Lateral pressures on non-yielding walls due to surface strip loads were investigated considering the non-linear stress-strain behaviour of the soil by finite element analyses. Data obtained from the finite element analyses were used to train neural networks in order to obtain a solution to assess the total lateral thrust and its point of application on a non-yielding wall due to a strip load. A 2-layered backpropogation type neural network was used. An artificial neural network solution was obtained, as a function of six parameters including the shear strength parameters of the soil ( cohesion and angle of friction ). The effects of each input parameter on the lateral thrust and point of application were summarized and the results were compared with the conventional linear elastic solution.

[pt] Prever o comportamento de estruturas de solo de grande porte, como barragens, durante a construção, em operação e inclusive sob o efeito de eventos sísmicos tem muita importância para evitar possíveis consequências catastróficas e indesejáveis. Neste sentido, este estudo apresenta, através de uma análise acoplada hidromecânica pelo método dos elementos finitos, os resultados numéricos discutidos em termos de tensões e suas trajetórias, deslocamentos verticais e horizontais, poropressões, incluindo a estabilidade de taludes. Além disso, é apresentada também a análise da resposta sísmica quando a estrutura é submetida a um carregamento dinâmico. Para tanto, analisou-se a barragem de terra zonada Recreta, situada na província de Huaraz - Peru, mediante o emprego do programa PLAXIS 2010. Foram descritas as metodologias de análise para simular passo a passo a construção incremental da barragem, o primeiro enchimento do reservatório por incrementos de níveis de água, o avanço da frente de saturação até atingir a condição de fluxo permanente e a avaliação da resposta dinâmica quando a barragem é submetida ao último maior movimento sísmico (história de acelerações) registrado em 1974 na capital do Peru, Lima, adjacente à cidade onde se localiza este projeto. Também se empregou o software Seismosignal versão 5.0, para o tratamento do sinal sísmico, e os programas Shake 2000 e Strata para a calibração dos parâmetros de amortecimento. Os resultados fornecidos por estas ferramentas numéricas foram avaliados em função do fundamento teórico, exposto na revisão bibliográfica, e de uma série de testes para o estabelecimento das metodologias e procedimentos mais adequados para a obtenção destes resultados. / [en] Predicting the behavior of soil structures, such as large-scale dams, during construction and operation, including the effect of earthquakes, is very important to prevent possible catastrophic and undesirable consequences. This study presents, through a coupled hydromechanical analysis by the finite element method, numerical results discussed in terms of stresses and trajectories, vertical and horizontal displacements, poropresssures and soil slope stability analyses. The investigation of the seismic response when the structure is subjected to a seismic load is also included, considering the dynamic behavior of the zoned earth dam Recreta, located in the province of Huaraz in Peru. The numerical analyses were carried out using the computational program PLAXIS 2010 to simulate the incremental construction of the dam, the first fill of the reservoir by increments of the water levels, the advance of the front of saturation until achieving the condition of steady flow condition and the seismic response when the dam is subject to the last major earthquake (accelerations history) registered in Peru s capital, Lima, in 1974, which is located near to the site of the Recreta dam. The Seismosignal software version 5.0 was also used for seismic signal processing and the programs SHAKE 2000 and STRATA were also employed for calibration of the damping parameters of the soils. All the results provided herein were discussed, based on the theoretical basics presented in the literature review as well as on the various numerical examples investigated with the main purpose to better understand the hydromechanical behavior of a zoned earth dam subject to static and dynamic loads.

Diplomová práce představuje vytvoření softwarového 2D MKP modelu přehrady Slezská Harta v České Republice za pomoci softwaru PLAXIS 2D. V úvodu práce je analýza vodní nádrže, vytvořené jako zásobárna vody a protipovodňové dílo. Analýza sleduje geomorfologii, geologii, konstrukci tělesa hráze, použité materiály a metody, a stávající monitorovací zařízení. Pro pochopení tvorby 2D MKP modelu jsou předloženy a definované metody použitých analýz - metoda konečných prvků, analýza prosakování, materiálové modely, citlivostná analýza. Následně byla definována tvorba struktury modelu - určení posloupnosti použitých analýz, definování vstupních dat a mezních podmínek a tvorba kalibračního segmentu. V závěrečné části práce je analýza dosažených výstupů rozsáhlého testování modelu, jejich korelace s reálnými naměřenými hodnotami a celkové shrnutí přínosu vytvořeného modelu pro jeho využití při předpovídání chování přehrady v extrémních případech.

In this study settlement behaviour of K&uuml / rt&uuml / n dam, which is the first concrete faced rockfill dam in Turkey, is investigated. Two dimensional plane strain finite element analyses are carried out in order to determine the total stresses and displacements during construction and reservoir filling conditions. Hardening soil model is used in order to represent the non-linear, inelastic and stress dependent behaviour of rockfill material. Material model parameters are selected mainly referring to the previous studies on the dams consisting of similar materials. Calculated stresses and settlements are compared with the observed values and in general, they were found to be in good agreement for the construction stages. It is seen that, due to the relatively narrow valley and steep abutment slopes, arching is a significant parameter as far as the stresses and settlements are concerned. For the reservoir impounding condition, calculated settlements were found to be slightly larger than the observed values, which may indicate that during the reservoir impounding, the rockfill embankment behaves in a stiffer manner as compared to that of during construction stages.

Esta dissertação apresenta em primeira etapa o trabalho desenvolvido para averiguar a adequação dos modelos reológicos de Mohr-Coulomb e de Endurecimento de solo, para representar as deformações e distorções que ocorrem no sistema soloestrutura, quando do processo de escavação de valas escoradas. Além disto, em uma segunda etapa fazem-se estimativas de previsão de danos causados em edificações, em decorrência das escavações de uma vala escorada da linha 1 do Metropolitano de São Paulo (Metrô S.P.). A primeira e a segunda etapa foram feitas através de 810 simulações numéricas, em elementos finitos utilizando-se o software PLAXIS, associadas a retroanálise por processo direto do módulo de deformabilidade a 50% da tensão de ruptura dos solos utilizando-se para isto o processo direto. Apresenta-se também uma síntese da formação e dos tipos de solos que constituem a bacia sedimentar de São Paulo, onde se localiza a seção experimental nº1 objeto de estudo desta dissertação. Faz-se uma breve revisão bibliográfica a respeito das técnicas de retroanálise. Apresentam-se critérios para escolha de intervalos de parâmetros geotécnicos que representem o sistema solo-estrutura no processo de escavação. Foram feitas análises paramétricas para determinar os parâmetros geotécnicos que mais influenciam o sistema solo-estrutura. Comparam-se os modelos constitutivos de Mohr-Coulomb e de endurecimento na previsão das deformações. Por fim, faz-se a previsão do nível de danos causados pelas escavações da vala, a um edifício hipotético / This dissertation presents, in a first part, the work done to verify how appropriate are the Mohr-Coulomb and hardening soil constitutive models to represent the strains and the distortions associated with escavations of braced wall process. In the second part, estimates are made of the damages in constructions due to the braced excavations of line one of Sao Paulo Subway (Metrô S.P.). In the two phases, 810 numeric simulations were made, in finite elements using the software PLAXIS, associated the back analysis for direct process. It is presented a synthesis of the formation and the types of soils that constitute the basin of the sediments of the city of São Paulo, where is located the section experimental nº1, object of study of this dissertation. It is presented an short bibliographical revision regarding the back analysis techniques. Criteria for choice of intervals of parameters geotechnical that represent the system soil-structure in the excavation process are presented. Parametric analyses are made to determine which the parameters have larger influence in the behavior of the system soil-structure. The behavior of the soil-structure system is simulated using the Mohr-Coulomb and hardening soil constitutive models. The Mohr-Coulomb and hardening soil constitutive models are compared in the forecast of the deformations. Finally, it is made the forecast of the level of damages to a hypothetical building caused by the braced excavations

Esta dissertação apresenta em primeira etapa o trabalho desenvolvido para averiguar a adequação dos modelos reológicos de Mohr-Coulomb e de Endurecimento de solo, para representar as deformações e distorções que ocorrem no sistema soloestrutura, quando do processo de escavação de valas escoradas. Além disto, em uma segunda etapa fazem-se estimativas de previsão de danos causados em edificações, em decorrência das escavações de uma vala escorada da linha 1 do Metropolitano de São Paulo (Metrô S.P.). A primeira e a segunda etapa foram feitas através de 810 simulações numéricas, em elementos finitos utilizando-se o software PLAXIS, associadas a retroanálise por processo direto do módulo de deformabilidade a 50% da tensão de ruptura dos solos utilizando-se para isto o processo direto. Apresenta-se também uma síntese da formação e dos tipos de solos que constituem a bacia sedimentar de São Paulo, onde se localiza a seção experimental nº1 objeto de estudo desta dissertação. Faz-se uma breve revisão bibliográfica a respeito das técnicas de retroanálise. Apresentam-se critérios para escolha de intervalos de parâmetros geotécnicos que representem o sistema solo-estrutura no processo de escavação. Foram feitas análises paramétricas para determinar os parâmetros geotécnicos que mais influenciam o sistema solo-estrutura. Comparam-se os modelos constitutivos de Mohr-Coulomb e de endurecimento na previsão das deformações. Por fim, faz-se a previsão do nível de danos causados pelas escavações da vala, a um edifício hipotético / This dissertation presents, in a first part, the work done to verify how appropriate are the Mohr-Coulomb and hardening soil constitutive models to represent the strains and the distortions associated with escavations of braced wall process. In the second part, estimates are made of the damages in constructions due to the braced excavations of line one of Sao Paulo Subway (Metrô S.P.). In the two phases, 810 numeric simulations were made, in finite elements using the software PLAXIS, associated the back analysis for direct process. It is presented a synthesis of the formation and the types of soils that constitute the basin of the sediments of the city of São Paulo, where is located the section experimental nº1, object of study of this dissertation. It is presented an short bibliographical revision regarding the back analysis techniques. Criteria for choice of intervals of parameters geotechnical that represent the system soil-structure in the excavation process are presented. Parametric analyses are made to determine which the parameters have larger influence in the behavior of the system soil-structure. The behavior of the soil-structure system is simulated using the Mohr-Coulomb and hardening soil constitutive models. The Mohr-Coulomb and hardening soil constitutive models are compared in the forecast of the deformations. Finally, it is made the forecast of the level of damages to a hypothetical building caused by the braced excavations

The focus of this thesis is to deal with reverse engineering of high-rise building settlements. This is modeled via the finite element method performed in the Plaxis 3D program. In the first part of this thesis, a calibration of input parameters of an appropriate material model – Hardening soil – is conducted. This calibration is a result of oedometric test data which were obtained within a geotechnical survey. An influence of soils over consolidation affecting calibration and the material model choice is described. Final values of reference stiffness parameters are used in a mathematical model of the focused area. This model is created for one half of the high-rise building plan, including vestibule. The high-rise building is founded in a foundation pit. The foundations of this building consist of raft foundation and piles of jet grouting. In the model, there are also changes in pore pressure during an excavation of foundation pit included. The functional model is used for parametric analyses, namely examining cases of object´s foundations and the possible influence of foundation pit´s symmetry on the object´s settlement. All the calculated processes in the object´s settlements are then compared to data obtained from geotechnical monitoring of the structure.