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[en] DEVELOPMENT AND IMPLEMENTATION OF METHODOLOGIES FOR THE DETERMINATION OF THE DEFORMABILITY AND STRESS IN GNAISSIC ROCK MASSES / [pt] DESENVOLVIMENTO E IMPLEMENTAÇÃO DE METODOLOGIAS PARA A DETERMINAÇÃO DA DEFORMABILIDADE E TENSÕES EM MACIÇOS GNÁISSICOSJHOAN SADITH PAREDES PANITZ 15 February 2008 (has links)
[pt] O presente trabalho apresenta os resultados de um
programa
experimental
com o intuito de determinar propriedades de
deformabilidade
e tensões in-situ em
rochas gnáissicas. A determinação das tensões in situ é
fundamental para qualquer
trabalho em mecânica de rochas, serve como condições de
campo em problemas
de engenharia e em escalas maiores dá alguns indícios do
mecanismo que
ocasiona a movimentação de placas tectônicas. O módulo de
deformabilidade é
um dos principais parâmetros de entrada na análise do
comportamento de maciços
rochosos que incluem deformações. Este parâmetro
geralmente
é obtido a partir
de ensaios de laboratório em amostras de rochas. Em geral
os resultados destes
ensaios não representam as propriedades in situ de todo o
maciço rochoso, pois
uma amostra intacta em laboratório pode ser muito menor
que
o maciço rochoso
que contêm um grande número de planos de fraqueza. A
presente pesquisa
compreende as etapas de projeto, montagem e aplicação de
um
pressiômetro como
um instrumento para a determinação dos parâmetros de
deformabilidade e estado
de tensões nos maciços rochosos. Os dados obtidos foram
usados para investigar a
variação destes parâmetros com o grau de intemperismo. Um
sistema de
instrumentação foi projetado para tentar monitorar a
resposta da rocha às
solicitações de carregamento (no caso da determinação do
módulo de
deformabilidade) e descarregamento (no caso de medição
das
tensões in situ). A
aplicação do pressiômetro foi realizada em maciços
rochosos
localizados no
cidade do Rio de Janeiro afetados por diferentes níveis
de
intemperismo.
Realizaram-se ensaios de pressurização e medição de
deslocamentos no momento
da escavação dos furos para determinar o estado de
tensões
da rocha. Os
resultados foram processados, interpretados e comparados
com ensaios de
laboratório anteriormente realizados por outros autores. / [en] This thesis presents the results from an experimental
program with intention
to determine the properties of deformabilty and in situ
stress in gnaissic rocks.
The determination of in situ stress is fundamental for any
work in rock mechanics,
it is use like field conditions at the in engineering
problems, and in bigger scales it
gives some indications of the mechanics that produce the
tectonics plate`s
movements. The deformation`s modulus is one of the main
parameters in the
analysis of the behavior of rocks mass that include
deformations. This parameter
usually is gotten from laboratory assays in rocks samples.
In general the results of
these assays do not represent the in situ properties of all
the rock mass, therefore
an intact rock sample in laboratory could be smaller that
the rock mass that
contains a great number of weakness planes. This research
understands the stages
of project, assembly and application of the pressuremeter
as an instrument for the
determination of the deformability and in situ stress
parameters in rock mass. The
gotten data had been used to investigate the variation of
these parameters with the
weathering degree. An instrumentation system was projected
to try to monitor the
answer of the rock to load (in the case of deformability`s
modulus) and unload (in
the case of in situ stress measurement). The application of
the pressuremeter was
carried trough in rock masses located in the Rio de Janeiro
city whose were
affected by different levels of weathering. Assays of
pressurization and
measurements of displacements at the moment of the hole
drilling in order to
determine the in situ stress. The results had been
processing, interpreted and
compared with laboratory assays previously carried trough
by another authors.
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[pt] EFEITOS DO GRAU DE INTEMPERISMO NAS CARACTERÍSTICAS FÍSICA, QUÍMICA, MINERALÓGICA, MICRO-ESTRUTURAL E DE RESISTÊNCIA DE UM SOLO RESIDUAL DE GNAISSE FACOIDAL / [en] EFFECTS OF THE WEATHERING DEGREE ON THE PHYSICAL, CHEMICAL, MINERALOGICAL, MICROSTRUCTURAL AND RESISTANCE CHARACTERISTICS OF A RESIDUAL SOIL OF PHACOIDAL GNEISSREGINA TAVARES DELCOURT 07 October 2021 (has links)
[pt] Esta tese apresenta um estudo sobre os efeitos do grau de intemperismo de um solo residual de gnaisse facoidal, em suas características física, química, mineralógica, microestrutural e de resistência. O objetivo da presente pesquisa é contribuir, por meio da avaliação de suas características, para o desenvolvimento de um Modelo Conceitual de Comportamento de Solos Residuais, considerando efeitos do grau de intemperismo no comportamento destes. Para tal foram realizados ensaios em três amostras de solos com diferentes graus de alteração, provenientes da mesma rocha de origem. Foram realizados, entre outros, ensaios de caracterização, ensaios de resistividade elétrica, calculados índices de intemperismo químico, analisada a composição mineralógica por meio de lupa binocular e equipamentos de difração de raio-x, realizada avaliação microestrutural por meio de microtomografia computadorizada, ensaios de resistência utilizando-se equipamento triaxial servo-controlado com instrumentação interna de bender elements, e análise da quebra de grãos após os ensaios de resistência. Os ensaios de resistência, realizados na prensa triaxial, com diferentes caminhos de tensões, foram interpretados utilizando-se a Teoria dos Estados Críticos. Observou-se que alguns ensaios de caracterização não se mostraram adequados para a avaliação do grau de intemperismo, para o solo estudado. Este fato pode estar associado à heterogeneidade do material, solo desenvolvido de rochas metamórficas gnáissicas quartzo-feldspáticas, e à dificuldade da coleta dos mesmos. Observou-se que, conforme menor o grau de alteração do solo, maior a resistividade do mesmo De modo geral, os solos estudados apresentaram uma envoltória de resistência única. Observou-se, ainda, que, conforme menor o grau de alteração do solo, maior a curva de plastificação do mesmo. Por meio dos resultados obtidos, verificou-se que a Teoria dos Estados Críticos pode ser aplicada no solo residual estudado. / [en] This thesis presents a study about the effects of the weathering degree of a phacoidal gneiss residual soil, in its physical, chemical, mineralogical, microstructural and resistance characteristics. The objective of the present research is to contribute, through the evaluation of its characteristics, to the development of a Conceptual Model of Residual Soil Behavior, considering the effects of the weathering degree on its behavior. For this, tests were carried out on three samples of soils with different weathering degrees, originating from the same rock. Some executed test were characterization tests, electrical resistivity tests, chemical weathering indexes calculation, mineralogical analysis using binocular magnifying glass and X-ray diffraction, microstructural evaluation by microtomography, resistance tests using triaxial servo-controlled equipment with internal instrumentation of bender elements, and grain break analysis after resistance tests. The resistance tests, realized in the triaxial press, with different stress path, were also interpreted using the Critical States Theory. It was observed that some characterization tests were not adequate for the weathering degree evaluation, for the studied soil. This fact may be associated with the soil heterogeneity, soil developed from metamorphic gneissic quartz feldspathic rocks, and the difficulty of collecting them. It was also observed that, the lower the soil weathering degree, the greater the resistivity of the soil. In general, the studied soils presented a unique resistance envelope. It was also observed that, the lower the soil weathering degree, the greater the soil yield curve. Through the obtained results, it was verified that the Critical States Theory can be applied in the residual soil studied.
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[en] EVALUATION OF MECHANICAL AND HYDRAULIC PROPERTIES OF A GRANITE-GNAISS WEATHERING PROFILE FROM CURITIBA, PR / [pt] AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES MECÂNICAS E HIDRÁULICAS DE UM PERFIL DE ALTERAÇÃO DE GRANITO-GNAISSE DE CURITIBA, PRROBERTA BOMFIM BOSZCZOWSKI 07 November 2008 (has links)
[pt] Um perfil de alteração de granito-gnaisse é estudado
objetivando um
melhor conhecimento das propriedades mecânicas e
hidráulicas de solos
residuais. A feição estudada encontra-se no município de
Campo Magro, região
Metropolitana de Curitiba. A região situa-se na borda da
Bacia de Curitiba, acima
de 900 metros, fortemente sujeita aos fenômenos tectônicos
que deram origem à
calha da Bacia. As investigações geotécnicas contemplam a
caracterização
física, química e mineralógica dos materiais. O
comportamento dos solos no
estado compactado e indeformado é analisado. Curvas
características de sucção
e de resistividade fornecem dados que auxiliam no
entendimento das
propriedades hidráulicas. A influência do intemperismo e da
sucção são
avaliados na resistência à tração e na resistência à
compressão não confinada.
Parâmetros de resistência em cinco diferentes níveis de
intemperismo são
apresentados. Ensaios de adensamento fornecem parâmetros de
quebra da
estrutura (yelding) dos solos. O comportamento tensão-
deformação do solo mais
intemperizado, no estado não saturado, é analisado através
de ensaios triaxiais
com medida de deformação local, em compressão axial com
tensão controlada e
deformação controlada. As conclusões da pesquisa permitem
identificar a
variabilidade de comportamento de resistência e
compressibilidade, efeito do
material de origem e intemperismo a que os solos foram
submetidos. / [en] A granite-gneiss weathering profile is studied with the aim
of achieving a better understanding of mechanical and
hydraulic properties of residual soils. The site in focus
is located at the city of Campo Magro, in Curitiba
Metropolitan Area. The region under research lies at the
border of Curitiba Basin, above 900 m of elevation, and it
was heavily influenced by tectonic events that originated
the basin. The geotechnical investigation comprised
physical, chemical and mineralogical characterization. The
soil behavior was assessed in both natural
and compacted conditions. Suction and resistivity
characteristic curves provide useful information for
assessing the hydraulic properties. The weathering degree
and suction levels influence are assessed in respect to
unconfined compressive and tensile strength. The resistance
properties are analyzed according five distinct weathering
degrees. Consolidation tests are used for identifying
yielding stress levels. Unsaturated triaxial tests with
local strain measurements in both stress and strain control
conditions are used to study the deformation behavior of
the most weathered soil. The conclusions provide an overall
assessment of the soil strength and compressibility
variability, origin material influence and weathering
evolution effects.
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[en] EVALUATION OF THE INFLUENCE OF MATRIC SUCTION AND DEGREE OF WEATHERING ON THE COEFFICIENT OF EARTH PRESSURE AT REST (K0) IN RESIDUAL SOIL / [pt] AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DA SUCÇÃO E DO GRAU DE INTEMPERISMO NO COEFICIENTE DE EMPUXO LATERAL (K0) DE SOLOS RESIDUAISTHAIANA ALVIM SILVA 11 September 2017 (has links)
[pt] A necessidade da determinação do comportamento tensão-deformação de solos sob carregamento para fins de projeto de Engenharia exige o conhecimento prévio do estado natural de tensões ao que o solo está imposto. Quando se trata de solos residuais tropicais, este desafio amplia-se ainda mais devido à ação do intemperismo e variação de umidade. O estado natural do solo é usualmente expresso pelo coeficiente de empuxo no repouso (K0). Para a determinação de K0 três classes de métodos são utilizadas: métodos de correlação, de determinação in situ e em laboratório. Neste estudo, é utilizada uma célula rígida com sistema de controle de sucção para a obtenção de K0 em laboratório. Foram analisadas três amostras de solo residual de Gnaisse com diferentes graus de intemperismo, provenientes de São Conrado, Rio de Janeiro, denominadas: solo residual jovem (SRJ); solo residual de transição (SRT); e solo residual maduro (SRM). Para a análise da influência da sucção no valor do coeficiente de empuxo, cada amostra de solo foi ensaiada sob três diferentes condições de umidade, que tentaram representar as seguintes condições: mais úmida, com sucção de 10 kPa; intermediária, com 40 kPa de sucção; e mais seca, com 100 kPa. Os valores de K0 obtidos nos ensaios variaram de 0,50 a 0,65. Os resultados seguiram, em parte, a tendência esperada. Entretanto, devido à heterogeneidade do material estudado, é necessário realizar repetições dos ensaios a fim de obter dados representativos. / [en] The necessity to determine the stress-strain behavior of soils under loading for the purpose of engineering projects requires early knowledge of the natural state of stress that acting on the mass of soil. When it comes to tropical residual soils, this challenge is even greater due to weathering and moisture variation. The natural state of the soil is usually expressed by the coefficient of earth pressure at rest (K0). For the determination of K0 three classes of methods can be used: correlation meth-ods, in situ determination and laboratory tests. On this research, one rigid cell with system of suction control is used to obtain values of K0 in laboratory tests. Were analyzed three samples of Gneiss residual soil with different degrees of weathering. The samples were provenient to São Conrado, Rio de Janeiro and namely: young residual soil (SRJ), transition residual soil (SRT) and mature residual soil (SRM). To evaluate the influence of suction on the value of coefficient of earth pressure at rest, each sample of soil were tested into three different levels of moisture which correspond of following conditions: more humid, with suction of 10 kPa; interme-diate, with 40 kPa of suction; and more dry, with 100 kPa. The K0 values obtained in the tests ranged from 0,50 to 0,65. In general, the results attended the expected trend. However, due to the great heterogeneity of the studied material, it is neces-sary to perform repetitions of tests in order to obtain representative data.
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[pt] ABLAÇÃO POR LASER PULSADO DE ALVOS DE FERRO E NÍQUEL EM ÁGUA E SUAS IMPLICAÇÕES EM ASTROQUÍMICA / [en] PULSED LASER ABLATION OF IRON AND NICKEL TARGETS IN WATER AND ITS IMPLICATIONS IN ASTROCHEMISTRYJOAO GABRIEL GIESBRECHT F PAIVA 02 December 2021 (has links)
[pt] A pesquisa aponta para a possibilidade de realizar a reação de
redução de CO2 (CO2RR) para a formação de nanomateriais de carbono
por ablação a laser pulsado(PLA) de alvos magnéticos de Ferro(Fe) e
Níquel(Ni) em água pura deionizada. Os materiais coloidais sintetizados
foram caracterizados por diferentes técnicas de espectroscopias ópticas (UVVis,
ICP-MS, FTIR e Raman) e microscopia eletrônica de transmissão
(TEM), revelando a presença de nanopartículas de óxidos e hidróxidos de
metais de transição, junto com nanomaterial orgânico. Esse último, é bem
visível por TEM, espectroscopia de raio-X por dispersão em energia (EDS),
espectroscopia por perda de energia de elétrons (EELS), e espectroscopia
Raman, que indica a presença de carbono amorfo grafítico e vibrações CH.
No caso do nanomaterial obtido do Níquel, os resultados FTIR confirmam a
presença da fase do hidróxido beta-Ni(OH)2, enquanto as medidas Raman
e TEM sugerem também a presença de nano-folhas de Ni(HCO3)2. Os
resultados experimentais foram enfim discutidos no contexto da origem e
da evolução de moléculas simples e complexas de interesse astroquímico,
com foco especial nas espécies potencialmente formadas na superfície de
pequenos corpos metálicos do Sistema Solar e grãos de poeira cósmica do
meio interestelar. / [en] The proposed research points to the possibility to perform CO2
reduction reaction (CO2RR) to solid carbon nanomaterials by the pulsed
laser ablation (PLA) of magnetic target of iron (Fe) and nickel (Ni) in pure
deionized water. The synthesized colloidal dispersions were characterized
by different optical spectroscopies (UV-Vis, ICP-MS, FTIR and Raman)
and transmission electron microscopy (TEM), revealing the presence of
nanosized transition metal oxide and hydroxide nanoparticles, together with
organic nanomaterial. The latter is well visible by TEM, energy-dispersive
X-Ray spectroscopy (EDS), electron energy-loss spectroscopy(EELS), and
Raman spectroscopy, which indicates the presence of amorphous graphitic
carbon and CH vibrations. In the case of Ni derived nanomaterial, FTIR
results confirm the presence of a beta-Ni(OH)2 hydroxide phase, while
Raman and TEM measurements suggest also the presence of Ni(HCO3)2
nanosheets. The experimental results were finally discussed in the frame of
the origin and evolution of simple and complex molecules of astrochemical
interest, with special focus on those species potentially formed on the surface
of metallic minor bodies in the solar system and cosmic dust grains in the
interstellar medium(ISM).
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