[pt] Este trabalho tem como finalidade comparar e analisar diferentes modelos numéricos na análise do processo de queda de blocos com diferentes geometrias, para que seja possível determinar os riscos à infraestrutura e à população local que este evento pode causar. Foram utilizados o software RAMMS e o programa de modelagem PFC3D para simulação de queda de blocos. O primeiro foi desenvolvido pelo instituto suíço WSL, o software utiliza a dinâmica não suave (nonsmooth), não havendo penetração dos blocos com a superfície, e as leis de contato são feitas por restrições. O segundo utiliza o método dos elementos discretos através de dinâmica de contato suave. Na primeira parte do trabalho foram realizadas simulações de casos simples de queda de blocos para ambos os modelos, a fim de analisar o principal parâmetro do contato rocha-solo de cada programa com o alcance das rochas. O modelo de contato no programa PFC3D utilizado foi o método linear, e depois foi adicionada uma força de resistência ao rolamento para que o modelo conseguisse reproduzir o comportamento de solos mais macios. Os modelos foram simulados para casos reais, primeiro foram aplicados para uma encosta na BR116, onde um evento de deslizamento já tinha ocorrido. Foram realizadas simulações com os dois modelos na região, comparando-os e analisando com os vestígios deixados pelo evento. Outro caso estudado foi o de blocos susceptíveis ao deslizamento no bairro Glória, no município de Petrópolis. E por último, foram criados modelos para analisar o comportamento da vegetação em ambos os modelos. Com os resultados obtidos, conclui-se que o PFC3D consegue simular o processo de queda com melhor precisão através do auxílio da força de resistência ao rolamento. Para ambas simulações, o caso da BR116 e o do bairro Glória, os modelos apresentarem uma mesma tendência quanto a trajetória do bloco, mas melhorias na calibração do modelo linear com resistência ao rolamento precisam ser realizadas para que melhores resultados sejam obtidos. A presença de vegetação se mostrou como um mecanismo muito eficiente para perdas de energia no sistema, diminuindo significativamente a velocidade dos blocos. / [en] The aim of this work is to compare and analyze different numerical models on the rockfall process with different geometries, to determine the risks to the local infrastructure and population. It was used the software RAMMS and the modeling program PFC3D to simulate rockfall events. The first software was developed by the Swiss institute WSL, it uses the nonsmooth dynamics system, it is a dynamic behavior where there is no penetration between the rock and the surface and the contact laws are created by restrictions laws. And the second one uses the discrete element method applying the smooth dynamics system to simulate the event. On the first part of the work, numerical models were created on both models to simulate simple cases of rockfall events, to compare the main soil-rock parameter of both modeling program with the distance reached of the rocks. The contact model used on the PFC3D program was the linear method, and after the first simulations was added a rolling resistance force to the model reproduce soft. Both models were applied to real cases, the BR116 was the first case modeled, where some natural hazards have already happened. The results of the numerical simulations were compared and analyzed. It was also created a model to simulate the rockfall event of the Gloria neighborhood, in Petropolis; rocks that could fall were determined and simulations for those blocks were performed, the deposition area and the blocks trajectory of each model were examined. And finally, it was studied the vegetation effect of each model and its particularities. Through the results, it is possible to conclude that the PFC3D can simulate the rockfall process with better accuracy using the rolling resistance method. For both simulation, the BR116 and the Gloria neighborhood, the models showed the same tendency of the blocks trajectory, but it is necessary to improve the calibration of the rolling resistance coefficient. The existence of the vegetation revealed as a very effect lose energy mechanism on the system, decreasing significantly the velocity of the blocks.

[pt] O trabalho propõe uma análise comparativa de modelos numéricos computacionais para simulação de processos de queda de blocos de rocha, assim como um estudo paramétrico com diferentes geometrias para avaliar trajetória dos blocos e a dissipação de energia cinética durante o evento. Para as simulações foram utilizados o software RAMMS Rockfall e o Método do Ponto Material (MPM). Ambos os métodos serão aplicados na análise de casos hipotéticos e reais de quedas de blocos na região sudeste do Brasil. módulo Rockfall do RAMMS, utiliza um algoritmo de corpo rígido para simular a queda dos blocos sobre um terreno tridimensional. utilizando-se de conceitos de dinâmica não suave com uma modelagem de contatos com restrições unilaterais e considerando a penetração do bloco na superfície através de uma abordagem simplificada. O MPM é um método numérico que combina as abordagens Lagrangeana e Euleriana, no qual o domínio geomecânico é discretizado em um conjunto de pontos materiais que armazenam as informações Lagrangeanas do problema, tais como velocidade e tensão, durante o processo de deformação e o espaço de análise é definido por uma malha Euleriana. Uma vez que, a cada passo de tempo, a malha retorna à configuração inicial, o MPM é livre de distorções, sendo adequado para análise de problemas de grandes deformações como queda de blocos de rocha. Para a resolução dos problemas através do Método do Ponto Material, será utilizado o simulador numérico computacional MPM- PUCRio, desenvolvido por Fernández (2020), onde as equações de movimento são resolvidas por meio de integrações explícitas. / [en] This dissertation puts forward a comparative analysis of computational numerical models to the simulatioh of rockfall processes, as well as a parametric study with different geometries, to evaluate the trajectory of the blocks and the dissipation of kinetic energy during the event. For the simulations, the RAMMS: Rockfall software and the Material Point Method (MPM) are operationalized. Both methods are applied in the analysis of hypothetical and real cases of rockfalls in Southeast Brazil. The RAMMS:Rockfall module employs a rigid body algorithm to simulate the rockfall on a three-dimensional terrain, exploring concepts of non-smooth dynamics with a contact modeling with unilateral constraints and considering the penetration of the block in the surface through a simplified approach. MPM is a numerical method that combines the Lagrangian and Eulerian approaches, in which the geomechanical domain is discretized into a set of material points that store the Lagrangian information of the problem, such as velocity and tension, during the deformation process, and the analysis space is defined by an Eulerian mesh. Once at each time step, the mesh returns to the initial configuration, MPM is distortion-free, being suitable for the analysis of large deformation problems, such as rockfalls. In order to solve problems using the Material Point Method, the numerical computational simulator MPM-PUCRio, developed by Fernández (2020) is mobilized. In this equipment, the equations of motion are solved through explicit integrations.