O objetivo do presente trabalho é verificar a susceptibilidade do método do papel-filtro a variações em três parâmetros de ensaio: a rugosidade do meio poroso (estrutura da matriz porosa), a extensão do período de exposição do papel-filtro à água intersticial do solo (tempo de equilíbrio) e o grau de deficiência de contacto entre o papel-filtro e a superfície do meio poroso. Para o estudo da rugosidade do meio poroso, três materiais particulados foram empregados. Individualmente, esses materiais apresentam-se mal graduados. A diferença entre eles reside no tamanho médio dos grãos, que para cada um assume um valor característico. A pretexto de uma primeira descrição, seria possível classificá-los como argila (argila caolinítica rosa), areia fina (areia IPT 100, F = 0,15 mm) e areia média (areia IPT 30, F = 0,60 mm). Vale notar que a peculiaridade destas distribuições granulométricas desqualifica esses materiais como elementos representativos para o estudo de solos que ocorrem em problemas reais de engenharia. De fato, para os propósitos do presente trabalho, os solos são instrumentos de investigação, ao passo que o método de aferição de sucção é objeto de estudo. A fim de que o procedimento experimental abrangesse a um só tempo as observações concernentes aos três parâmetros de estudo, concebeu-se um elenco de corpos-de-prova que viabilizou o levantamento concomitante de todas as observações necessárias. Visando a subsidiar as especulações acerca do tempo de equilíbrio, criaram-se grupos de corpos-de-prova (denominados famílias) a serem avaliados periodicamente segundo três intervalos de tempo: sete dias, quatorze dias e vinte e oito dias. A fim de viabilizar a verificação concomitante da influência da rugosidade do meio poroso (ou seja, da estrutura da matriz porosa), previu-se que cada família de corpos-de-prova seria composta por três sub-grupos (designados lotes), representantes dos três materiais empregados na investigação. E, com o intuito de avaliar a influência do grau de deficiência de contacto entre o papel-filtro e o solo, definiu-se cada lote como um conjunto de três corpos-de-prova, cada qual apresentando em uma de suas bases um sulco com diâmetro e profundidade definidos. De corpo-de-prova a corpo-de-prova, para um mesmo lote de uma mesma família, o diâmetro do sulco apresenta variações. Tais variações geram deficits de contacto que valem 20%, 50% e 80% da área do papel-filtro. A profundidade do sulco é a mesma para todos os corpos-de-prova, e é igual à espessura do espaçador empregado nas medições de sucção total (esp = 2mm). Quanto à rugosidade do meio poroso (estrutura da matriz porosa), concluiu-se que o tamanho médio dos grãos, conjugado ao índice de vazios, constiui variável diretamente proporcional aos desvios percentuais de aferição. Ou seja, quanto menor o tamanho médio dos grãos e menor o índice de vazios do material, menores serão os desvios percentuais de aferição de sucção. Quanto à extensão do período de exposição do papel-filtro à água intersticial do solo (tempo de equilíbrio), concluiu-se que o aumento do tempo de interação entre o papel-filtro e o solo pode compensar eventuais dificuldades de acesso da água intersticial ao papel-filtro. Inicialmente, a água atinge o papel-filtro nas regiões onde há contacto efetivo. Então, de maneira progressiva, a água passa a migrar pelo papel-filtro, umedecendo-o uniformemente. Quanto ao grau de deficiência de contacto entre o papel-filtro e a superfície do meio poroso, concluiu-se que a relação desta variável com o desvio percentual de aferição é de proporcionalidade direta. Ou seja, quanto maior a privação de contacto a que for submetido o papel-filtro, tanto mais afastado do valor de sucção matricial plena estará o valor de sucção aferido. Graficamente, isto se observa como um destacamento da curva de retenção levantada para contacto deficiente em relação à curva de retenção levantada para sucção matricial plena. Observou-se também que o destacamento entre as curvas de retenção não ocorreu de maneira uniforme. Para baixos teores de umidade volumétrica, foram maiores os desvios percentuais de aferição. Deste modo, o afastamento entre as curvas deu-se como uma combinação de translação e distorção. / The purpose of this work is to verify the susceptibility of the filter-paper method to variations in three experimental parameters: roughness of porous medium (structure of porous matrix), period of exposition of the filter-paper to pore water (equilibration time) and degree of deficiency in contact between the filter-paper and the porous medium. In order to study roughness of porous medium (structure of porous matrix), three particulate materials have been used. Individually considered, they present a poorly graduated grain size distribution. They differ one from another for their average grain size, which assumes specific values for each material. As a summary description, it would be possible to classify them as kaolin, fine sand (F = 0.15 mm) and coarse sand (F = 0.60 mm). Such peculiar grain size distribution may disqualify these materials as representative of soils which normally occur in engineering problems. In fact, for the purposes of the present work, soil samples are instruments of investigation, while the method of suction measurement is the object of study. A set of samples was designed in order to make feasible simultaneous gauging of all relevant information. Thus, experimental procedure yielded at once data concerning all three parameters. Three groups of samples (each one assembling 9 elements) were created so that remarks could be made on equilibration time. Each of them is called family, being inspected according to a determined periodicity (7 days, 14 days and 28 days). On their turn, families are composed by smaller groups called branches (each branch gathers three samples, all made of the same material). Branches are intended to make possible the evaluation of the effect of average grain size on the accuracy of the filter-paper technique. Finally, in order to evaluate the role of deficient contact between the filter-paper and the soil, samples of a single branch (thus made of the same material) were designed to present a circular perforation on one of their faces. Within each single branch, from sample to sample, perforation diameter increases to generate growing lack of contact between the filter-paper and the soil sample (lack of contact may assume three different values: 20%, 50% or 80% of the filter-paper surface). Perforation depth doesn\'t vary from sample to sample, always being equal to the thickness of the perforated disk used in total suction measurements (which is 2 mm). As for roughness of porous medium (structure of porous matrix), it has been noticed that both average grain size and void ratio are directly proportional to percent measurement deviation. In other words, the smaller the average grain size and the void ratio, the smaller will be percent measurement deviations. As for period of exposition of the filter-paper to pore water (equilibration time), it has been noticed that extending time for interaction between filter-paper and soil may compensate difficulties interstitial water might have to access filter-paper. At first, water reaches the filter-paper on regions where there is effective contact. Then, progressively, water tends to migrate through the filter-paper, wetting it uniformly. As for degree of deficiency in contact between the filter-paper and the porous medium, it has been noticed that such variable is directly proportional to percent measurement deviations. In other words, the greater the lack of contact between the filter-paper and the soil, the further is suction measurement from its full matric suction equivalent. Graphically, it corresponds to a detachment between the retention curve associated with partial matric suction and the retention curve associated with full matric suction. Additionally, it has been noticed that detachment between retention curves hasn\'t occurred uniformly. For lower volumetric water contents, percent measurement deviations were greater. Hence, detachment occurred as a combination of translation and distortion.

O objetivo do presente trabalho é verificar a susceptibilidade do método do papel-filtro a variações em três parâmetros de ensaio: a rugosidade do meio poroso (estrutura da matriz porosa), a extensão do período de exposição do papel-filtro à água intersticial do solo (tempo de equilíbrio) e o grau de deficiência de contacto entre o papel-filtro e a superfície do meio poroso. Para o estudo da rugosidade do meio poroso, três materiais particulados foram empregados. Individualmente, esses materiais apresentam-se mal graduados. A diferença entre eles reside no tamanho médio dos grãos, que para cada um assume um valor característico. A pretexto de uma primeira descrição, seria possível classificá-los como argila (argila caolinítica rosa), areia fina (areia IPT 100, F = 0,15 mm) e areia média (areia IPT 30, F = 0,60 mm). Vale notar que a peculiaridade destas distribuições granulométricas desqualifica esses materiais como elementos representativos para o estudo de solos que ocorrem em problemas reais de engenharia. De fato, para os propósitos do presente trabalho, os solos são instrumentos de investigação, ao passo que o método de aferição de sucção é objeto de estudo. A fim de que o procedimento experimental abrangesse a um só tempo as observações concernentes aos três parâmetros de estudo, concebeu-se um elenco de corpos-de-prova que viabilizou o levantamento concomitante de todas as observações necessárias. Visando a subsidiar as especulações acerca do tempo de equilíbrio, criaram-se grupos de corpos-de-prova (denominados famílias) a serem avaliados periodicamente segundo três intervalos de tempo: sete dias, quatorze dias e vinte e oito dias. A fim de viabilizar a verificação concomitante da influência da rugosidade do meio poroso (ou seja, da estrutura da matriz porosa), previu-se que cada família de corpos-de-prova seria composta por três sub-grupos (designados lotes), representantes dos três materiais empregados na investigação. E, com o intuito de avaliar a influência do grau de deficiência de contacto entre o papel-filtro e o solo, definiu-se cada lote como um conjunto de três corpos-de-prova, cada qual apresentando em uma de suas bases um sulco com diâmetro e profundidade definidos. De corpo-de-prova a corpo-de-prova, para um mesmo lote de uma mesma família, o diâmetro do sulco apresenta variações. Tais variações geram deficits de contacto que valem 20%, 50% e 80% da área do papel-filtro. A profundidade do sulco é a mesma para todos os corpos-de-prova, e é igual à espessura do espaçador empregado nas medições de sucção total (esp = 2mm). Quanto à rugosidade do meio poroso (estrutura da matriz porosa), concluiu-se que o tamanho médio dos grãos, conjugado ao índice de vazios, constiui variável diretamente proporcional aos desvios percentuais de aferição. Ou seja, quanto menor o tamanho médio dos grãos e menor o índice de vazios do material, menores serão os desvios percentuais de aferição de sucção. Quanto à extensão do período de exposição do papel-filtro à água intersticial do solo (tempo de equilíbrio), concluiu-se que o aumento do tempo de interação entre o papel-filtro e o solo pode compensar eventuais dificuldades de acesso da água intersticial ao papel-filtro. Inicialmente, a água atinge o papel-filtro nas regiões onde há contacto efetivo. Então, de maneira progressiva, a água passa a migrar pelo papel-filtro, umedecendo-o uniformemente. Quanto ao grau de deficiência de contacto entre o papel-filtro e a superfície do meio poroso, concluiu-se que a relação desta variável com o desvio percentual de aferição é de proporcionalidade direta. Ou seja, quanto maior a privação de contacto a que for submetido o papel-filtro, tanto mais afastado do valor de sucção matricial plena estará o valor de sucção aferido. Graficamente, isto se observa como um destacamento da curva de retenção levantada para contacto deficiente em relação à curva de retenção levantada para sucção matricial plena. Observou-se também que o destacamento entre as curvas de retenção não ocorreu de maneira uniforme. Para baixos teores de umidade volumétrica, foram maiores os desvios percentuais de aferição. Deste modo, o afastamento entre as curvas deu-se como uma combinação de translação e distorção. / The purpose of this work is to verify the susceptibility of the filter-paper method to variations in three experimental parameters: roughness of porous medium (structure of porous matrix), period of exposition of the filter-paper to pore water (equilibration time) and degree of deficiency in contact between the filter-paper and the porous medium. In order to study roughness of porous medium (structure of porous matrix), three particulate materials have been used. Individually considered, they present a poorly graduated grain size distribution. They differ one from another for their average grain size, which assumes specific values for each material. As a summary description, it would be possible to classify them as kaolin, fine sand (F = 0.15 mm) and coarse sand (F = 0.60 mm). Such peculiar grain size distribution may disqualify these materials as representative of soils which normally occur in engineering problems. In fact, for the purposes of the present work, soil samples are instruments of investigation, while the method of suction measurement is the object of study. A set of samples was designed in order to make feasible simultaneous gauging of all relevant information. Thus, experimental procedure yielded at once data concerning all three parameters. Three groups of samples (each one assembling 9 elements) were created so that remarks could be made on equilibration time. Each of them is called family, being inspected according to a determined periodicity (7 days, 14 days and 28 days). On their turn, families are composed by smaller groups called branches (each branch gathers three samples, all made of the same material). Branches are intended to make possible the evaluation of the effect of average grain size on the accuracy of the filter-paper technique. Finally, in order to evaluate the role of deficient contact between the filter-paper and the soil, samples of a single branch (thus made of the same material) were designed to present a circular perforation on one of their faces. Within each single branch, from sample to sample, perforation diameter increases to generate growing lack of contact between the filter-paper and the soil sample (lack of contact may assume three different values: 20%, 50% or 80% of the filter-paper surface). Perforation depth doesn\'t vary from sample to sample, always being equal to the thickness of the perforated disk used in total suction measurements (which is 2 mm). As for roughness of porous medium (structure of porous matrix), it has been noticed that both average grain size and void ratio are directly proportional to percent measurement deviation. In other words, the smaller the average grain size and the void ratio, the smaller will be percent measurement deviations. As for period of exposition of the filter-paper to pore water (equilibration time), it has been noticed that extending time for interaction between filter-paper and soil may compensate difficulties interstitial water might have to access filter-paper. At first, water reaches the filter-paper on regions where there is effective contact. Then, progressively, water tends to migrate through the filter-paper, wetting it uniformly. As for degree of deficiency in contact between the filter-paper and the porous medium, it has been noticed that such variable is directly proportional to percent measurement deviations. In other words, the greater the lack of contact between the filter-paper and the soil, the further is suction measurement from its full matric suction equivalent. Graphically, it corresponds to a detachment between the retention curve associated with partial matric suction and the retention curve associated with full matric suction. Additionally, it has been noticed that detachment between retention curves hasn\'t occurred uniformly. For lower volumetric water contents, percent measurement deviations were greater. Hence, detachment occurred as a combination of translation and distortion.

The objective of this research was to investigate the effects of thermal gradient and fines content and the interaction between these two factors on the frost heave characteristics of a typical Alaska base material. The laboratory frost heave testing involved one type of aggregate base material, three thermal gradients, and three fines contents in a full-factorial experimental design with two replicates. The aggregate was classified in the American Association of State Highway and Transportation Officials soil classification system as A-1-a; the thermal gradients were 0.15, 0.30, and 0.45 ºC/cm; and the fines contents were 6, 8, and 10 percent. After frost heave testing, a stepwise regression analysis was performed to identify significant independent variables for each of nine separate dependent variables, including frost heave, heave-uptake ratio, steady-state frost heave rate, gravimetric water ingress, and gravimetric water content in each of the five individual lifts tested following frost heave testing. Soil suction, specific gravity, salinity, and hydraulic conductivity testing were also performed on samples prepared at each of the three fines contents to support numerical modeling of the frost heave test results using the computer program ICE-1. The results of the stepwise regression analysis indicate that thermal gradient is a significant predictor of six of the nine dependent variables and that the square of thermal gradient is a significant predictor of five of these six dependent variables. As the thermal gradient increased, the samples experienced decreasing amounts of water ingress and frost heave. However, the data show that neither fines content nor the square of fines content is a significant predictor of any of the dependent variables. Thus, although previous research has shown that higher fines contents are generally associated with greater susceptibility to frost heave, this effect is not manifest in the comparatively small increases in fines contents evaluated in this research. The interaction between thermal gradient and fines content is a significant predictor of only one independent variable. Differences between the modeled and measured frost heave values ranged from 0.01 to 0.92 cm, with the larger differences typically associated with the lowest thermal gradient and the lowest fines content.

<p>A method has been developed for flexible modelling of multi-component twin-wire blade formers. Features such as suction devices, loadable blades, curved blades, and partial contact between the blades and the forming fabrics are easily incorporated. New results include a series of calculations demonstrating the non-trivial interaction between the pressure pulses when the blades are positioned successively closer together, the effects of suction on the pressure pulse generated by a blade applied to the opposing wire, and how blades of modest curvature do not necessarily stay in contact with the fabric along their full width and the implications of this on the pressure gradients in the machine direction. </p><p>The behaviour of the fibre mats as they experience the first of the blade pulses (after having been formed over a roll) is then considered in detail. Typically, the thickness of the mats decreases during the pulse, which reduces the rate of deposition of new fibres onto the webs. The amount of fibres in the sheets therefore changes marginally. Nevertheless, the resistance to drainage presented by the fibre network is seen to increase significantly due to the low permeability in highly compressed layers of the mat. As a result of the pressure gradients in the machine direction, the shear stresses in the plane of the fibre sheets can attain several hundred Pascal next to the forming fabrics.</p><p>Further, a model for sheared consolidation of flocculated suspensions is presented that extends the concept of a concentration dependent yield stress, previously employed in studies of uniaxial consolidation, to comprise flocculated phase shear strength. Rate-dependent viscous stresses are also incorporated. The theory is applied to the problem of combined compression and shearing of a strongly flocculated suspension contained between two plates, one being fixed and acting as a perfectly permeable filter, the other movable and acting as a piston by which the load is applied. Qualitatively, the evolution of the volume fraction of solids exhibits the same behaviour as during uniaxial consolidation without shear. Applying shear is however predicted to increase the rate of the drainage process, due to a reduced load bearing capacity of the flocculated phase, and correspondingly higher pore pressures. </p>

<p>During papermaking, the internal structure of the fibrenetwork constituting the paper is to a dominating extentdetermined in the forming zone of the paper machine. Thisthesis is aimed at studying the pressure distribution in bladeforming sections, which is commonly considered to be a keyquantity of the process.</p><p>Previous work has provided insight into the physics ofdifferent devices employed in blade forming. However, there hasbeen a lack of models enabling studies of the effects of theinteraction between different components on the pressuredistribution. In the thesis, a model is presented for a genericblade forming section consisting of three blades. The positionsof two of the blades are fix, and in between them is located asuction box. The third blade is applied by a prescribed forceto the opposing wire, in a position facing the suction box. Themodel admits the study of the interaction between the pulsesfrom the different blades in the blade/counterbladeconfiguration, and between the pulses and one-sidedsuction.</p><p>The wires are modelled as tensioned and perfectly flexibleEuler-Bernoulli beams of negligible mass. The suspension istreated like an inviscid fluid. Consideration is taken to theinfluence of fibre deposition on the permeability of thefabrics. By assuming the ratio between the length scales in thethickness direction and the machine direction to be small, aquasi one-dimensional model is obtained.</p><p>For maximum flexibility, the model domain is divided intomodules. Each module is solved individually using a finitedifference based discretisation. The solutions for thedifferent modules are matched with each other iteratively.</p><p>A comparison with published results for a single bladeindicates that the model can be used to obtain qualitativelycorrect predictions of the pressure distribution. New resultsinclude a series of calculations showing the non-trivialinteraction between the pressure pulses when the blades arepositioned successively closer together, the effects of suctionon the pressure pulse generated by a blade applied to theopposing wire, and how blades of modest curvature do notnecessarily stay in contact with the fabric along their fullwidth and the implication of this on the pressure gradient.</p><p><b>Descriptors:</b>fluid mechanics, blade forming, pressuredistribution, suction, interaction, permeable fabric,modules</p>

Nas últimas décadas o uso da energia eólica tem apresentado uma maior participação na matriz energética mundial. Como consequência, o tamanho das turbinas eólicas tem aumentado, procurando aproveitar uma quantidade maior de vento e em alturas onde a velocidade é menos afetada pela turbulência atmosférica. Isto gera custos maiores devido ao investimento em novos materiais e tecnologias de fabricação. O projeto de novos perfis aerodinâmicos e o desenvolvimento de técnicas de controle da camada limite têm providenciado melhoras na eficiência aerodinâmica das turbinas, permitindo o aproveitamento de ventos com velocidade média menor, diminuição do efeito da turbulência e conservação do tamanho atual das pás. Uma das técnicas estudadas para o incremento da eficiência aerodinâmica de perfis é a sucção da camada limite, cujo intuito é ampliar a região laminar do escoamento ou adiar a separação deste. Diversos estudos no campo da aviação têm sido desenvolvidos, mostrando resultados promissórios na diminuição do arrasto e aumento da sustentação, mas ainda sem uso comercial. Neste estudo objetivou-se o uso da sucção da camada limite a fim de controlar a separação em um perfil NREL-S809 de uso típico na construção de pás para turbinas eólicas. Assim, foram projetadas três faixas de material perfurado distribuídas no extradorso de um modelo para análise bidimensional, desde o bordo de ataque até 80% da corda. Ensaios aerodinâmicos foram realizados no túnel de vento do Laboratório de Aeronaves da Escola de Engenharia de São Carlos - USP. O ar da camada limite foi sugado através da superfície e os coeficientes de sustentação, arrasto e momento foram medidos. Os resultados foram comparados com o comportamento do perfil base e geradores de vórtice localizados no 10% da corda. O efeito dos geradores de vórtice também foi combinado com aquele produzido pela sucção. Os resultados mostraram que succionar a camada limite aumenta a sustentação principalmente em ângulos de ataque onde a separação é evidente. O efeito da sucção no bordo de ataque adiou ou suavizou o estol, mas presentou maior sensibilidade à presença dos furos quando a sucção foi desligada. Encontrou-se que a sucção é mais eficiente quando a região de sucção é anterior à separação. Neste sentido sucção na parte média da corda (50 < x &#8260; c < 65%) apresentou os melhores resultados quando foi analisado o coeficiente de eficiência em função do coeficiente de sustentação. Este comportamento se mantém ainda para a combinação de sucção e geradores de vórtice, mas preservando muitas das caraterísticas do uso independente destes. Medições da distribuição do coeficiente de pressão no extradorso, mostraram que a sucção distribuída e aplicada em uma região afeta a totalidade da superfície do perfil. Comparações do perfil de velocidades na esteira do bordo de fuga indicaram que o arrasto de forma aumenta quando são usados os geradores de vórtice e diminui quando a sucção é aplicada. / In the last decades the use of wind power has become presenting a greater participation in the world energy matrix. As result, the size of wind turbines has been increased, looking for a larger quantity of wind and the same way high altitudes where the wind speed is less affected by atmospheric turbulence. This leads to higher costs due to investment in new materials and manufacturing technologies. The design of new airfoils and the development of the boundary layer control techniques have provided improvements in the aerodynamic efficiency of the turbines, allowing the harnessing of winds with lower average speeds and lowering the turbulence effect, while the size of turbine blades is keeping. The boundary layer suction has been studied with aim of increase the aerodynamic efficiency of airfoils, in order to extend the laminar region or delay the flow separation. Several studies in the aviation field have been developed, showing promissory results in the drag reduction and lift increasing, however without commercial use. The aim of this study is the boundary layer suction in order to control the separation in a typical airfoil used in the construction of wind turbine blades - NREL-S809. For this purpose three strips of perforated material were located over the upper surface of a model to two-dimentional analysis. The strips were distributed from the leading edge to 80% of the chord. The air in the boundary layer was sucked through the surface and the aerodynamic coefficients of lift, drag and pitch moment were measured. The results were compared with the baseline profile and vortex generators located at 10% of the chord. The effect of the vortex generators has also been combined with that produced by suction. The results showed that the boundary layer suction in the middle of the chord (50% < x &#8260; c < 65%) offers greater increase in the efficiency ratio regarding to maximum lift coefficient. However, boundary layer suction at the leading edge shows both a smoothing and delayed stall. This behavior remains even for the combination of suction and vortex generators, while preserving many of the aerodynamic features of the vortex generators. The main results of the aerodynamic forces were confirmed through pressure coefficient distribution measurements and comparison of the velocity profile in the wake at the trailing edge. The aerodynamic tests were carried out in the wind tunnel of the Aircraft Laboratory of the Escola de Engenharia de São Carlos - USP.

Taludes formados por solos na condição não saturada são muito comuns no Brasil. Nestes casos a poro-pressão de água contribui para a estabilidade desses taludes. Este trabalho pretende avaliar o efeito do tipo de revestimento superficial na alteração do perfil de poro-pressão de água provocado por fluxos gerados a partir de precipitações, evaporação e evapo-transpiração, e conseqüentemente na estabilidade de talude experimental. São apresentadas aqui as características geológico-geotécnica, geomorfológica, climática e pluviométrica de campo experimental implantado na zona leste de São Paulo/SP, onde foram instalados e monitorados tensiômetros, pluviômetro e medidor de nível dágua por um período oito meses. Resultados de ensaios de caracterização, resistência e obtenção das propriedades hidráulicas dos solos que compõem o maciço estudado são analisados, assim como ensaios realizados com a argamassa de revestimento do talude, ensaios para a análise do funcionamento dos tensímetros e tubos tensiométricos utilizados no monitoramento, e outros ensaios realizados in situ. O monitoramento realizado indicou coerência entre precipitações e variação da poropressão de água, e variação do nível dágua do terreno, em ambos os tipos de revestimento superficial, vegetação natural e argamassa, nos dois tipos de solo presentes no maciço. Análises de estabilidade do talude indicaram o efeito do tipo de revestimento superficial e das variações sazonais de poro-pressão de água no fator de segurança ao escorregamento do talude. / Slopes formed by unsaturated soils are very common in Brazil. In these cases porewater pressure contribute for the slope stability behavior. This work aims at evaluating the effects of types of superficial coating on the profile of pore-water pressure changes, due to flow generated by precipitation, evaporation and evapotranspiration, and consequently on the stability of a experimental slope. It is presented here the geological-geotechnical, geomorfological, climatic and pluvial characterizations of the experimental field located in the east zone of São Paulo/SP, where have been installed and monitored tensiometers, pluviometer and groundwater level measurer during eight months. Results of tests of characterization, shear strength, and for obtaining the hydraulic properties of the in situ soils are analyzed, as well as the tests carried out with de mortar applied over the slope, as well as the functionality tests for the tensimeters and tensiometric tubes used on the monitoring, as well as other in situ tests. Monitoring indicated coherence between precipitation and change in pore-water pressure profile, and groundwater level, in both types of superficial coatings, natural vegetation and mortar, and in both types of in situ soils. Stability analyzes indicated the effect of the type of superficial coating and of the variation of pore-water pressure profile, during the experiment, on the factor of safety of the experimental slope.

The dredging activity is increasing worldwide due to ships that require bigger drafts, and consequently deeper navigation channels. Some dredging projects requires the operation of cutter suction dredgers on open waters, once these are capable of removing compact sediments and rocks while still maintaining a good productivity. These facts motivated the creation of a weather driven downtime prediction software for this type of operation, based on simplified calculations of the main dredging systems of a CSD. The motions caused by waves, and the forces and moments caused on these dredgers by winds, waves and currents were analyzed in order to evaluate the influence of each parameter magnitude and direction on the behavior of the vessel. The main criteria of the dredger influenced by this conditions were determined by a literature review as being the swing winch required power, the interaction between the cutterhead and the soil, and the anchoring system resistance, this that can be both a spud pole system stress or the Christmas tree cable tension. In this research, only the spud pole system bending stress was considered. Three mathematical models were developed to represent those systems. Since the non-linearity of the relation between the reaction forces of the dredger and the soil was not an object of the study, this process is represented by a constant user defined reaction force and a horizontal cutterhead velocity model. The efficiency of these models were tested by applying them on a case study of the dredging of the Açu port on the Brazilian coast by the Taurus II dredger. Simultaneous wind, wave and current data data were used as input to these models by creating a time series scenario of the operation period. The results for both scenarios showed that the operation would be close to impossible due to wave generated dynamic stress on the spud pole. / A atividade de dragagem no mundo é cada vez mais significativa em função do aumento dos navios que operam em portos, estes que possuem maior calado e requerem, consequentemente, canais de navegação mais profundos. Alguns projetos de dragagem utilizam dragas de sucção e recalque em mar aberto, dada a capacidade destes equipamentos de remover sedimento compactado e rochas, ainda mantendo uma boa produtividade. Estes fatos motivaram a criação de um programa de previsão de downtime gerado por condições ambientais de dragas de sucção e recalque baseado em modelos matemáticos simplificados. Os movimentos causados por ondas, e as forças e momentos causados na draga por ventos, ondas e correntezas foram analisados de forma a se obter a influência da magnitude e direção de cada um destes parâmetros no comportamento da embarcação. Os principais sistemas da draga influenciados por estas condições foram determinados com base em uma revisão bibliográficas como sendo a potência requerida nos guinchos de varredura, a interação do cortador com o solo e a resistência do sistema de ancoragem, sendo este a tensão de flexão dinâmica na trave do spud ou as tensões de ancoragem pelo sistema de árvore de natal. Três modelos matemáticos foram desenvolvidos para representar estes sistemas. Considerando a não linearidade da interação entre a draga e o solo, este processo foi representado por uma força de reação definida pelo usuário e pela velocidade horizontal do cortador. A eficiência destes modelos foi testada ao aplicá-los em um estudo de caso da dragagem do porto de Açu, na costa brasileira pela draga Taurus II. Valores simultâneos de ondas, ventos e correnteza foram utilizadas como entrada nestes modelos, através da criação de um cenário hipotético de série temporal. Os resultados para ambos os casos demonstraram que a operação seria impossibilitada em função de tensões de flexão dinâmicas no spud maiores que o limite determinado.

O estudo da erodibilidade ganha importância quando se tratam de solos localizados em regiões tropicais, caracterizadas por altas pluviosidades e evaporações que dificilmente permitem ao maciço atingir um estado de saturação em campo. A erodibilidade e as propriedades hidráulicas determinam as condições de infiltração e de escoamento superficial e podem acelerar as feições erosivas através das perdas de partículas. Neste trabalho, observou-se que o grau de saturação in situ estabelece um potencial de sucção matricial (Sm) capaz de orientar o fluxo, absorção e armazenamento da água nos poros do solo. Deste modo, foi possível correlacionar as propriedades de absorção de água com as sucções mátricas de três solos (arenoso, argiloso e areno-argiloso), com comportamento erosivo e não-erosivo, ensaiados a diferentes teores de umidade inicial. Após o controle da sucção e umidade, através da panela de pressão de Richards, os solos foram submetidos ao ensaio de erodibilidade proposto por Nogami & Villibor (1979). Os índices de absorção (Iabs), de perda de massa por imersão (P) e de erodibilidade (E) determinados neste ensaio, quando correlacionados com as curvas características dos solos, mostraram a influência da sucção matricial no início do processo erosivo. Verificou-se uma tendência de aumento da perda de massa por imersão, quanto menor era o teor de umidade inicial imposta (maior sucção). Provavelmente, quando do início do evento chuvoso, o solo tende a ser mais erodível quanto mais seco estiver. Além disso, as correlações obtidas mostraram-se coerentes com o comportamento dos solos em estudo, permitindo uma estimativa da sucção (Sm) de um solo a partir de grandezas facilmente mensuráveis como o Iabs, obtido em ensaio simples e de fácil execução. / The study of erodibility gains importance when dealing with soil located in tropical regions, characterized by high precipitation and evaporation that allow hardly the massive soil to reach a state of saturation in the field. The erodibility and hydraulic properties define the infiltration conditions and the superficial flow, and they can accelerate the erosive process due to the losses of particles. In this work, we observed that the degree of saturation in situ establishes the potencial for suction matrix (Sm) can guide the flow, absorption and storage of water in soil pores. Therefore, experimentally, it was possible to correlate the properties of water absorption with the matrix suctions of three soils, with different initial moisture contents and erosive and non-erosive behaviors. After controlling the suction and moisture through the pressure Richards pressure chamber the soils were subjected to the erodibility test proposed by Nogami & Villibor (1979). The indexes of absorption (Iabs), mass loss by immersion (P) and erodibility (E) determinated in this experiment, when correlated with the characteristic curves of soils, showed the influence of matrix suction at the beginning of the erosion process. There was a trend of increased weight loss by immersion, the lower was the initial moisture content imposed (greater suction). Furthermore, the correlations obtained were consistent with the behavior of soils under study, allowing to estimate of suction (Sm) of a soil from easily measurable values such as the Iabs.

O bom desempenho de uma estrutura de solo reforçado depende fundamentalmente da interação entre o solo de aterro e o elemento de reforço. A utilização de solos coesivos pode causar efeitos negativos à estabilidade da estrutura. Um elevado percentual de partículas finas na composição do solo pode favorecer ao desenvolvimento de pressões da água intersticial, devido à diminuição da sua capacidade de drenagem. Um efeito indesejado do desenvolvimento de pressão positiva é a diminuição da força necessária, para promover o arrancamento do reforço inserido na zona resistente do maciço de solo reforçado. Os ensaios de arrancamento são considerados os mais adequados para a quantificação da força de arrancamento aplicada às geogrelhas. Neste trabalho são apresentados e discutidos os resultados de ensaios de arrancamento realizados em laboratório com uma caixa de ensaios de pequenas dimensões. O solo utilizado nos ensaios trata-se de uma areia argilosa de baixa plasticidade, onde mais de 35% de suas partículas possuem diâmetro inferior a 0,075 mm. O elemento de reforço ensaiado é uma geogrelha uniaxial, com resistência longitudinal à tração de 110 kN/m. Foram aplicados três níveis de tensão normal na interface solo-geogrelha: 25, 50 e 100 kPa. Os teores de umidade adotados foram 12,6%, 14,6% (wot) e 16,6%. Os resultados dos ensaios comprovaram a influência que a variação das condições de umidade exerce sobre a resistência ao arrancamento de geogrelha. Verificou-se que maiores níveis de sucção matricial resultam em maiores forças de arrancamento. Dentre os trinta ensaios realizados, em apenas três foram registradas pressões positivas da água intersticial, embora não tenha influenciado nos valores de resistência ao arrancamento. / The behavior of soil reinforcement structure depends on backfill soil and reinforcement interaction. The use of cohesive soils can cause negatives effects in structure stability. High quantities of fine particles in composition of soils can induce the pore water pressure development due to draining capacity reduction. Therefore, a negative effect of positive pore water pressure development is the reduction of reinforcement pullout forces embedded in resistant zone of soil reinforcement backfill. For designers, the better determinations of geogrids pullout forces are by pullout tests. This paper presented and describes the evaluation of small box pullout tests results conducted in lab. Low plasticity sand clayed was used in tests, which is composed by 35% of clay and silt particles. The reinforcement tested was a high strength uniaxial geogrid, with resistance of 110 kN/m. The tests are conducted with three different level normal stresses (25, 50 and 100 kPa), and samples compacted with 12,6%, 14,6% e 16,6% to moisture contents of Proctor tests. Pullout tests results showed the influence of moisture conditions in the geogrid pullout resistance. It was found that the highest matritial suction values resulted in the highest ultimate pullout resistance. Positive pore water pressure was obtained in three pullout tests though it did not influence in pullout strength results.