[pt] Esta dissertação apresenta os dados de um teste de carga instrumentado em um cais, enfatizando a importância da instrumentação de campo para melhor compreender o comportamento da estrutura durante o teste. Dentro desta abordagem, foi realizada uma revisão sobre o comportamento de grupo de estacas, direcionada à influência do espaçamento entre estacas na interação entre as mesmas, e da rigidez do bloco na distribuição de carga entre as estacas, no fator de segurança das mesmas e das distorções angulares do bloco. Em seguida, foram descritas as características geométricas e geotécnicas do cais testado, e foram apresentadas as características da instrumentação utilizada, composta por extensômetros elétricos, eletroníveis e nível topográfico, desde sua montagem e calibração, até a sua instalação em campo. Foi destacada a utilização dos eletroníveis, que apesar de pouco utilizados na prática da engenharia geotécnica, são instrumentos versáteis, precisos e podem ser reutilizados. O procedimento do teste de carga foi realizado de modo a simular a situação real da maneira mais próxima da realidade, onde foram monitoradas as deformações em quatro estacas, a rotação e o recalque da laje do cais. A estrutura apresentou bom desempenho durante o teste, com baixo nível de deformação nas estacas, distorção angular desprezível e baixos valores de recalque total e residual. / [en] This dissertation presents the data of an instrumented load test in a wharf, emphasizing the importance of field instrumentation to analyze the behavior of the structure during the load test. First, a review was carried out on the behavior of pile groups, focusing on the influence of pile spacing in the interaction factors. It also considered the influence of the raft stiffness on the load distribution and factor of safety of the piles. The main characteristics of the wharf were presented, such as, geometry, dimensions, deformability and strength properties of the concrete. The geological and geotechnical subsoil profile have been presented, indicating a soft clay layer resting on a very compact residual soil. The particularities of the instrumentation used on the test, composed by strain gauges, electrolevels and a topographic level, were presented since the assembly and calibration, to the installation on field. Despite its underutilization in geotechnical engineering practice, the use of electrolevels was emphasized, due to its versatility, accuracy and the fact that they can be reutilized. The load test procedure was made to simulate the real situation as close as possible, where strain in four piles, rotation and settlement of the deck were monitored. The structure performanced well during the test, presenting low level of strain in piles, negligible angular distortion of the deck and low values of total and residual settlements.

[pt] Este trabalho descreve a montagem, calibração e instalação de 80 (oitenta) eletroníveis na face de concreto da Barragem de Mazar, que consiste em uma Barragem de Enrocamento com Face de Concreto de 166 m de altura localizada na parte sudeste do Equador, no rio Paute. A barragem possui taludes a montante de 1,4(H):1,0(V) e a jusante de 1,5(H):1,0(V), com volume de enrocamento de 5.000.000 m3. Os eletroníveis foram instalados ao longo de quatro seções na face de concreto em diferentes etapas do processo construtivo da barragem, permitindo a observação do comportamento deste elemento de vedação desde o inicio da construção. Para a interpretação foram desenvolvidas rotinas que possibilitaram, além da automatização, a criação de uma interface gráfica para acompanhamento. Os resultados indicaram com precisão os deslocamentos da face e acusaram regiões críticas com relação à atuação de momentos fletores, ratificando a importância do monitoramento da face de concreto desde o início da sua execução. / [en] This thesis describes the procedures involved in the montage, calibration and installation of 80 (eighty) electro-levels on the concrete face of Mazar’s dam, located in the Paute river, southeast of Ecuador. This dam consists of a Concrete Face Rockfill Dam 166m high and it has upstream slopes of 1.4(h):1.0(v) and downstream slopes of 1.5(h):1.0(v). The rockfill volume is 5000000 m3. Electro-levels were installed throughout 4 sections on the concrete face in different phases of the dam construction, allowing the behavior observation of its concrete face since the beginning of the construction. For the interpretation of the results, some routines were developed to allow not only the automation of the process but also the development of graphic interface for following the process. The results indicated with precision the face displacements and showed critical regions related to the bending moment, which confirms the importance of monitoring the concrete face during all the construction stages.

[pt] O presente trabalho apresenta um estudo sobre uma estrutura de contenção projetada para a duplicação da ferrovia FEPASA no Km 74 entre Santos e São Paulo, que consiste em uma cortina ancorada por tirantes. Essa estrutura foi instrumentada a fim de se medirem as cargas nos tirantes com uso de células de carga elétricas instaladas na cabeça dos mesmos. As medições de carga nos tirantes foram feitas durante os ensaios de recebimento, no momento da incorporação e também após a conclusão da obra. As cargas nos tirantes sofrem redução de seu valor no momento imediato a sua incorporação, durante a construção e após da data de terminação das obras da cortina. Constatou-se que houve perda de carga nos tirantes ao longo do tempo, chegando a 54 por cento de perda em um deles. Enfatizando a importância da instrumentação de campo para compreender melhor o comportamento das estruturas, na parte inicial desta dissertação é apresentado um desenvolvimento teórico e calibração de dezesseis eletroníveis como proposta para a medição de deslocamentos horizontais em obras geotécnicas. / [en] This work presents a study about a retaining structure designed for the duplication of the rail FEPASA on the 74th km between Santos and São Paulo. This structure, an anchored retaining wall, was instrumented in the anchors heads with strain gauges in order to monitor its loads. The load measurements occurred during the performance test, locking and also after the works were concluded. A decrease on anchors loads is noticed in the moment immediately after the locking, during construction and after the works finished. It was observed that a loss of load in the anchors occurred to a maximum of 54 per cent. Highlighting the relevance of field monitoring to better understand the structures behavior, in the first part of this dissertation we present a theoretical background as well as the calibration of sixteen electrolevels as a proposal for the measurement of horizontal displacements in Geotechnical works.

[pt] O surgimento da instrumentação geotécnica se deu entre os anos de 1930 e 1940 e inicialmente observa-se a utilização de instrumentos mecânicos e hidraúlicos para essa finalidade. Entretanto nos últimos anos tem se acentuado a utilização de equipamentos baseados em princípios elétricos tais como os extensômetros elétricos resistivos e os eletroníveis que podem ser acoplados a eficientes sistemas de aquisição de dados. Há portanto a necessidade de intensificação de esforços na utilização de técnicas mais precisas e abrangentes de monitoramento do comportamento real de obras geotécnicas, tendo em vista o distanciamento que hoje se constata entre o refinamento, sofisticação e versatilidade dos métodos computacionais e numéricos em relação à qualidade, e até mesmo representatividade das informações oriundas de programas observacionais na engenharia geotécnica. A finalidade deste trabalho é verificar a aplicabilidade dos eletroníveis nos programas de instrumentação geotécnica e desenvolver procedimentos específicos de montagem, calibração, instalação e interpretação. Essa técnica de instrumentação, apesar de consagrada internacionalmente é ainda de utilização restrita no nosso país. E finalmente apresenta-se o tratamento de dados realizado com as informações obtidas no programa de instrumentação das barragens de Xingó e Tianshegqiao (TSQ-1). / [en] Geotechnical instrumentation development, has begin 1930 and 1940 and initialy we can observe the use of hydhraulic and mechanic instruments to this purpose. Meanwhile in the last years it can be observed the increase of the use these equipaments based on electrical principle like resistance extensometers and electrolevels that can be coupled to efficient system data aquisition. So there is need of the use of techique more precise and comprehensive for monitoring actual behaviour of geotechincal work so the big distance that there is between refinement, sofistication and versatility of computacional and numeric methods in relationship quality and representative information from observation programs in the geotechincal engineering, can be shortened. The main purpose of this research is to verify the aplication of electrolvel gauges in geothecnical instrumentation program and to develop specific procedure of assembly, calibration, installation and interpretation. This instrumentation technique in spite of being internationally established is still of restricted use in our country. Results obtained in two large concrete face rockfill dams (Xingo and TSQ-1) are presented. / [es] El surgimento de la instrumentación geotécnica se dió entre los años 1930 y 1940 e inicialmente se observa la utilización de instrumentos mecánicos y hidraúlicos con tal finalidad. En los últimos años se ha acentuado la utilización de equipos basados en principios eléctricos tales como los extensómetros eléctricos resistivos y los electroníveles que pueden ser acoplados a eficientes sistemas de adquisición de datos. Ha por tanto necesidad de intensificar esfuerzos en la utilización de técnicas más precisas y abarcadoras para el monitoramiento del comportamiento real de obras geotécnicas; llevando en cuenta el distanciamiento que hoy se constata entre el refinamiento, sofistificación y versatilidad de los métodos computacionales y numéricos en relación a la calidad, e incluso representatividad de las informaciones oriundas de programas observacionales en la ingeniería geotécnica. La finalidad de este trabajo es verificar la aplicabilidad de los electroníveles en los programas de instrumentación geotécnica y desarrollar procedimientos específicos de montaje, calibración, instalación e interpretación. Esta técnica de instrumentación, a pesar de consagrada internacionalmente, tienen uso restringido en nuestro país. Finalmente se presenta el tratamiento de datos realizado con las informaciones obtenidas en el programa de instrumentación de las Barragens de Xingó y Tianshegqiao (TSQ-1).

[pt] A presente dissertação contemplou o estudo de propriedades mecânicas de um solo Residual Biotita Gnaisse do Alto Leblon (Município do Rio de Janeiro) e o desenvolvimento de um equipamento triaxial para ensaios não saturados. Para o estudo do comportamento mecânico foi desenvolvido um programa experimental que envolveu: (a) ensaios de caracterização física; (b) caracterização mineralógica através da difratometria de Raio-X, microscopia óptica e Microscopia Digital; (c) determinação de propriedades não saturadas através da curva característica determinada utilizando o método do papel filtro, porosimetria de mercúrio e análise digital de imagem; (d) parâmetro de resistência ao cisalhamento através de ensaios triaxiais convencionais e não convencionais com controle de trajetória de tensões na condição saturada; (e) análise dos Módulos Iniciais com a utilização de sensores para a medição de deformação externa e interna (Eletronível tipo Imperial College) e os efeitos das trajetórias de tensões sobre os Módulos Iniciais. O equipamento Triaxial desenvolvido para ensaios na condição parcialmente saturada está equipado com um sistema de medição de variação de volume total do corpo de prova o qual está baseado no princípio de vasos comunicantes aliado a uma balança de precisão. Visando eliminar o efeito de dilatação, a câmara triaxial foi desenvolvida utilizando o artifício da câmara dupla. O equipamento encontra-se montado, porém não houve a possibilidade de sua validação devido a atrasos no processo de importação de componentes referentes ao controle, aplicação de pressões e aquisição de dados. / [en] This dissertation presents a study of the mechanical properties of biotite gneiss residual soil found at Alto Leblon, Rio de Janeiro, and the development of a triaxial equipment for unsaturated soil testing. An experimental program has been created to study the mechanical behaviour of soil. The methodology proposed by this campaign is: (a) physical characterization tests; (b) mineralogical characterization by X-Ray difratometry tests, optical microscopy and digital microscopy analysis; (c) study of unsaturated properties based on its moisture retention curve – which has been determined by using the filter paper method, the mercury intrusion porosimetry test and digital image analysis; (d) by obtaining shear strength parameter through conventional and unconventional triaxial tests using stress paths controlled at a saturated condition and; (e) by analyzing the Initial Modules using sensors to measure internal and external axial strain (Imperial College electrolevel) and to study the stress paths effects on Initial Modules. The triaxial equipment used in this research was specially developed for the study of unsaturated soils. It includes a system for measuring the total volume variation of the specimen. This system is based on the principle of communicating vessels and is associated with a precision balance. The triaxial chamber has been developed based upon the dual chamber principle to eliminate dilatation effects. The equipment has been set up, but its validation was not possible due to a delay in the importation process of control, pressure application and data acquisition components.

[pt] Esta pesquisa de mestrado tem por objetivo avaliar a confiabilidade metrológica de sensores eletrolíticos (eletroníveis) utilizados para determinar desvios angulares de elementos de estruturas de engenharia civil. A motivação pelo trabalho decorreu da percepção de que usuários de eletroníveis nem sempre consideram a importância do processo de calibração e das incertezas que lhe são associadas na confiabilidade de suas medições. A metodologia utilizada consistiu em avaliar, com o rigor metrológico, um processo de calibração de conjuntos de eletroníveis montados em uma barra rígida, porém pivotada em uma de suas extremidades assim permitindo deslocamentos angulares. O resultado das análises de dados de quatro calibrações típicas de um conjunto de 36 eletroníveis, agrupados de nove em nove, permitiu mostrar que a expressão das incertezas associadas à medição constitui-se em fundamento essencial para assegurar a confiabilidade metrológica dos eletroníveis, assim validando um método de descarte de eletroníveis fora da tolerância admissível para uma determinada aplicação em engenharia. Dentre as conclusões do trabalho foi possível qualificar o tratamento estatístico dos níveis de incerteza como uma estratégia suficientemente robusta para validar o eletronível como instrumento fidedigno para medição de ângulo com um nível de confiança adequado à sua aplicação em engenharia civil. / [en] This master s research aims to evaluate the metrological reliability of electrolytic tilt sensors (electrolevels) used to determine angular deviations of components of civil engineering structures. The motivation for the work arises from the perception that users of electronic devices do not necessarily consider the importance of the calibration process and the uncertainties that are associated to it in the reliability of their measurements. The methodology used consisted in evaluating, with the metrological rigor, a process of calibration of sets of eletronics mounted on a rigid bar, but pivoted at one of its ends thus allowing angular displacements. The result of the data analyzes of four typical calibrations of a set of 36 electrolevels, grouped in four batches of nine sensors each, allowed to show that the expression of the uncertainties associated with the measurement constitutes an essential fundament to assure the metrological reliability of the electrolevels, therefore validating a method of disposal of electrolevels outside the permissible tolerance for a given engineering application. Among the conclusions of the study, it was possible to qualify the statistical treatment of the levels of uncertainty as a sufficiently robust strategy to validate the electrolevel as a reliable instrument for angle measurement with a level of confidence appropriate to its application in civil engineering.