Os dados de ensaios in situ de sondagem estática ou ensaios modelares em camadas profundas de areia de quartzo compactada sob níveis elevados de tensão são muito limitados, dificultando o estabelecimento de correlações entre os resultados dos ensaios de sondagem estática e as propriedades de engenharia das camadas profundas de areia compactada. Foram realizados ensaios de calibração em células de alta pressão, preparando amostras de areia compactada com densidade relativa entre 74% e 91% pelo método da chuva de areia, e executando ensaios de sondagem estática na célula sob níveis elevados de tensão entre 0,5 e 2,0 MPa. O modelo constitutivo de Mohr-Coulomb corrigido foi adotado para descrever a resposta tensão-deformação da areia de quartzo compactada sob altos níveis de tensão, incorporado ao método numérico de elementos finitos de grandes deformações lagrangiano-euleriano arbitrário para simular o ensaio de sondagem estática. Este método de grandes deformações evita eficazmente a distorção severa da malha do solo ao redor da ponta do cone, garantindo a convergência dos cálculos. A simulação numérica concordou basicamente com os resultados dos ensaios em células de calibração, comprovando a confiabilidade da análise de grandes deformações. A síntese dos dados experimentais e numéricos revelou que a resistência à penetração do cone é função da densidade relativa da areia e do nível de tensão aplicado, podendo-se continuar a utilizar a forma básica da função expressa sob níveis baixos de tensão. Foi realizada análise abrangente de parâmetros variáveis, ajustando os parâmetros da fórmula de previsão da densidade relativa da areia de quartzo compactada sob altos níveis de tensão; a comparação dos resultados previstos com os resultados dos ensaios em células indicou boa precisão preditiva com erro relativo inferior a 30%.

areia de quartzo profunda; areia compactada; sondagem estática; altos níveis de tensão; célula de calibração; elementos finitos de grandes deformações