[pt] O objetivo principal deste trabalho é estimar a distribuição espacial das características geotécnicas do subsolo da usina nuclear de Angra 2 através de métodos geoestatísticos, considerando-se a variação espacial do número de golpes N, do ensaio SPT, no maciço de solo. Da recuperação dos resultados de sondagens anteriormente executadas no local, em uma área de 400 x 400 m2, que hoje contém as principais instalações da usina, construíram-se modelos variográficos para vários níveis de profundidade, bem como para as 3 camadas de solo existentes até a profundidade de 15m. Estes modelos foram então utilizados nos processos de estimativas de N(SPT) por krigagem ordinária e indicativa. Adicionalmente, o método da cokrigagem foi também empregado para estimar as cotas do lençol freático e do substrato rochoso em função das cotas do relevo topográfico. A comparação entre os resultados observados em campo e os previstos pelo método de krigagem ordinária, gerados a partir de malhas com diferentes números de furos de sondagem, foram bastante satisfatórios. Finalmente, foram obtidos mapas estimando a variação espacial das variáveis analisadas neste trabalho (número de golpes N(SPT), cotas do impenetrável, lençol freático e relevo topográfico). / [en] The main objective of this work is to use geostatistical methods to estimate the spatial variability of the soil index N, from the Standart Penetration Test, at the site where the nuclear power plant of Angra 2 is being built. Several variographic models could be obtained at different depth levels, varying from 1 to 15m, using the SPT values from 111 bore holes distributed in a 400x400 m 2 area. A cokriging method was also employed in order to infer the groundwater level from correlation involving the topographic data set. Comparisons made with the actual SPT values and estimates obtained from different sample meshes, show that geostatistical methods can be an invaluable tool for geotechnical problems where the variables show some spatial continuity. / [es] El objetivo principal de este trabajo es estimar la distribuición espacial de las características geotécnicas del subsuelo de la planta nuclear de Angra 2 a través de métodos geoestadísticos, considerando la variación espacial del número de golpes N, del ensayo SPT, en el macizo de suelo. De la recuperación de los resultados de sondajes anteriormente ejecutadas en el local, cubriendo un área de 400 x 400 m2 (que hoy contiene las principales instalaciones de la planta) se construyeron modelos variográficos para varios niveles de profundidad, así como para las 3 capas de suelo existentes hasta una profundidad de 15m. Estos modelos fueron utilizados en los procesos de estimativas de N(SPT) por krigagem ordinaria e indicativa. Adicionalmente, el método de la cokrigagem fue utilizado para estimar las cotas del manto freático y del substrato rocoso en función de las cotas del relevo topográfico. La comparación entre los resultados observados en campo y los previstos pelo método de krigagem ordinaria, generados a partir de mallas con diferentes números de sondaje, fueron bastante satisfactorios. Finalmente, se obtuvieron mapas estimando la variación espacial de las variables analizadas en este trabajo (número de golpes N(SPT), cotas del impenetrable, manto freático y relevo topográfico).

O ensaio SPT (Standard Penetration Test), é o ensaio de campo geotécnico mais usado no Brasil e grande parte do mundo. A ampla utilização deste ensaio no âmbito da engenharia geotécnica deve-se à sua simplicidade, baixo custo, grande experiência prática e facilidade de aplicação dos seus resultados. Os principais objetivos do ensaio são a determinação do índice de resistência do solo (NSPT) e amostragem. Apesar de ser muito utilizado na estimativa da capacidade de carga de fundações, o ensaio SPT tem sido questionado pelo fato de que o índice NSPT é utilizado em correlações empíricas baseadas em observações práticas, sem nenhum fundamento científico. Além do mais, seus resultados apresentam significativas dispersões. Para analisar racionalmente os resultados do ensaio e de possibilitar a comparação dos diferentes resultados de distintas equipes, é necessário conhecer as quantidades de energia envolvidas na penetração do amostrador no solo. Tais análises requerem o conhecimento da eficiência do equipamento (η) e a força de reação dinâmica do solo à cravação do amostrador (RD). Neste cenário, o presente trabalho aborda a interpretação racional dos resultados de ensaios SPT a partir de simulações numéricas realizadas com o software Abaqus/Explicit®. Esse programa fornece os deslocamentos do amostrador (Δρ), força de reação dinâmica do solo (RD), e as forças de reação nas paredes laterais externa e interna do amostrador (R1 e R2). Baseando-se nos resultados dos modelos numéricos, foi possível calcular a eficiência do equipamento, a partir da força de reação dinâmica do solo, as resistências unitárias de atrito atuantes nas paredes e a resistência unitária na ponta do amostrador. Também foi possível determinar a relação entre as resistências unitárias de atrito desenvolvidas no interior e exterior do amostrador (fator de atrito a). Os resultados obtidos foram comparados com resultados de trabalhos experimentais e valores teóricos determinados com base no Princípio de Hamilton da conservação da energia. Também foi possível simular uma prova de carga dinâmica com energia crescente no amostrador, variando a altura de queda do martelo. Isso confirmou que a resistência mobilizada do solo para certa energia aplicada pode estar bem abaixo da ruptura e apenas representar um ponto na curva de resistência mobilizada versus deslocamento. / The Standard Penetration Test (SPT) is one of the most used geotechnical tests in the world. The wide use of this test in the context of geotechnical engineering is due to its simplicity, low cost, large practical experience and its ease of application of results. The main objectives of the test are the determination of soil resistance index (NSPT) and sampling. Despite being widely used in estimating the bearing capacity of foundations, the SPT test has been questioned by the fact that the NSPT index is used in empirical correlations based on practical observations, with no scientific basis. Furthermore, its results show significant dispersions. To analyze rationally the test results and to make possible to compare different results obtained from different equipment, it is necessary to know the amounts of energy existing during the penetration of the sampler into soil. Such analyses require information about the equipment efficiency (η) and the dynamic soil reaction force during the sampler penetration (RD). In this scenario, this work addresses the rational interpretation of SPT test results from numerical simulations performed with the Abaqus/Explicit software. This program provides the sampler displacements (Δρ), the dynamic soil reaction force (RD) and the external and internal reaction forces acting on the sampler walls (R1 e R2). Based on the results of the numerical models, it was possible to calculate the efficiency of the equipment, from the dynamic soil reaction force, the unit friction resistance acting on the sampler walls and the unit resistance at the sampler tip. In addition, it was possible to estimate the relationship between the unit friction resistance acting on the internal and external walls of the sampler (friction factor a). The numerical results were compared with experimental results and theoretical values, obtained using the Hamilton\'s principle of conservation of energy. Furthermore, it was possible to simulate a dynamic load test with increasing energy applied to the sampler, by varying the height of fall of the hammer. It was obtained the confirmation that resistance mobilized for a certain level of energy applied to the sampler may be below the failure load and represent only a point on the graph curve mobilized resistance versus displacement.

O ensaio de simples reconhecimento do solo (SPT) e usualmente utilizado para estimar a resistência do solo, atraves do índice NSPT, que representa a resistencia a penetração dinâmica do amostrador no solo. Esse índice é usado diretamente em correlações empíricas ou semi-empíricas na determinação da capacidade de suporte e recalque das fundações. Entretanto, esse ensaio tem sido alvo de críticas devido a utilização dessas correlações empíricas, geralmente baseadas em observações práticas e sem nenhum fundamento científico. Críticas também estão relacionadas com a dispersão dos resultados, devido a utilização de diferentes tipos de equipamentos e procedimentos executivos. O índice NSPT depende da parcela de energia que e efetivamente transmitida ao amostrador durante a queda do martelo. Assim, análises racionais dos resultados de ensaios SPT dependem essencialmente da estimativa da quantidade dessa energia. Por esse motivo, tem sido desenvolvidas diversas pesquisas relacionados com a energia envolvida no ensaio SPT. Este trabalho apresenta interpretações dos resultados do ensaio SPT a partir das quantidades de energia envolvidas durante a queda do martelo. Essas quantidades de energia são determinadas indiretamente, através dos sinais de força normal e aceleração durante a propagação da onda de tensão ao longo da composição de hastes. Para isso, foi desenvolvido um equipamento que inclui uma instrumentação capaz de registrar esses sinais de força normal e aceleração. Uma série de ensaios SPT foi realizada com instrumentação instalada tanto no topo como na base da composição de hastes. Esse arranjo permitiu estimar as quantidades de energia disponíveis no topo e na base da composição de hastes. Assim, foi possível determinar a eficiência dos equipamentos SPT com base na quantidade de energia que efetivamente atinge o amostrador. A partir dos sinais registrados, também foi possível determinar a resistência dinâmica mobilizada no sistema solo-amostrador. Os resultados experimentais foram comparados com resultados obtidos através de métodos teóricos, baseados no Princípio de Hamilton, para a determinação da resistência estática e dinâmica do solo. Essas análises mostraram que equações teóricas podem ser adequadas para a determinação da resistência do solo, desde que seja considerada a quantidade de energia que efetivamente atinge o amostrador. Desta forma, essas equações teóricas podem ser facilmente incorporadas na prática de projeto de fundações, contribuindo para o desenvolvimento de métodos baseados na quantidade de energia necessária para a penetração do amostrador no solo. / The standard penetration test (SPT) is usually used to estimate the soil strength through the NSPT index which represents the dynamic reaction force of the sampler penetration into the soil. This index is directly used in empirical or semi-empirical correlations for the determination of the bearing capacity and foundation settlements. However, this test has been criticized due to the use of these empirical correlations, often based on practical observation without any scientific basis. Criticism is also related to result dispersion due to the use of different types of equipment and execution procedures. The NSPT index depends on the amount of energy that is effectively transmitted to the sampler during the hammer fall. Thus, rational analyses of the SPT test results essentially depend on the estimation of this amount of energy. For this reason, several studies related to the energy involved in SPT test have been developed. This research presents interpretations of the SPT test results from the amounts of energy involved during the hammer fall. These amounts of energy are indirectly assessed by means of normal force and acceleration signals during the stress wave propagation along the string of rods. For this reason, a device that includes instrumentation capable of registering these signals of normal force and acceleration was developed. A series of tests was performed with the instrumentation installed at the top and the bottom of the string of rods. This arrangement allowed estimating the amount of energy available at the top and bottom of the string of rods. Thus, it was possible to estimate the efficiency of the SPT equipment basing on the amount of energy that actually reaches the sampler. From the recorded signals, it was also possible to assess the dynamic reaction force mobilized in the soil-sample system. The results were compared with other results obtained by theoretical methods, based on the Hamilton´s Principle, for evaluating the static and dynamic reaction force of the soil. These analyzes have shown that theoretical equations may be suitable for the determination of the soil strength, provided that the amount of energy that actually reaches the sampler be considered. Thus, these theoretical equations can be easily incorporated into the practice of foundation designs contributing to the development of methods based on the amount of energy required for the penetration of the sampler into the soil.

O ensaio SPT (Standard Penetration Test), é o ensaio de campo geotécnico mais usado no Brasil e grande parte do mundo. A ampla utilização deste ensaio no âmbito da engenharia geotécnica deve-se à sua simplicidade, baixo custo, grande experiência prática e facilidade de aplicação dos seus resultados. Os principais objetivos do ensaio são a determinação do índice de resistência do solo (NSPT) e amostragem. Apesar de ser muito utilizado na estimativa da capacidade de carga de fundações, o ensaio SPT tem sido questionado pelo fato de que o índice NSPT é utilizado em correlações empíricas baseadas em observações práticas, sem nenhum fundamento científico. Além do mais, seus resultados apresentam significativas dispersões. Para analisar racionalmente os resultados do ensaio e de possibilitar a comparação dos diferentes resultados de distintas equipes, é necessário conhecer as quantidades de energia envolvidas na penetração do amostrador no solo. Tais análises requerem o conhecimento da eficiência do equipamento (η) e a força de reação dinâmica do solo à cravação do amostrador (RD). Neste cenário, o presente trabalho aborda a interpretação racional dos resultados de ensaios SPT a partir de simulações numéricas realizadas com o software Abaqus/Explicit®. Esse programa fornece os deslocamentos do amostrador (Δρ), força de reação dinâmica do solo (RD), e as forças de reação nas paredes laterais externa e interna do amostrador (R1 e R2). Baseando-se nos resultados dos modelos numéricos, foi possível calcular a eficiência do equipamento, a partir da força de reação dinâmica do solo, as resistências unitárias de atrito atuantes nas paredes e a resistência unitária na ponta do amostrador. Também foi possível determinar a relação entre as resistências unitárias de atrito desenvolvidas no interior e exterior do amostrador (fator de atrito a). Os resultados obtidos foram comparados com resultados de trabalhos experimentais e valores teóricos determinados com base no Princípio de Hamilton da conservação da energia. Também foi possível simular uma prova de carga dinâmica com energia crescente no amostrador, variando a altura de queda do martelo. Isso confirmou que a resistência mobilizada do solo para certa energia aplicada pode estar bem abaixo da ruptura e apenas representar um ponto na curva de resistência mobilizada versus deslocamento. / The Standard Penetration Test (SPT) is one of the most used geotechnical tests in the world. The wide use of this test in the context of geotechnical engineering is due to its simplicity, low cost, large practical experience and its ease of application of results. The main objectives of the test are the determination of soil resistance index (NSPT) and sampling. Despite being widely used in estimating the bearing capacity of foundations, the SPT test has been questioned by the fact that the NSPT index is used in empirical correlations based on practical observations, with no scientific basis. Furthermore, its results show significant dispersions. To analyze rationally the test results and to make possible to compare different results obtained from different equipment, it is necessary to know the amounts of energy existing during the penetration of the sampler into soil. Such analyses require information about the equipment efficiency (η) and the dynamic soil reaction force during the sampler penetration (RD). In this scenario, this work addresses the rational interpretation of SPT test results from numerical simulations performed with the Abaqus/Explicit software. This program provides the sampler displacements (Δρ), the dynamic soil reaction force (RD) and the external and internal reaction forces acting on the sampler walls (R1 e R2). Based on the results of the numerical models, it was possible to calculate the efficiency of the equipment, from the dynamic soil reaction force, the unit friction resistance acting on the sampler walls and the unit resistance at the sampler tip. In addition, it was possible to estimate the relationship between the unit friction resistance acting on the internal and external walls of the sampler (friction factor a). The numerical results were compared with experimental results and theoretical values, obtained using the Hamilton\'s principle of conservation of energy. Furthermore, it was possible to simulate a dynamic load test with increasing energy applied to the sampler, by varying the height of fall of the hammer. It was obtained the confirmation that resistance mobilized for a certain level of energy applied to the sampler may be below the failure load and represent only a point on the graph curve mobilized resistance versus displacement.

O ensaio de simples reconhecimento do solo (SPT) e usualmente utilizado para estimar a resistência do solo, atraves do índice NSPT, que representa a resistencia a penetração dinâmica do amostrador no solo. Esse índice é usado diretamente em correlações empíricas ou semi-empíricas na determinação da capacidade de suporte e recalque das fundações. Entretanto, esse ensaio tem sido alvo de críticas devido a utilização dessas correlações empíricas, geralmente baseadas em observações práticas e sem nenhum fundamento científico. Críticas também estão relacionadas com a dispersão dos resultados, devido a utilização de diferentes tipos de equipamentos e procedimentos executivos. O índice NSPT depende da parcela de energia que e efetivamente transmitida ao amostrador durante a queda do martelo. Assim, análises racionais dos resultados de ensaios SPT dependem essencialmente da estimativa da quantidade dessa energia. Por esse motivo, tem sido desenvolvidas diversas pesquisas relacionados com a energia envolvida no ensaio SPT. Este trabalho apresenta interpretações dos resultados do ensaio SPT a partir das quantidades de energia envolvidas durante a queda do martelo. Essas quantidades de energia são determinadas indiretamente, através dos sinais de força normal e aceleração durante a propagação da onda de tensão ao longo da composição de hastes. Para isso, foi desenvolvido um equipamento que inclui uma instrumentação capaz de registrar esses sinais de força normal e aceleração. Uma série de ensaios SPT foi realizada com instrumentação instalada tanto no topo como na base da composição de hastes. Esse arranjo permitiu estimar as quantidades de energia disponíveis no topo e na base da composição de hastes. Assim, foi possível determinar a eficiência dos equipamentos SPT com base na quantidade de energia que efetivamente atinge o amostrador. A partir dos sinais registrados, também foi possível determinar a resistência dinâmica mobilizada no sistema solo-amostrador. Os resultados experimentais foram comparados com resultados obtidos através de métodos teóricos, baseados no Princípio de Hamilton, para a determinação da resistência estática e dinâmica do solo. Essas análises mostraram que equações teóricas podem ser adequadas para a determinação da resistência do solo, desde que seja considerada a quantidade de energia que efetivamente atinge o amostrador. Desta forma, essas equações teóricas podem ser facilmente incorporadas na prática de projeto de fundações, contribuindo para o desenvolvimento de métodos baseados na quantidade de energia necessária para a penetração do amostrador no solo. / The standard penetration test (SPT) is usually used to estimate the soil strength through the NSPT index which represents the dynamic reaction force of the sampler penetration into the soil. This index is directly used in empirical or semi-empirical correlations for the determination of the bearing capacity and foundation settlements. However, this test has been criticized due to the use of these empirical correlations, often based on practical observation without any scientific basis. Criticism is also related to result dispersion due to the use of different types of equipment and execution procedures. The NSPT index depends on the amount of energy that is effectively transmitted to the sampler during the hammer fall. Thus, rational analyses of the SPT test results essentially depend on the estimation of this amount of energy. For this reason, several studies related to the energy involved in SPT test have been developed. This research presents interpretations of the SPT test results from the amounts of energy involved during the hammer fall. These amounts of energy are indirectly assessed by means of normal force and acceleration signals during the stress wave propagation along the string of rods. For this reason, a device that includes instrumentation capable of registering these signals of normal force and acceleration was developed. A series of tests was performed with the instrumentation installed at the top and the bottom of the string of rods. This arrangement allowed estimating the amount of energy available at the top and bottom of the string of rods. Thus, it was possible to estimate the efficiency of the SPT equipment basing on the amount of energy that actually reaches the sampler. From the recorded signals, it was also possible to assess the dynamic reaction force mobilized in the soil-sample system. The results were compared with other results obtained by theoretical methods, based on the Hamilton´s Principle, for evaluating the static and dynamic reaction force of the soil. These analyzes have shown that theoretical equations may be suitable for the determination of the soil strength, provided that the amount of energy that actually reaches the sampler be considered. Thus, these theoretical equations can be easily incorporated into the practice of foundation designs contributing to the development of methods based on the amount of energy required for the penetration of the sampler into the soil.