used in contact with soil, rock or with any other material as part of a construction system [1]. Geosynthetics have several functions and may perform more than one simultaneously, such as soil reinforcement, stabilization of steep slopes, filtration, drainage, fluid barrier, erosion control and coastal protection [2]. The objective of this research was to analyse the short-term tensile response of three geosynthetics using the procedures described by [3], and to apply constitutive equations to represent the nonlinear behaviour of the materials. Data on specimens of a nonwoven polypropylene geotextile (GTX), a woven polyester geogrid (GGR) and a reinforcement polyester geocomposite (GCR) were analysed. Some specimens of each material were submitted to mechanical damage [4], abrasion [5], and mechanical damage followed by abrasion. Nonlinear regressions of the experimental data were performed to fit the load-strain curves to a hyperbolic-based equation depending on the tensile response of the geosynthetic: type A (GTX) or type B (GGR and GCR) [6]. For each geosynthetic, the results of damaged specimens were statistically compared to those of the undamaged specimens to observe the influence of the induced damage on the tensile behaviour of the material. Experimental data were statistically compared with those fitted by the constitutive models to verify if the tensile properties were properly estimated – namely the secant stiffness for 2% strain, the ultimate tensile strength, and the strain at maximum load. For the GTX, significant changes in tensile properties occurred only after mechanical damage followed by abrasion. For the GGR and the GCR, abrasion was the predominant damage due to considerable changes in the tensile properties and the shape of the load-strain curves. In general, the hyperbolic-based models presented good approximation of the empirical data. Curves for damaged materials were plotted using undamaged model parameters and applying adjustment coefficients and reduction factors allowing for damage, in which the goodness-of- fit was considered promising.
- Constitutive models for numerical analysis of the short- and long-term behavior of geosynthetics and mechanical damagePublication . Lombardi, G.; Paula, António Miguel; Lopes, Margarida PinhoAnalyse the tensile response of different geosynthetics; Apply constitutive models to describe the nonlinear tensile behaviour of these materials in the short- and the long-term, before and after damage; Propose model parameters for intact and damaged specimens.
- Constitutive models for numerical analysis of the short- and long-term behavior of geosynthetics and mechanical damagePublication . Lombardi, G.; Paula, António Miguel; Lopes, Margarida Pinho; Pereira, A.B.Assess the tensile response of a geosynthetic in the short- and long-term Analyze damaged and undamaged specimens Fit tensile load vs. strain curves using constitutive models Estimate damaged tensile properties from model parameters of undamaged specimens. Extrapolate creep data Estimate long-term tensile properties from short-term model parameters
- Durabilidade de geossintéticos face a agentes mecânicos de danificação durante a construção – abordagem laboratorialPublication . Lopes, Maria de Lurdes; Lopes, Margarida Pinho; Paula, António MiguelCom a acção a que se refere este relatório procurou-se contribuir para a melhoria do conhecimento acerca do comportamento global de estruturas reforçadas com geossintéticos, bem como, para o aumento do suporte técnico-científico no que se refere aos valores dos coeficientes de segurança a considerar para os geossintéticos no dimensionamento dessas estruturas, em particular, aos relativos à danificação durante a instalação. Procurou-se atingir este objectivo com base em estudos laboratoriais, envolvendo diferentes tipos de materiais granulares e de geossintéticos.
- Efeitos dos procedimentos de instalação em obra na resistência à tracção de um geotêxtil tecido em PP. coeficientes de segurança parciais correspondentesPublication . Lopes, Margarida Pinho; Paula, António Miguel; Lopes, Maria de LurdesA danificação mecânica que os geossintéticos sofrem durante a sua instalação em obra é um dos principais agentes de redução de resistência destes materiais. Esta questão é muito importante já que tem grande influência no desempenho dos geossintéticos, em particular, em aplicações de reforço. A resistência à tracção dos geossintéticos é uma das propriedades utilizada na caracterização destes materiais e no seu dimensionamento e que representa o seu comportamento mecânico de curto prazo. A sua determinação é realizada através de ensaios seguindo as indicações da norma europeia correspondente – NP EN ISO 10319. Assim, neste trabalho apresentam-se os efeitos dos procedimentos de instalação em obra nessa propriedade de um geotêxtil tecido em PP. A indução desses efeitos foi realizada recorrendo a ensaios sob condições reais e a simulações laboratoriais, apresentadas num outro trabalho. Nesses dois tipos de ensaios são considerados vários tipos de solos em contacto com o geossintético e diferentes energias na compactação (ou simulação desses efeitos). A resistência à tracção do geossintético em estudo e as alterações que esta propriedade sofre após o material ser submetido a danificação mecânica são apresentadas. A partir desses resultados são apresentadas propostas para valores dos coeficientes de segurança parciais que representam os efeitos dessa danificação na resistência à tracção do material. Com estes valores e alargando os parâmetros considerados (por exemplo, aumentando o número de geossintéticos, os solos considerados e as energias de compactação aplicadas) é possível construir bases de dados para assistir ao dimensionamento de geossintéticos. Por último, as principais conclusões deste estudo são apresentadas.
- Geosynthetics for sustainable cities: 3D models and mechanical damagePublication . Lucas, Paiva; Lopes, Margarida Pinho; Paula, António Miguel; Valente, RoberttGeosynthetics have increasingly been used as a reinforcement material in a variety of geotechnical engineering applications (e.g., roadways, foundations, steep slopes). Reinforced soil relies on the transference of stresses from the soil to the reinforcement elements. Thus, it is key to understand how mechanical damage of the geosynthetics influences the stress-strain-time response of soil-geosynthetic interaction. This thesis includes collecting high-quality experimental data and performing laboratory tests on the deformation response of geosynthetics and soil-geosynthetic composite, before and after damage. Then, numerical tests, using the finite element method will be implemented with relevant constitutive equations. The tests will be validated using the experimental data collected. Parametric numerical tests will be performed. Finally, a general approach will be described to model common geosynthetic structures, for a more efficient use of both geosynthetics and natural resources.
- Geosynthetics for sustainable cities: 3D models and mechanical damagePublication . Paiva, Lucas; Lopes, Margarida Pinho; Valente, R.; Paula, António MiguelGeosynthetics for sustainable cities: 3D models and mechanical damage.
- Geosynthetics for sustainable cities: 3D numerical models and mechanical damagePublication . Paiva, Lucas; Paula, António Miguel; Lopes, Margarida Pinho; Valente, R.Geotechnical works play a major role on the infrastructure development. Geosynthetics are the most efficient, cost-effective and environmentally- friendly solution to a variety of geotechnical structures (e.g., roadways, foundations, retaining walls). Thus, improving the design methods of geosynthetics can increase safety and reduce infrastructure costs (GDS goal 9).
- Geosynthetics for sustainable cities: 3D numerical models and mechanical damagePublication . Paiva, Lucas; Paula, António Miguel; Lopes, Margarida Pinho; Valente, R.Geotechnical works play a major role on the infrastructure development. Geosynthetics are the most efficient, cost-effective and environmentally- friendly solution to a variety of geotechnical structures (e.g., roadways, foundations, retaining walls). Thus, improving the design methods of geosynthetics can increase safety and reduce infrastructure costs (GDS goal 9).Verify if constitutive models and parameters replicate the response of real structures. Improve the existing models with nonlinear & time- dependent constitutive models
- Modelos constitutivos simples para representar a resposta de curto prazo de geossintéticos considerando o efeito de danificação mecânica e de abrasãoPublication . Lopes, Margarida Pinho; Paula, António MiguelO dimensionamento de geossintéticos, nomeadamente para aplicações de reforço de solos, baseia-se na definição das propriedades em tração, nomeadamente a resistência à tração e a extensão na rotura, e tendo em conta aspetos relativos à durabilidade. Para a análise do comportamento de estruturas de solo reforçado é frequente recorrer a modelos numéricos, nomeadamente ao método dos elementos finitos. Nestes modelos, um geossintético é frequentemente representado usando um modelo constitutivo linear-elástico simples, i.e., uma rigidez (e, por vezes, uma resistência à tração), o que está bastante longe da realidade. Na literatura, existem propostas de modelos constitutivos simples para representar a resposta força-extensão dos geossintéticos. Na maioria dos casos, tais modelos reproduzem a resposta à tensão de curto ou de longo prazo dos geossintéticos, para materiais ensaiados de forma isolada (i.e., não confinados em solo), sem que se considerem aspetos relativos à sua durabilidade. No entanto, a durabilidade dos geossintéticos é um aspeto essencial a ter em conta no dimensionamento, pois as propriedades funcionais dos geossintéticos podem ser significativamente alteradas por alguns dos agentes e mecanismos relevantes. Para aplicações correntes de reforço de solos, os agentes e mecanismos mais importantes são a danificação mecânica associada à instalação em obra e a fluência. Em alguns casos, a abrasão pode também desempenhar um papel importante na resposta dos geossintéticos. Quando dois ou mais agentes ou mecanismos atuam simultaneamente, pode ainda haver sinergia entre eles. Neste trabalho apresentam-se modelos constitutivos simples para representar o comportamento em tração de curto prazo de geossintéticos, incluindo os parâmetros dos modelos, e analisa-se o efeito da danificação mecânica associada à instalação em obra e da abrasão nesses parâmetros. A danificação mecânica considerada foi induzida em laboratório, sob condições padrão, ou em campo, sob condições reais. A abrasão foi induzida em laboratório. A sinergia entre a danificação mecânica e a abrasão é também analisada.