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[pt] ANÁLISE NUMÉRICA DA INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NA ESTABILIDADE DE UM TALUDE DE ROCHA / [en] NUMERICAL ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF TEMPERATURE ON THE STABILITY OF A ROCK SLOPEJIMMY ALEXIS VASQUEZ NAJARRO 31 March 2016 (has links)
[pt] Neste trabalho se faz uma análise numérica da influência da temperatura na estabilidade de um talude em rocha. Com esta finalidade, analisou-se um escorregamento de rocha que ocorreu na cidade do Rio de Janeiro, Brasil, no ano 2009. Nos estudos feitos, depois do escorregamento, por parte de Geo-Rio (Geo-Rio, 2009) não se encontrou nenhuma evidência de algum fator desencadeante, como água subterrânea, pluviosidade, sobrecarga na crista do talude, que poderia haver desencadeado o escorregamento; por tal motivo se fez a consideração de que o fator desencadeante poderia ser a flutuação da temperatura na rocha. Chavez (Chavez, 2007) fez um trabalho experimental para avaliar a influência das oscilações térmicas na estabilidade de um maciço rochoso, isto ajudou para determinar as equações de variação da temperatura, e assim poder definir as condições de contorno para a modelagem. A modelagem se faz no software 3DEC (3 Dimensional Distinct Element Code) (Itasca, 2007). O software representa o meio descontínuo através de uma montagem de blocos, esta característica é de utilidade, já que pode representar, de forma aproximada, as geometrias dos blocos que escorregam. O método numérico que utiliza o 3DEC é o método de elementos distintos ou discretos. Na análise foi feita em duas etapas, na primeira a temperatura do modelo se mantem constante, e na segunda a temperatura do modelo varia respeito ao tempo. Dentro destas duas etapas também foi mudado o ângulo de atrito. Os resultados obtidos indicaram que quando se tem flutuação da temperatura, com alta frequência, e um menor valor de ângulo de atrito, se geram as condições para que aconteça o escorregamento do talude. / [en] This research made a numerical analysis of the influence of the temperature on the stability of the rock slope. For this purpose, it analyzed a landslide of rock that occurred in the Rio de Janeiro, Brasil, in 2009. The studies made by Geo-Rio (Geo-Rio, 2009) after the landslide, did not find any evidence of a triggering factor, such as underground water, rainfall, overload on the top of the slope, which could be triggered the slipping; therefore was done the consideration that the triggering factor could be the fluctuation of the rock temperature. Chavez (Chavez, 2007) made an experimental study to evaluate the influence of the temperature fluctuation on the stability of the rock mass; this helped to determine the equations of the variation of the temperature, and be able to define the boundary conditions for the numerical model. The modeling was done in 3DEC software (3 Dimensional Distinct Element Code) (Itasca, 2007). The software represents the discontinuous medium such as assemblage of discrete blocks; this feature is useful because it can represent, approximately, the geometries of the slide blocks. The numerical method that 3DEC uses is the discrete element method. The analysis was done in two stages, the first stage the temperature model keeps constant, and in the second stage the temperature of the model varies with respect to time. In these two stages was also changed the angle of friction. The results indicated that when one has fluctuation of the temperature, with high frequency, and slow value of the angle friction are generated the conditions for that the slope slipping.
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[en] PUMPED STORAGE POWER PLANTS: CONSIDERATIONS ON SLOPE STABI-LITY UNDER RAPID DRAWDOWN / [pt] USINAS HIDRELÉTRICAS REVERSÍVEIS: CONSIDERAÇÕES SOBRE REBAIXAMENTO RÁPIDO NA ESTABILIDADE DE TALUDES18 June 2018 (has links)
[pt] A preocupação com a preservação ambiental e a sustentabilidade, cada vez mais presente em todos os aspectos da vida do mundo atual, conduz, mais e mais, à busca por fontes de energia limpa, renovável e minimamente agressivas ao meio ambiente. Dentro desse quadro, as usinas hidrelétricas reversíveis - UHRs - retornam mais uma vez como alternativa para matrizes de energia ao produzir energia incomparavelmente mais limpa e racional do que fontes tais como termoelétricas, muito utilizadas na regulação dos picos de consumo de energia. Entretanto, por sua operação peculiar, com ciclos curtos e frequentes de enchimento e rebaixamento do nível de água de seus lagos, o projeto para reservatórios das UHRs não está perfeitamente contemplado nos procedimentos normativos brasileiros usuais para o projeto de usinas hidrelétricas, carecendo de orientações adequadas para o tratamento das margens desses lagos, cuja instabilidade pode levar a problemas econômicos e ambientais bastante inconvenientes. Atento a este problema, este trabalho apresenta um resumo das principais metodologias de análise de estabilidade de taludes sujei-tos a rebaixamento rápido e identifica as potencialidades e limitações dos métodos de equilíbrio limite e numéricos usualmente utilizados, especialmente para o caso das UHRs. Foram apresentadas soluções de tratamento de taludes das margens de reservatórios para usinas reversíveis. O caso das rupturas às margens do reservatório da usina hidrelétrica de Santa Branca é apresentado para ilustrar a gravidade do problema e contribuiu para identificar as limitações para que os referidos métodos sejam efetivamente aplicados. A conclusão do trabalho é que estudos de viabilidade e de projeto de usinas hidrelétricas devem ser aprimorados para incluir as metodologias de estudo de estabilidade na condição de rebaixamento rápido mais atuais, especialmente para taludes marginais, cuja estabilidade condiciona a operação das UHRs, antevendo a possível introdução desta solução na matriz energética brasileira. Por fim, o presente trabalho apresenta recomendações para o aprimoramento dos estudos de viabilidade para a implantação de usinas hidrelétricas reversíveis, considerando o conteúdo dos manuais brasileiros. / [en] Concern about environmental preservation and sustainability, which is increa-singly present in all aspects of life currently, leads to the growth of a search for sources of energy that are clean, renewable and minimally aggressive for the environment. Within this framework, pumped storage power plants - PSPP - return once again as an alternative to energy matrices by producing incomparably cleaner and more rational energy than sources such as thermoelectric, widely used in the regulation of energy consumption peaks. However, due to its peculiar operation, with short and frequent cycles of filling and lowering of the water level of its lakes, the designs of PSPP reservoirs are not entirely covered by the usual Brazilian guidelines for design of hydroelectric plants, lacking appropriate guidance for the treatment of the margins from such reservoirs, whose destabilization can lead to very inconvenient economic and environmental issues. Regardful of this problem, this study presents a summary of the main methods of analysis of stability of slopes subjected to rapid drawdown and identifies the potentialities and limitations of the limit equilibrium methods and numerical methods usually used, especially for the case of PSPP. Slope stabilizations solutions for reservoir banks subjected to rapid drawdowns were presented. The case of the ruptures along the Santa Branca hydroelectric power plant reservoir is presented to illustrate the severity of the problem and has helped to identify the limitations for the effective application of these methods. The conclusion of this study is that feasibility studies and hydropower plant design should be improved in order to include more up-to-date methods of analysis of slope stability under rapid drawdown condition, especially for marginal slopes, which stability conditions the operation of PSPPs, foreseeing the possible introduction of this solution in the Brazilian energy matrix. Finally, this work presents recommendations for the improvement of feasibility studies for the implementation of PSPPs, considering the content of Brazilian guidelines.
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[pt] DESENVOLVIMENTO DE PROCEDIMENTOS NUMÉRICOS PARA ANÁLISE DE INFILTRAÇÃO E ESTABILIDADE DE TALUDES EM BACIAS DE DRENAGEM / [en] DEVELOPEMENT OF NUMERICAL PROCEDURES FOR THE ANALYSIS OF INFILTRATION AND SLOPE STABILITY IN CATCHMENT BASINSMARCELO MIQUELETTO 02 April 2008 (has links)
[pt] Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de uma
ferramenta numérica para avaliação do fluxo saturado-não
saturado em encostas de grandes dimensões, com aplicação na
análise de estabilidade dessas áreas. Emprega-se o método
dos elementos finitos na solução da equação de Richards,
considerando a carga de pressão como variável primária e
utilizando formulação adequada para minimização dos
problemas de conservação de massa, freqüentemente,
associados a esse fato. O modelo constitutivo utilizado
para a curva característica e função de condutividade
hidráulica é o proposto por Van Genuchten (1980). Para
solução da não-linearidade, emprega-se um método quasi-
Newton (BFGS). Com o objetivo de minimizar os requisitos de
memória computacional, utiliza-se esquema de armazenamento
de matriz esparsa, associado ao método de gradiente
biconjugado, na solução do sistema de equações.
Paralelamente, é apresentado algoritmo de geração de malha
tridimensional de elementos finitos, a partir de uma malha
superficial de triângulos, representativa da topografia.
Análises numéricas são executadas com a finalidade de
validação do código gerado, comparando-se os resultados
obtidos com aqueles gerados por outros programas já
consagrados na literatura técnica. É proposta metodologia
para geração de mapas de susceptibilidade a escorregamentos
translacionais rasos, empregando-se o método do talude
infinito, associado à estrutura da malha de elementos
finitos e aos resultados do problema de fluxo, incorporando-
se, assim, o efeito do estado de não saturação na
resistência do material. / [en] The aim of this work is to develop a numerical tool for the
analysis of saturated-unsaturated flow in large scale
natural slopes, applied to the study of the stability of
these areas. The finite element method is applied to solve
the Richard`s equation, taking into account the pressure
head as the primary variable and using an adequate
formulation to minimize the mass conservation issues. The
constitutive model used to the characteristic curve and
hydraulic constitutive function is the one presented by van
Genuchten (1980). A quasi-Newton method (BFGS) is applied
for the solution of the non-linearity. A sparse matrix
storage scheme, with the objective of reducing the
computational memory requirements, is associated to the bi-
conjugated gradient method for the solution of the system
of equations. An algorithm of finite elements mesh is
presented, which generates the 3D mesh from a triangle
superficial mesh representing the relief. Numerical
analyses are performed in order to validate the code, by
comparing the results with those generated by others widely
known codes presented in the technical literature. A
methodology for the generation of susceptibility maps to
shallow translational landslides is delineated, which
employs the infinite slope method to the finite elements
mesh structure and the flow problem results, considering
the effect of the unsaturated state in the material
strength.
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[pt] ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE TALUDES SOLAPADOS POR VOÇOROCAMENTO / [en] STABILITY ANALYSIS OF SOIL SLOPES UNDERMINED BY VOÇOROCASCARLOS ATALIBA BORGES SILVEIRA 01 November 2001 (has links)
[pt] Neste trabalho o método dos elementos finitos é empregado
para analisar a estabilidade de taludes em solo solapados
por voçorocas. Muitos dos deslizamentos de solo que ocorrem
em taludes e encostas têm sido causados pelo fenômeno de
voçorocas, o resultado de um processo de erosão de solos
muito complexo. Uma breve revisão sobre a formação e o
crescimento de voçorocas, bem como sobre os seus efeitos na
estabilidade de taludes em solo, é feita neste trabalho.
Exemplos ilustrativos da aplicação desta técnica para
alguns casos de taludes e encostas erodidos por voçorocas
são apresentados, incluindo-se duas análises numéricas da
estabilidade de encostas situadas na cidade de Goiânia -
GO. Dificuldades numéricas devido à baixa taxa de
convergência da solução nas proximidades do colapso do
talude são também discutidas. / [en] In this work the finite element method is employed to
analyze the stability of soil slopes undermined by voçorocas
(gulling). Many of the shear slides occurred in both
natural slopes and embankments have been caused by the
phenomenon of voçorocas, the outcome of a very complex soil
erosion mechanism. A brief review about the formation and
growing of voçorocas, as well as an overview of their
effects on soil slope stability, are made in this work.
In the numerical simulation by the finite element method,
the potential slip surface is identified through the
progressive formation of a region of yielded soil as the
erosion process advances. A simple model, consisting of
incremental excavations of soil near the foot of the slope,
is used in this work to represent the undermining mechanism.
Illustrative examples of this technique are presented for
some cases of natural soil slopes eroded by voçorocas in
the city of Goiania - GO. Numerical difficulties due to the
poor convergence of the solution near the soil collapse are
also discussed.
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[pt] ANÁLISE DA ESTABILIDADE DINÂMICA DE TALUDES DE SOLO / [en] DYNAMIC STABILITY ANALYSIS OF EARTH SLOPESRICARDO ENRIQUE SILVA CUENTAS 16 March 2004 (has links)
[pt] Esta dissertação apresenta uma comparação dos métodos
utilizados para análise da estabilidade dinâmica de taludes
de solo através de métodos pseudoestáticos (equilíbrio
limite) e dinâmicos (método dos elementos finitos).
Com ambos os métodos foram estudadas as características de
estabilidade de 47 perfis de taludes da Costa Verde, faixa
litorânea na cidade de Lima, Peru, abrigando importante
rodovia ladeada por 8,25 km de taludes íngremes e de
grande altura. Nesta região a ocorrência de sismos é
freqüente, devido ao fenômeno da subducção da placa de
Nazca sob a placa Continental Sul-Americana. O sismo de
projeto foi estabelecido em relação a estudos regionais de
risco sísmico e o acelerograma utilizado corresponde ao
registrado no terremoto de Lima de 03 de outubro de 1974,
normalizado para uma aceleração máxima de projeto de 0,33g.
Os resultado obtidos pelos métodos pseudo-estáticos e pelo
método dos elementos finitos apresentam diferenças em
alguns dos perfis analisados, provavelmente porque os
métodos pseudo-estáticos geralmente consideram as
forças de inércia constantes na fatia e sem mudança de
sentido durante o período da excitação sísmica. / [en] This thesis presents a comparison between the methods
generally used for dynamic stability analysis of earth
slopes, based either on a pseudo-static approach (limit
equilibrium method) or on a dynamic approach (finite element
method). Forty-seven profiles from the Costa Verde slopes
located in Lima, Peru, were analyzed with both classes of
methods. In this region seismic activity is quite common,
caused by subduction of the Nazca plate into the South
American Plate. The design seism was established from
regional studies of seismic risks and the accelerogram used
in this research corresponds to the seismic records from a
major earthquake that hit Lima on October 3rd, 1974, herein
normalized with respect to the maximum design acceleration
of 0,33g. The results obtained with pseudo-static and the
finite element methods presented differences in some
specific soil profiles, probably because the pseudostatic
methods admit that the inertial forces are constants
through a soil slice and there are no changes in direction
of the dynamic forces during the period of seismic
excitation.
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[en] INFLUENCE OF SOIL SUCTION ON THE STABILITY OF RESIDUAL SOIL SLOPES / [pt] INFLUÊNCIA DA SUCÇÃO NA ESTABILIDADE DE TALUDES NATURAIS EM SOLOS RESIDUAISLUIS EDMUNDO PRADO CAMPOS 25 October 2006 (has links)
[pt] A avaliação da estabilidade de taludes naturais em solos
residuais envolve, em muitos casos, um considerável grau de
incerteza devido a dificuldade em estimar ou conhecer as
pressões neutras atuantes no talude. Muitas das incertezas
consiste na determinação dos parâmetros de resistência para
os solos envolvidos. Este trabalho consiste na estimativa
das pressões neutras através de retro-análises de casos
históricos brasileiros. Para isto, estudou-se o mecanismo
de instabilização que causa a rotura do talude apenas pela
perda total ou parcial da sucção, causada pela infiltração
da água de chuva. Apresenta-se um breve relato sobre as
metodologias de ensaios, bem como parâmetros de resistência
ao cisalhamento em solos residuais. É feito um estudo sobre
a sucção em solos, dando ênfase a relação sucção - umidade.
Para realização das retro-análises foram escolhidos 7 casos
históricos, devido a existência de informações sobre
superfícies de rotura e parâmetros de resistência de boa
qualidade. As retro-análises foram realizadas utilizando-se
a envoltória de resistência proposta por Fredlund et alii
(1978) para solos parcialmente saturados e a envoltória
convencional para solos saturados. O método de Bishop
simplificado é empregado para superfície de deslizamento
circular, o método de Janbu simplificado para superfície
não circular e o método teórico de talude infinito para
superfície de rotura paralela a superfície do terreno. Em 4
dos casos históricos, encontrou-se a pressão neutra média
mobilizada negativa, mostrando que a instabilidade pode
estar associada apenas a redução da sucção. Em outros 2
casos, encontrou-se a pressão neutra média ligeiramente
positiva e nos 3 últimos casos analisados, positiva. No
estudo, é realizada uma investigação do efeito da
distribuição da pressão neutra com a profundidade na
análise de estabilidade. Os resultados não alteram a
principal conclusão do estudo, isto é, a rotura nestes
casos históricos pode estar associada a redução da sucção
ou a baixos valores da pressão neutra. / [en] The evaluation of stability of natural slopes in residual
soils involves in many cases a considerable degree of
uncertainly due to the difficulty of estimating or knowing
the pore pressure operating in the slope. Much less
uncertainly however existis in determining the effective
strength parameters for the soils involved. This work deals
with the evaluation of pore pressures through back-analysis
of brazilian case histories. In order to do partial loss of
suction that are caused bu the infiltration of rain water.
A report on the tests conducted in the laboratory is
presented as well as a survey on shear strength parameters
of residual soils. A study on suction in soils is also
presented with enphasis in the relationship moisture-
suction. Seven case histories were chosen in order to carry
out the back-analysis. In these cases there was available
and reliable information on the geometry of the failure
surface and shear strength parameters. The strength
envelope proposed by Fredlund et all (1978) for partially
saturated soils and conventional strength envelope for
saturated soils were used in the analysis. The simplified
Bishops method was used for circular failure surfaces while
Jambus simplified method was used for non-circular surfaces
parallel to the slope surface. In four of the case
histories analysed, negative mobilized pore pressures were
found showing that the intability could be associated only
to the reduction in suction. In two other cases the average
pore pressure were slightly positive while in the last
three cases, positive. A study has been carried out to
investigate the possible effect of pore pressure
distribution with depth on the stability analysis. The
results did not alter the main conclusion of the study,
i.e., at failure in these case histories pore suctions of
low pore water pressures were generally operating.
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[pt] DEFORMABILIDADE E ESTABILIDADE DE TALUDES EM SOLO GRAMPEADO / [en] DEFORMABILITY AND STABILITY OF SLOPES SUPPORTED BY SOIL NAILINGANDRE PEREIRA LIMA 11 March 2003 (has links)
[pt] Deformabilidade e estabilidade de taludes em solo grampeado
são aspectos relevantes na utilização deste sistema de
reforço de taludes naturais ou resultantes de processo de
escavação. A concepção do projeto envolve a escolha do
comprimento, ângulo de instalação, espaçamento e
resistência dos grampos. O dimensionamento, usualmente
baseado na teoria do Equilíbrio Limite, não consegue prever
deformações no interior da massa grampeada, assim como a
redistribuição de esforços nos grampos ao longo das
diversas etapas de escavação. Estas informações podem ser
obtidas por modelagem computacional com o auxílio do
programa FLAC, de forma a definir critérios de projeto para
massas grampeadas em solo residual. Para escavações de
baixa altura (inferiores a 5m), a razão entre comprimento
do grampo e altura da escavação deve ser superior a 0,7
e a razão entre espaçamento vertical e comprimento do
grampo inferior a 50%. Para escavações maiores, a razão
entre espaçamento vertical e comprimento do grampo deve ser
inferior a 25%. Para estas condições não é observada uma
configuração de colapso do talude em solo grampeado. O
ângulo de rotação da face da escavação é um parâmetro
importante no projeto. Adicionalmente verifica-se que uma
pequena variação na geometria, condições de contorno,
modelo constitutivo e parâmetros do solo e do grampo causam
mudanças expressivas nos valores de deslocamento, tensões
iniciais e esforços axiais nos grampos. Uma pequena
variação da inclinação do talude pode acarretar reduções
de até 70% nos deslocamentos finais. Os esforços axiais
máximos, mobilizados em cada grampo durante o processo de
escavação, são maiores nos taludes mais íngremes. / [en] Deformability and stability of slopes supported by soil
nailing are relevant aspects in the utilization of this
reinforcement system during excavation. The project concept
involves choosing the installation angle, spacing, and
resistance of the soil nails. The parameters, usually
determined from Limit Equilibrium Theory, cannot predict
the deformation of the reinforced mass or the
redistribution of stresses on the nails throughout the
excavation stages. This information was obtained through
computer modeling using the FLAC Program, which defined the
performance of soil nailing masses in residual soil. For
shallow excavations (H < 5m), the ratio between length and
excavation height must be a minimum of 0.7, the ratio
between spacing and length up to a maximum of 0.5. For
higher excavations, the ratio between spacing and length
has to be reduced to 0.25. The rotation angle of the
excavation s face is an important parameter. Additionally,
small variations in the geometry, boundary conditions,
constitutive model, and soil and nail parameters, can cause
large changes in the deformations, initial tensions and
axial stresses in the nails. Regarding the slope
inclination, a small variation can cause reductions of up
to 70% in the final deformations. The maximum axial
stresses mobilized in each nail during the process of
excavation are larger in steeper slopes.
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[en] IMPLEMENTATION OF NUMERICAL PROCEDURES FOR THE ANALYSIS OF DRAINING ELEMENTS IN SOILS / [pt] IMPLEMENTAÇÃO DE PROCEDIMENTOS NUMÉRICOS PARA A ANÁLISE DE ELEMENTOS DRENANTES EM SOLOSHEBER AUGUSTO COTARELLI DE ANDRADE 12 December 2003 (has links)
[pt] Esta pesquisa visa o desenvolvimento de uma ferramenta
numérica capaz de simular a inclusão de elementos drenantes
em solos, sejam eles representados por drenos
subhorizontais ou poços, constituindo sistemas de drenagem
amplamente utilizado em estabilidade de encostas, túneis,
escavações e outros. A implementação foi gerada nos
programas de fluxo SWMS_2D e SWMS_3D (Simunek e outros,
1994). A formulação proposta considera a equação de fluxo
do elemento drenante e a estratégia numérica de sua
inclusão na equação de fluxo do solo pelo método dos
elementos finitos. Algumas análises numéricas foram
realizadas visando a validação do algoritmo. Para os poços
foram analisados os casos confinados e não confinados e
em regime permanente e transiente, comparando as soluções
numéricas obtidas com as soluções analíticas de Theis
(1935) (Freeze, 1979), para aqüífero confinado, e de
Neumann (1975), para aqüífero não confinado. Para os drenos
subhorizontais, propõe - se aqui uma metodologia de análise,
levando em consideração os parâmetros hidráulicos e
geométricos de um elemento de dreno. Sua aplicação atual
não requer muito rigor e este estudo vem com a proposta de
ser uma ferramenta geotécnica na fase de projeto de uma
obra. / [en] This research aims at the development of a numerical tool
capable to simulating the inclusion of draining elements in
soils. These elements are represented by subhorizontais
drains or wells, constituting systems geotechnical
widely used in stability of slopes, tunnels and other
problems. The implementation was based in the finite
elements programs of flow SWMS_2D and SWMS_3D (Simunek e
outros, 1994). The proposed formulation considers the
equation of flow of the draining element and the numerical
strategy of its inclusion by using the method finite
elements. A few numerical analyses were carried out aiming
at the validation of the proposed algorithm. For the wells,
the confined and unconfined cases and in permanent and flow
transient conditions have been analyzed, comparing the
obtained numerical solutions with the analytical one by
Theis (1935) (Freeze, 1979), for water-bearing confined,
and one by Neumann (1975), for water-bearing unconfined.
For the subhorizontais drains, an analysis methodology is
proposed here, taking in to consideration the hydraulical
and geometric parameters of a drain element. In this case
illustrative examples are presented. The implementation
carried out is a simplified one but is should be adequate
for the design of geotechnical structures.
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[pt] ANÁLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES AO LONGO DA ROTA DE UM DUTO SUBMARINO NA BACIA DE CAMPOS, RJ / [en] SLOPE STABILITY ANALYSIS ALONG A SUBMARINE PIPELINE`S ROUTE AT CAMPOS BASIN, RJBARBARA AZEVEDO DA SILVA 25 October 2005 (has links)
[pt] Neste trabalho são avaliadas as condições de estabilidade
do subsolo marinho ao longo da rota de um duto rígido de
aço revestido com concreto, de 10 de diâmetro, localizado
na Bacia de Campos, RJ. Os dados geológicos e geotécnicos
foram adquiridos a partir de um amplo levantamento
geofísico e geotécnico realizado na diretriz do duto.
Devido as adversidades à estabilidade do fundo marinho,
várias análises vêm sendo realizadas de forma qualitativa
e quantitativa. Atualmente, por questões ambientais e de
segurança de obras de engenharia, busca-se uma avaliação
mais quantitativa dos riscos geológicos associados à
condição de estabilidade do fundo marinho, pois os
escorregamentos de taludes representam o principal risco
para estas estruturas. As análises de estabilidade foram
feitas a partir da teoria do talude infinito, em
metodologia aplicada por Nowacki et al. (2003) nos campos
profundos de Mad Dog e Atlantis, no Golfo do México, e
comparadas com os resultados encontrados a partir da
formulação clássica do talude infinito. Uma integração de
dados geotécnicos e geofísicos foi necessária, para que
todos os parâmetros utilizados na metodologia pudessem ser
obtidos. Os resultados indicaram dois pontos críticos ao
longo da rota, ambos associados aos flancos do cânion
Itapemirim, que apresentam gradientes altos. Foram
realizados breves estudos com o objetivo de se avaliar a
possibilidade de ocorrência de mecanismos disparadores
(terremotos e ondas de tempestade) nesses pontos críticos
mas os resultados descartaram esta possibilidade. Concluiu-
se ainda que os dados geotécnicos utilizados neste
trabalho não foram suficientes e de certo modo não
apropriados para a análise de estabilidade de taludes. Uma
nova campanha de ensaios geotécnicos de laboratório foi
proposta para futuros estudos. / [en] This research analyses stability conditions of marine
sediments superficial layers of along a 10 in. diameter
pipeline`s route, located at Campos Basin, RJ. The
geological and geotechnical data were obtained during a
wide geophysical and geotechnical survey along the
pipeline`s route. Due to adversities to botton stability
found in the marine environment, several qualitative and
quantitative stability analysis have been made. Nowadays,
because of environmental and safety issues, the researches
are more focused on quantitative analysis of geohazards
associated with the stability condition of the sea bottom,
since slope slides represent the main risk for those
structures. The stability analyses were based on the
infinite slope theory. The methodology applied was the
same used by Nowacki et al. (2003) at the deep fields of
Mad Dog and Atlantis, in the Gulf of Mexico. The results
were compared with the results from the classical
formulation of the infinite slope. An integration of
geotechnical and geophysical data was necessary, in order
to obtain all the parameters used in the methodology. The
results indicated two critical points along the route,
both associated with the flanks of the Itapemirim Canyon,
which have steep slopes. Brief studies were made to
evaluate the importance of triggering mechanisms
(earthquakes and storm waves) at these critical points but
the results discard this possibility. It was also
concluded that the geotechnical data used in this research
were insufficient and in a certain way not appropriate for
the slope stability analysis. A new geotechnical lab tests
campaign was proposed for future studies.
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[pt] ESTABILIDADE E DEFORMAÇÃO DE TALUDES DE SOLO SOB CARREGAMENTO SÍSMICO / [en] STABILITY AND DEFORMATION OF SOIL SLOPES UNDER SEISMIC LOADCARLOS HUGO SOTO MOROTE 15 February 2007 (has links)
[pt] O comportamento sísmico de taludes tem sido um tópico de
grande
interesse da engenharia geotécnica nos últimos 40 anos.
Durante este período, a
prática da engenharia nesta área evoluiu do emprego de
técnicas elementares para
procedimentos numéricos bastante complexos. A abordagem
mais simples é a
análise pseudo-estática na qual o carregamento do
terremoto é simulado por uma
aceleração horizontal estática equivalente atuando na
massa de solo deslizante,
utilizando-se um procedimento de equilíbrio limite
(método
das fatias),
geralmente conservativo. O parâmetro que descreve o
comportamento dinâmico
do solo é referido como coeficiente sísmico k, e sua
seleção depende fortemente
da experiência e normas técnicas locais, porque não há
maneira simples e segura
de se escolher um valor adequado. O segundo procedimento
é
conhecido como
método de Newmark, que envolve o cálculo de uma
aceleração
de escoamento,
definida como a força inercial necessária para o fator
de
segurança atingir 1 em
uma análise pseudo-estática pelo método de equilíbrio
limite. O procedimento
então usa os registros de aceleração do terremoto de
projeto e o integra
duplamente no tempo para calcular os deslocamentos
permanentes acumulados.
O terceiro método é referido como análise de Makdisi-
Seed,
que procura definir a
estabilidade sísmica do talude em termos de
deslocamentos
aceitáveis em vez de
um fator de segurança tradicional através de uma versão
modificada do método de
Newmark. Esta técnica apresenta uma maneira racional de
calcular uma
aceleração de escoamento média, necessária para produzir
um valor do coeficiente
de segurança do talude igual a 1. Gráficos específicos
foram também
desenvolvidos para estimativa dos deslocamentos
permanentes, tendo sido
bastante aplicados em aterros rodoviários, barragens e
aterros sanitários.
Finalmente, o mais sofisticado método para análise de
estabilidade sísmica de
taludes é conhecido como análise dinâmica, que
normalmente
incorpora modelos
de elementos finitos e relações tensão x deformação
complexas numa tentativa de obter melhores
representações
para o comportamento mecânico de taludes sob
cargas cíclicas Os resultados destas análises podem
incluir a história no tempo dos
deslocamentos e tensões, bem como das freqüências
naturais, efeitos de
amortecimento, etc. Este trabalho apresenta uma
comparação
entre os métodos
mencionados anteriormente, analisando o comportamento
sísmico dos taludes da
estrutura de contenção dos resíduos de lixiviação de
minério de urânio, na Bahia,
e dos taludes do bota-fora sul da mina de cobre
Toquepala,
situada no Peru. / [en] The seismic stability of slopes has been a topic of
considerable interest in
geotechnical engineering for the past 40 years. During
that period, the state of
practice has moved from simples techniques to more
complicated numerical
procedures. The simplest approach is the pseudo-static
analysis in which the
earthquake load is simulated by an equivalent static
horizontal acceleration
acting on the mass of the landslide, according to a
generally conservative limit
equilibrium analysis. The ground motion parameter used in
a pseudo-static
analysis is referred to as the seismic coefficient k, and
its selection has relied
heavily on engineering judgment and local code
requirements because there is no
simple method for determining an appropriate value. The
second main procedure
is known as the Newmark displacement analysis which
involves the calculation of
the yield acceleration, defined as the inertial force
required to cause the static
factor of safety to reach 1 from the traditional limit
equilibrium slope stability
analysis. The procedure then uses a design earthquake
strong-motion record which
is numerically integrated twice for the amplitude of the
acceleration above the
yield acceleration to calculate the cumulative
displacements. These displacements
are then evaluated in light of the slope material
properties and the requirements of
the proposed development. The third method is referred to
as the Makdisi-Seed
analysis sought to define seismic embankment stability in
terms of acceptable
deformation instead of conventional factors of safety,
using a modified Newmark
analysis. Their method presents a rational means to
determine yield acceleration,
or the average acceleration required to produce a factor
of safety of unity. Design
curves were developed to estimate the permanent earthquake-
induced
deformations of embankments, which have since been applied
to sanitary landfill and highway embankments. Finally, the
most sophisticated method for seismic
slope stability calculations is known as the dynamic
analysis, which normally
incorporates a finite element model and a rather complex
stress-strain behavior for
geological materials in an attempt to obtain a better
representation of the behavior
of soils under cyclic loading. The results of the analysis
can include a time
history of displacements and stresses, as well as natural
frequencies, effects of
damping, etc. This work presents a comparison of the
results obtained by the
aforementioned approaches, considering the seismic
behavior of the slopes of an
uranium lixiviation pad situated in Bahia, Brazil, and the
South embankment of
the waste landfill of the Toquepala Mine, Peru.
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