Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-09-14T16:49:02Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2424434 bytes, checksum: 88d1a06e9c8a30f618ab73b7eae997d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-14T16:49:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2424434 bytes, checksum: 88d1a06e9c8a30f618ab73b7eae997d0 (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A busca por equipamentos de laboratório que sejam ágeis e eficazes e que possam ser empregados para a realização de ensaios tem sido constante na atual conjuntura, em especial para aplicações geoambientais e, mais especificamente, nos ensaios de percolação em coluna para o estudo de transporte de contaminantes em solos. Esses ensaios muitas vezes são realizados em equipamentos de laboratório que empregam gradientes hidráulicos que demandam tempos excessivos para as suas execuções. Partindo-se desse pressuposto, esse trabalho objetivou caracterizar a influência do gradiente hidráulico utilizado em ensaios de percolação em coluna na estrutura de solos compactados. O solo empregado foi um residual maduro pedologicamente classificado como Latossolo Vermelho- Amarelo, de expressiva ocorrência no Brasil e, em especial, no Sudeste brasileiro. Esse material apresenta 67% de argila, 10% de silte e 23% de areia, LL de 82% e LP de 46%. Esse solo foi compactado na sua umidade ótima (31,37%) de forma a se obter corpos de prova com o peso específico aparente seco máximo de 13,54 kN/m3. Tais corpos de prova forma utilizados em ensaios de permeabilidade, nos gradientes hidráulicos 15, 66, 85 e 140, dos quais se extraiu após o ensaio lâminas do topo e da base para análise micromorfológica e corpos de prova menores das camadas do topo, meio e base para realização de ensaios de cisalhamento direto. Os resultados obtidos sustentam que: (i) estatisticamente ao nível de significância de 5%, não se observa a ocorrência de variação significativa no coeficiente de permeabilidade, na tensão de cisalhamento máxima e nas feições micromorfológicas em função do gradiente utilizado nos ensaios; (ii) sob o prisma geotécnico, há: (a) leve tendência de aumento no coeficiente de permeabilidade e de queda na tensão cisalhante máxima com a elevação do gradiente hidráulico; e (b) quanto à influência do posicionamento adotado para a obtenção dos corpos de prova para a realização dos ensaios de cisalhamento direto, isto é, topo, meio e base, nota-se tendência de decréscimo nos valores médios da tensão cisalhante máxima com o aumento do gradiente hidráulico para o topo e o meio do corpo de prova. Por outro lado, tem-se decréscimo entre as médias da tensão cisalhante máxima da base entre os gradientes 15 e 66 e de acréscimo a partir deste último valor, inclusive superando aqueles determinados no topo, o que pode indicar possível ocorrência de carreamento de finos da base para o topo dos corpos de prova. / The search for laboratory equipment that are agile, effective and can be employed for reliable testing has been constant nowadays, particularly for geo-environmental applications and, more specifically, in column percolation tests applied to the study of transport of contaminants in soils. These tests are often performed in laboratory equipment employing low hydraulic gradients that require excessive time for their executions. Starting from this assumption, this work aimed to characterize the influence of the hydraulic gradient used in column percolation tests in the structure of a compacted soil. A mature residual soil pedologically classified as a Red- Yellow Latosol of expressive occurrence in Brazil, in particular, in Southeastern Brazil was used throughout the experiment. It was a 67% clay, 10% silt and 23% sandy soil, LL to 82% and LP to 46%. Soil compacted specimens were produced at the maximum dry density (13.54 kN.m-3) and the optimum moisture content (31.34%) of the Standard Proctor compaction effort to be used in the permeability test at the hydraulic gradients of 15, 66, 85 and 140. After tests, micromorphological analyses were taken of images captured from soil thin section slides in the top and base of the specimens. Moreover, direct shear tests were performed in other smaller specimens from the top, middle and base of the compacted soil for each of the hydraulic gradients. The results obtained support that: (i) statistically, at the significance level of 5%, there is no significant variation in the coefficient of permeability, in the maximum shear stress and in the micromorphological features in function of the hydraulic gradient used in the tests; (ii) geotechnically, there is: (a) slight tendency of increasing the coefficient of permeability and dropping the maximum shear stress from the elevation of the hydraulic gradient; and (b) regarding the influence of the position adopted in the specimen in order to produce other specimens for the realization of direct shear tests, that is, top, middle and base, there is tendency of decrease in the mean values of the maximum shear stress with increasing the hydraulic gradient for the top and middle of the specimens. On the other hand, it is observed decrease between the averages of the maximum shear stress for the hydraulic gradients 15 and 66, and increase from this last value, even surpassing those determined at the top, which could indicate possible movement of fine soil particles from the base to the top of the specimens.

As mudanças ocorridas na agricultura nos últimos 40 anos tiveram grande impacto na forma de se fazer agricultura em todo o mundo. Os principais marcos desta mudança foram a introdução de sistemas conservacionistas de solos, a revolução verde no âmbito do melhoramento de plantas e o incremento do grau de mecanização nas propriedades. Destes, o primeiro e o último são abordados, em parte, neste trabalho. A introdução do sistema de plantio direto (SPD) associado ao uso intenso de mecanização tem aumentado os problemas de ordem física como a compactação dos solos agrícolas em algum grau que compromete o desenvolvimento das plantas. Diante disso o objetivo deste trabalho foi estudar como o tempo de adoção de SPD e o tempo de aplicação de carga afetam a dinâmica de alguns atributos físicos e mecânicos em três classes de solos e relacioná-los com variáveis de plantas. Para isso foram escolhidas três classes de solos de maior expressão para uso agrícola no Sul do Brasil e, dentro de cada classe, lavouras com diferentes tempos de adoção do sistema e que tivesse o histórico de uso e manejo do solo conhecido. Os resultados mostram que variáveis físicas ou mecânicas isoladas não conseguiram captar diferenças na estrutura do solo, independentemente da classe estudada, ao passo que variáveis que medem fluxos conseguiram captar diferenças significativas entre os tempos de adoção do SPD. Além disso, os resultados apontam que a diminuição no tempo de aplicação de carga no solo não altera os valores de pressão de pré-consolidação, mas sim o índice de compressibilidade, indicando que é possível reduzir o tempo de aplicação de carga em laboratório sem comprometer os resultados. Para a condição de Argissolo, foi observado o efeito do tráfego de máquinas nos atributos de plantas medidos somente se manifestam para as condições de déficit hídrico, indicando que em condições normais de precipitação ou uso de irrigação os efeitos da compactação são de difícil observação na planta. / The changes in agriculture over the last 40 years had great impact on the way of making agriculture worldwide. Three were the principal marks: the introduction of soil conservation systems, the green revolution in the plant breeding and increase the degree of mechanization in the properties. Of these, the first and the last are presenting in this work. The introduction of the notillage system (NT) associated with intensive mechanization has increased reports of physical problems such as agricultural soils compaction in to degree that development of plants are proven. In this sense, the aim was study in different soil classes as the time of NT adoption and application load time affect the dynamics of physical and mechanical properties of these soils and relates with plant variables. Since, we choose three soil classes of greatest expression for agricultural use in southern Brazil and, within each class, with different crops adoption time system and you had the history of use and management of the known soil. The results show that physical or mechanical variables isolated failed to grasp differences in the soil structure, regardless of class studied, while variables measuring flows able to capture significant differences between NT adoptions of times. In addition, the results indicate that the decrease in load application time on the ground does not change the values of pre-compression stress mechanical variable but the compressibility index, indicating that we can cut down on laboratory load application without compromising the results. For Paleudalf condition, the effect of machinery traffic in plant attributes measured only for drought conditions observed, indicating that in normal use of rainfall or irrigation signals compaction problems are difficult to observe in plant conditions.

A engenharia geotécnica frequentemente tem limitações de caráter econômico e ambiental. É por isso que a técnica de melhoramento das propriedades do solo pode se tornar uma alternativa de solução em diversos casos, como na construção de bases de pavimentos, camada de suporte em fundações superficiais, revestimento de canais e na proteção de taludes em barragens. Este trabalho faz parte de uma dissertação de mestrado que tem por objetivo avaliar a influência do teor de umidade de compactação, peso específico aparente seco e teor de agente cimentante na durabilidade, rigidez e resistência de um solo fino artificialmente cimentado. Para isso foram realizados ensaios de compressão simples após ciclos de molhagem e secagem, ensaios de perda de massa, rigidez inicial e ensaios de compressão triaxial. Os resultados mostraram que quanto maior o teor de cimento, o peso específico aparente seco e o teor de umidade para os teores estudados (17%, 20%, e 23%), maior é a resistência e menor é a queda da rigidez inicial após ciclos de molhagem e secagem, assim também menor é a perda de massa, mostrando um melhor desempenho quanto à durabilidade. Verificou-se que a metodologia apresentada por Consoli (2014) é válida para a previsão de parâmetros de resistência ao cisalhamento de solos com diferentes teores de umidade. / Geotechnical engineering often has limitations of economic and environmental natures, which is why the ground improvement technique can become an alternative solution in many cases, as in pavement base layers, support layers under shallow foundations, canal coating and in slope protection of earth dams. This work is part of a M.Sc. dissertation, which aims to assess the influence of the moisture content, porosity and cement content on durability, initial stiffness and strength of an artificially cemented fine-grained soil. A number of unconfined compression tests were carried out after wetting and drying cycles, together with weight loss and initial shear stiffness tests. Triaxial compression tests were also done. The results show that as higher the amount of cement, porosity and moisture content for the studied concentrations (17%, 20% and 23%), the greater is the resistance and lower is the drop of initial stiffness after wetting and drying cycles, as well as smaller the weight loss, showing a better performance in terms of durability. It was verified that, the methodology presented by Consoli (2014) is valid for predicting soil shear strength parameters with different moisture contents.

Não são raros os casos onde os locais escolhidos para a implantação de determinadas obras não apresentam condições adequadas ou desejadas do ponto de vista geotécnico. Diversas metodologias foram criadas para enfrentar tal problema, seja por substituição de material, realocação da obra, uso de soluções estruturais, melhoria do material, etc. A melhoria de solos utilizando repetições de queda livre de um peso a determinada altura com o intuito de compactar o solo é uma das técnicas mais básicas e antigas que se tem relato. Esse procedimento, quando utilizadas grandes massas e alturas, é conhecido como Compactação Dinâmica. O estudo dessa prática no Brasil é extremamente raro, visto que não é atualmente praticada, apesar da sua ampla utilização mundial. A fim de se conhecer e estudar o comportamento, em termos de resistência e condutividade hidráulica, de solo residual do Estado do Rio Grande do Sul (RS) quando utilizada a Compactação Dinâmica, foi proposto um estudo, em escala real, com o objetivo de avaliar as possíveis melhorias no campo experimental da Universidade de Passo Fundo, na cidade de Passo Fundo – RS. O solo encontrado na região de Passo Fundo possui características interessantes para o estudo da compactação dinâmica, como alto teor de argila, altos índices de vazios e leve cimentação natural. No presente trabalho, foi realizada a compactação dinâmica de campo com massas de 5,5 t e 10,0 t, com alturas de queda de 1,5 a 3,0 m. Nos cinco ensaios realizados, foram feitas medidas do afundamento após cada golpe, bem como coletadas amostras do fundo das crateras. A profundidade estimada de melhoria abaixo do fundo da cratera, de acordo com o modelo de densificação indicado, é de cerca de 3,30 m. Nos ensaios de laboratório realizados nas amostras indeformadas coletadas (natural e pós-compactação), percebeu-se uma redução de duas ordens de grandeza na condutividade hidráulica, passando de 10-5 para 10-7 m/s. Nos ensaios triaxiais, verificou-se aumento da resistência, com ângulo de atrito passando de 26,6o para 35,3o, sem alteração do intercepto coesivo (aproximadamente 14 kPa). Por fim, realizados ensaios oedométricos, pode-se notar que a tensão de plastificação aumentou de 70 para 300 kPa, com mudança significativa do comportamento do material. / Are not rare the situations where the site chosen to build structures does not present good geotechnical soil conditions. Many techniques have been created to deal with this issue, replacing the original soil, change the site, using structural solutions, improving the existing soil, etc. Improving the existing soil using a free falling weight dropped at determined height with the objective to densify the soils is one of the oldest and basic techniques known. Such procedure, when using really heavy masses and high dropping elevations is called Dynamic Compaction (also called Heavy Tamping). The study of this technique in Brazil is extremely rare, since it is not used in the current practice, although it has wide use in the world. With the objective of understanding and studying the behavior, in terms of resistance and permeability, of a residual soil of Passo Fundo (RS) when compacted using Dynamic Compaction, a field and laboratory investigation was proposed. An experimental field, located in the city of Passo Fundo (RS) was the site chosen to execute the proposed study. The soil founded there has some interesting characteristics to the dynamic compaction study, such as high content of clay, a high void ratio and a bonded structure. In the present study, the Dynamic Compaction was executed using steel blocks with 5,5 and 10,0 t. The dropping heights used were 1.5 and 3.0 meters. In the 5 points where the technique was tested, measurements of the displacements where made after each drop of the mass. Undisturbed samples were collected in the bottom of the crater after finished the compaction. The depth of the densified soil, below the crater was estimated at about 3,30 m. According to laboratory tests, a strong reduction of the permeability was observed, from 10-5 to 10-7 m/s. In the triaxials test, the soil showed an increase in strength. The friction angle changed from 26.6º to 35.5º, while the cohesion intercept did not change (approximately 14 kPa). According to oedometric tests, the plastification pressure increased from 70 to 300 kPa, with a change in the behavior of the material.

Neste trabalho foi estudada a caracterização gravimétrica dos resíduos sólidos da macroregião de Santa Maria (RS). A região estudada é composta pelos municípios de Júlio de Castilho, São Pedro, e pela região da Quarta Colônia, que por sua vez engloba os municípios de Faxinal do Soturno, Nova Palma, São João do Polêsine, Agudo, Paraíso do Sul e Dona Francisca. Os ensaios de caracterização gravimétrica foram realizados na Unidade de Triagem de Paraíso do Sul, município vizinho à Santa Maria no período entre julho e setembro de 2007. Avaliou-se a composição do resíduo in natura e após a triagem de material reciclável e orgânico para que fosse possível analisar a eficiência da triagem e estudar algumas características físicas do rejeito (resíduo sem as porções orgânica e reciclável). A massa de resíduos sólidos urbanos da macro-região de Santa Maria é bastante heterogênea e apresenta variações de acordo com as características sócio-econômicas das regiões. Os resultados da caracterização gravimétrica dos resíduos urbanos mostraram uma significativa influência de fatores externos, tais como a presença de umidade devido ao nível pluviométrico e a ação dos ventos. Isto é devido ao fato que materiais como papel e papelão são descaracterizados em presença de umidade e misturam-se às porções de rejeito e matéria orgânica. A realização da caracterização gravimétrica pré e pós-triagem permitiu uma análise da eficiência da caracterização (ou triagem) feita pela esteira e a verificação do potencial de aproveitamento dos resíduos. A média dos dados analisados indica uma eficiência de cerca de 86 % na triagem efetuada pela esteira, sendo que grande parte do material mal caracterizado é matéria orgânica, um material difícil de ser triado e que muitas vezes incorpora-se a outros materiais. O resíduo da região de Santa Maria apresenta um potencial de aproveitamento de 62 %, seja com a triagem de recicláveis, seja com a compostagem da matéria orgânica. Foi feito um ensaio de compactação no material de rejeito da esteira, o qual foi compactado em prensa estática com uma pressão equivalente de 250 kPa, obtendo-se um fardo com densidade de 7, 66 kN/m3 (ou cerca de 750 kgf/ m3). Este fardo de rejeito apresentou uma consistência firme que permitiu seu manuseio sem necessidade de reforços, mas seu elevado peso dificultou as operações de transporte. Este rejeito compactado não tinha uma significativa quantidade de material orgânico, e por isso, a compactação não gerou líquido (chorume) em quantidade significativa. A compactação do rejeito proporcionou uma redução volumétrica da ordem de 3,2 vezes. / On this work the gravimetric composition of solid wastes from Santa Maria (RS) region was studied. The region is composed by the towns of Júlio de Castilho and São Pedro and by the so-called Quarta Colônia, composed by Faxinal do Soturno, Nova Palma, São João do Polêsine, Agudo, Paraíso do Sul e Dona Francisca towns. The tests were carried out at the Separation Unity of Paraíso do Sul, close to Santa Maria town, which receive the municipal waste of the region. The gravimetric characterization tests were carried out from July to September 2007. The composition of the waste was determined just after arrival and also after the separation of organic matter and recyclables, in order to study the efficiency of the separation process and analyze some physical characteristics of the waste with and without these components. The municipal solid wastes from Santa Maria region is heterogeneous and presents variations which are related to socio-economic characteristics of the regions which originated them. The results of gravimetric characterization showed a significant influence of the external factors, such as the presence of humidity, due to rains, and the wind. This is due to the fact that materials like cardboard and normal paper loose their characteristics and aspect in presence of water, getting mixed up with the refuse and organic matter. The characterization carried out pre and post separation of recyclables allowed to examine the efficiency of the separation which is done on the mat and also to make an analysis of the potential of waste reuse. The data average indicates an efficiency of around 86% in the separation process on the mat, being organic matter a large part of the material wrongly classified as refuse, as it is a difficult material to select from the waste and one which easily incorporates into others. The waste from Santa Maria region has a potential of 62% of being reused or through recycling or by composting (organic matter). A compaction test was carried out on the refusal of the mat. The material was compacted statically on a frame with an equivalent pressure of 250 kPa. A block of refuse with unity weight of 7.66 kN/m3 was obtained. This block had a firm consistency and did not require reinforcing to be moved around, but its large weight imposed some difficulties. The refuse had little quantity of organic matter and so the test did not generate significant amount of liquid. The refuse compaction generated a volumetric reduction of 3.2 times.

Há poucos estudos sobre a influência da mineralogia no comportamento do solo em relação aos atributos de resistência física. Neste sentido, o estudo tem como hipótese que independentemente do potencial matricial de água no solo a composição mineralógica da fração argila interfere na pressão de préconsolidação, modificando a capacidade de suporte de carga dos solos. Assim, objetivou-se caracterizar a composição mineralógica de classes de solos representativas no Rio Grande do Sul; Determinar parâmetros físico-mecânicos dos solos; E estabelecer correlações entre parâmetros físico-mecânicos com mineralógicos melhorando o entendimento da capacidade de suporte de carga. Para tal, foram selecionados sete solos de duas classes de solos; três Argissolos e quatro Latossolos. As amostras deformadas e indeformadas foram coletadas sob vegetação natural na camada de 10 a 15 cm de profundidade. Na fração TFSA, foram realizadas análises físicas (granulometria e área superficial específica), químicas (carbono orgânico total, teor de óxidos de ferro pedogênicos e óxidos de baixa cristalinidade) e mineralógicas (difratometria de raio x e refletância difusa). Nas amostras indeformadas foram realizadas as análises de permeabilidade ao ar e o ensaio de compressão uniaxial. Os dados foram analisados por correlações de Pearson. Os solos avaliados possuem a caulinita como principal mineral da fração argila, no entanto diferenças com relação aos óxidos de ferro foram encontradas, os quais correlacionaram com a pressão de pré-consolidação. A hematita influenciou positivamente sobre a pressão de pré-consolidação à 100 kPa, assim, dependendo do potencial matricial de água no solo. / There are few studies on the influence of mineralogy on the ground behavior in relation to physical resilience attributes. The is study has hypothesized that regardless of the matric potential of soil water the mineralogical composition of the clay fraction interferes with the pre-consolidation pressure by modifying the soil bearing capacity. Therefore, this study aimed to characterize the mineralogical composition of representative soil classes in Rio Grande do Sul; determine physical-mechanical parameters of the soil; and establish correlations between physico-mechanical parameters mineralogical improving the understanding of the load-bearing capacity. To this end, it was selected seven soils of two soil classes; three Ultisols and four Oxisols. The disturbed and undisturbed samples were collected under natural vegetation in the layer from 10 to 15 cm deep. In TFSA fraction, physical analyzes were performed (particle size and specific surface area), chemical (total organic carbon content of pedogenic iron oxides and low crystallinity oxides) and mineralogical (x ray diffraction and diffuse reflectance). In undisturbed soil samples were carried out air permeability tests and uniaxial compression test. Data were analyzed by Pearson correlations. The evaluated soils have kaolinite as the main mineral of the clay fraction, however differences with respect to iron oxides were found, which correlated with the pressure of pre-consolidation. The hematite had a positive effect on the pre-consolidation pressure of 100 kPa, thus depending on the matric potential of soil water.

Orientadora: Profa. Dra. Juliana Tófano de Campos Leite Toneli / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2015. / O uso da biomassa em processos de conversão energética é hoje uma das principais alternativas à utilização dos combustíveis fósseis. Nesse contexto, o aproveitamento energético de resíduos é uma possibilidade de uso da biomassa como fonte de energia sem competir com a área plantada para o cultivo de alimentos. Dentre as principais limitações do uso da biomassa para fins energéticos, podem ser destacadas algumas características como a baixa densidade, a produção dispersa, o estado físico sólido e o teor de umidade, que dificultam o seu manuseio, armazenamento, transporte e aplicação nos processos de conversão energética, devido às limitações dos equipamentos. Uma solução para esses problemas é a densificação da biomassa, por meio da produção de briquetes, por exemplo. Neste sentido, o presente trabalho objetivou avaliar o efeito do teor de umidade e das condições de processamento nas propriedades de briquetes produzidos com bagaço de cana de açúcar, com a biomassa residual coletada após o processo de limpeza a seco de cana picada mecanicamente (RLC) e de blendas de bagaço com RLC, visando o seu aproveitamento energético em processos industriais de cogeração. Primeiramente, realizou-se a caracterização física, química e térmica do bagaço e do RLCin natura através das análises de granulometria, massa específica, poder calorífico inferior e superior, análise imediata e elementar e da composição das cinzas. Posteriormente, foram produzidos briquetes com RLC, bagaço e blendas a partir do material moído (peneira 2mm), de acordo com um planejamento experimental 2³ com 3 pontos centrais em que as variáveis independentes foram: teor de umidade da biomassa, temperatura de compactação e composição das blendas (%bagaço b.s.) sobre a resistência mecânica e densidade energética dos briquetes. Os resultados foram analisados através da metodologia de superfície de respostas e observou-se que há uma tendência ao aumento da densidade energética com o aumento da temperatura e redução do teor de umidade. Para briquetes produzidos com RLC, o aumento da temperatura implicou no aumento da resistência mecânica e na diminuição da expansão volumétrica. Já para briquetes produzidos com bagaço, ocorreu aumento da resistência mecânica e diminuição da expansão volumétrica com o aumento do teor de umidade da biomassa, dentro da faixa analisada. A caracterização físico-química e térmica do RLC e do bagaço confirmaram as características combustíveis desses materiais. / The use of biomass energy conversion processes is, nowadays, one of the main alternatives to fossil fuels. In this context, the energy recovery from waste materials is a possible use for biomass as an energy source, which does not compete with food crops for planted area. Amongst the main limitations for using biomass for energy purposes, some relevant characteristics should be mentioned: low density, dispersed generation, moisture presence and the fact that it is a solid, making its handling, storage, transport and application in energy conversion processes much harder, due to equipment limitations. A solution to these problems is the biomass densification, through the production of pellets or briquettes. The present work aimed at to assess the effect of biomass moisture content and pre-processing conditions on properties of briquettes produced by sugarcane bagasse, DCR and blends of bagasse with DCR, aiming their energetic use in cogeneration industrial processes.Firstly, the in natura samples were undergone analysis to determine their physical, chemical and thermochemical properties, such as particle size, bulk density, ultimate composition, moisture content, volatile matter, fixed carbon ash content, metals content in ash, higher and lower heating value. Secondly, briquettes were produced with sugarcane bagasse, DCR and blends of these materials, according a 2³ factorial experimental design with 3 central points. The independent variables assessed were biomass moisture content, compaction temperature and blend composition (%bagasse d.b.) on mechanical strength and energy density of briquettes.The results had been evaluated through the response surface method and it was observed that there is certain tendency to increase the energy density with increasing temperature and reduced moisture content. For briquettes produced from RLC, the increasing compaction temperature implies the increasing of mechanical strength and on lower volume expansion. On the other hand, for briquettes produced from bagasse, the increasing of mechanical strength and a lower volumetric expansion are obtained through higher biomass moisture content within the analyzed range. The physicochemical and thermal characterization of RLC and bagasse settles the fuel characteristics of these materials.

Submitted by Morgana Andrade (morgana.andrade@ufes.br) on 2016-06-17T20:51:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Rosilene Fileti.pdf: 10367368 bytes, checksum: 9ba1c33c57b55bb71dfe9f14ca41c531 (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-08-16T14:15:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Rosilene Fileti.pdf: 10367368 bytes, checksum: 9ba1c33c57b55bb71dfe9f14ca41c531 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-16T14:15:56Z (GMT). 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Para compreender a dinâmica do fluxo superficial e a relação com os movimentos de material das vertentes que compõem a área de estudo, gerou-se um produto cartográfico que corresponde a uma compartimentação geomorfológica da área. Esse, por sua vez, subsidiou a proposta de análise integrada do relevo que fundamenta metodologicamente essa pesquisa. A partir da investigação de três níveis distintos de abordagem, Compartimentação Topográfica, Estrutura Superficial da Paisagem e Fisiologia da Paisagem, procurou-se estabelecer as relações de causa e efeito que os eventos pluviométricos, o comportamento da água no solo e as ações antrópicas exercem sobre a área estudada, o que permitiu avaliar a estabilidade da vertente. A magnitude-frequência dos eventos pluviométricos indicou que chuvas de 17, 21 mm são as mais recorrentes na área de estudo durante o ano e preparam o solo para entrada de água. Para compreender o comportamento hídrico-mecânico do solo, foram realizados os seguintes ensaios: caracterização do solo (limites de Atterberg, densidade real dos grãos, teor de matéria orgânica), análises físicas acerca de granulometria, porosidade total, macroporosidade e microporosidade, condutividade hidráulica, argila dispersa em água, densidade do solo e ensaio de cisalhamento direto. As curvas de retenção de água no solo refletiram um comportamento de solo argiloso para as profundidades amostradas do horizonte BW1 investigadas e a integração dos resultados permitiu constatar uma descontinuidade hidráulica a 1,5m de profundidade nesse horizonte. Os resultados indicaram ainda que a textura, estrutura e porosidade do Latossolo amostrado influenciam, em grande parte, na resistência ao cisalhamento. Por meio do ensaio de cisalhamento direto obtiveramse os valores de ângulo de atrito e coesão para os horizontes BW1, 27,69º e 0,12kgf/cm2 e C, 32,82º e 0,05kgf/cm2 e estes, por sua vez, foram utilizados como parâmetros na análise de estabilidade no software Slope/W™. Concluiu-se, portanto, que as alterações na dinâmica natural da vertente em decorrência do uso e da abertura de cortes para ampliação de vias e da ocupação, têm relação direta com a instabilização do solo. / This dissertation associates the morphodynamic processes current to the mechanical behavior of a residual Oxisol of gneiss, a policonvexa slope located in São João de Viçosa, district of municipality Venda Nova do Imigrante - ES. Considering the incidence of mass movements, the literature classifies Oxisol like stable. However, in the study area were ascertained evidence slip translational. The investigation into the causes of this event was based on geomorphological analysis and in the interpretation of test results aimed at soil mechanics. To understand the dynamic of the surface flow and its relationship with material movement the slope, it was generated a cartographic product which corresponds to the geomorphology of the area partitioning. This in turn, supported the proposal the analysis integrated of relief methodologically grounded this research. From the investigation of three different levels of approach, Compartmentalization Topographic, Surface Structure of Landscape and Landscape Physiology, tried to establish relations of cause and effect that pluviometric events, water behavior in soil and human activities exert on the study area, which allowed evaluating the stability of the slope. The magnitudefrequency rainfall events indicated that rainfall of 17, 21 mm are the most frequent in the study area during the year and prepare the soil for water ingress. To understand the hydro-mechanical behavior of the soil the following tests were performed: characterization of soil (Atterberg limits, actual density of the grains, organic matter content), physical analyzes of particle size, porosity, macroporosity and microporosity, hydraulic conductivity, water dispersed clay, soil bulk density and direct shear test. The water retention curve in the soil reflected a clay soil behavior to the depths sampled the BW1 horizon investigated and the integration of the results allowed establishing a hydraulic discontinuity 1.5m deep in this horizon. The results also indicated that the texture, structure and porosity of the sampled Oxisol influence largely in shear strength. By means of direct shear testing were obtained the angle of friction values for cohesion and BW1 horizons 27,69º; 0,12kgf/cm2 and C 32,82º and 0.05 kgf/cm2 and these in turn were used as parameters in the stability analysis Slope/W ™ software. It was concluded, therefore, that changes in the natural dynamics of the slope due to the use and opening cuts to expand routes and occupation, are directly related to the instability of the ground.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-08-29T18:25:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 19418 bytes, checksum: 6dde0d96f18aca4c252a500311f54121 (MD5) DISSERTAÇÃO_ModeloNuméricoAnálise.pdf: 1623430 bytes, checksum: 3812aa3ffc0e05e77eab2d2d39301f4e (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-10-06T23:54:51Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 19418 bytes, checksum: 6dde0d96f18aca4c252a500311f54121 (MD5) DISSERTAÇÃO_ModeloNuméricoAnálise.pdf: 1623430 bytes, checksum: 3812aa3ffc0e05e77eab2d2d39301f4e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-06T23:54:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 19418 bytes, checksum: 6dde0d96f18aca4c252a500311f54121 (MD5) DISSERTAÇÃO_ModeloNuméricoAnálise.pdf: 1623430 bytes, checksum: 3812aa3ffc0e05e77eab2d2d39301f4e (MD5) Previous issue date: 2014 / Esta dissertação tem como objetivo a implementação computacional do modelo constitutivo elástico perfeitamente plástico com base no critério de ruptura de Hoek-Brown e com plasticidade associada para análise não linear tensão deformação de obras geotécnicas, tais como escavações e fundações superficiais, em maciços rochosos. As implementação computacionais foram realizadas no programa ANLOG com base na formulação em deslocamento do método dos elementos finitos. Em função da natureza não linear do modelo constitutivo adota-se um processo de solução em nível global incremental interativo do tipo Newton-Raphson com incrementos automáticos de carga de modo a garantir o equilíbrio. Além disto, um algoritmo explícito com sub-incrementos automáticos de deformação é adotado para integração de tensão em nível local de modo a garantir a condição de consistência. Os resultados de simulações numéricas de ensaios triaxiais convencionais, adotando diferentes trajetórias de tensão, confirmam a implementação computacional. Exemplos relacionados com abertura de cavidades e capacidade de suporte em maciços rochosos foram usados para validar as implementações computacionais e demonstrar a aplicabilidade do modelo numérico gerado. ______________________________________________________________________ / ABSTRACT: This dissertation aims the computational implementation of an elastic perfectly plastic constitutive model based on the Hoek-Brown failure criterion and with non-associative plasticity in order to be applied to non-linear analysis of geotechnical problems as excavation and shallow foundation in rock mass. The computational implementation was carried out into ANLOG system based on the finite element method displacement formulation. Due to the non-linear nature of the constitutive model an incremental iterative Newton-Raphson procedure with automatic increments of load is adopted in order to guarantee the equilibrium in global level. Besides, in order to guarantee the consistency condition in local level, an explicit algorithm with automatic sub increment of strain is adopted for the stress integration. Results from the numerical simulation of conventional triaxial test, following different stress path, have confirmed the computational implementation. Examples related to circular opening and bearing capacity in rock mass were used in order to validate the computational implementation and the applicability of the numerical model developed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016. / Prêmio João Menescal Fabrício de melhor dissertação do país / Made available in DSpace on 2016-10-25T03:12:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342551.pdf: 8448893 bytes, checksum: dd75305dbd0e12ee808dfedd3324378d (MD5) Previous issue date: 2016 / Os pavimentos rodoviários devem, durante a vida útil, apresentar boas condições de rolamento e proporcionar conforto e segurança aos que neles trafegam. Para cumprir a função, a etapa da compactação exerce um papel fundamental, especialmente a compactação laboratorial, a partir da qual são estabelecidas as propriedades de referência para a compactação em campo e são realizados os ensaios de previsão de desempenho mecânico. No Brasil, o método de dosagem Marshall, em que a compactação ocorre por impacto, é o mais difundido. Contudo, não é apropriado por não simular o que ocorre no campo. No método de dosagem Superior Performance Asphalt Pavement, a compactação é realizada num compactador giratório e a densificação do material ocorre por amassamento. Quando comparado ao método Marshall, o compactador giratório é capaz de produzir corpos de prova mais similares aos obtidos em campo. Entretanto, ainda há uma divergência em relação ao campo quanto à macroestrutura (distribuição dos agregados na matriz de agregados finos), à distribuição do volume de vazios e ao desempenho mecânico. Com o objetivo de certificar que compactação laboratorial seja representativa do que ocorre no campo, este trabalho propôs-se a investigar e avaliar a compactação laboratorial, com ênfase no Compactador Giratório Superpave. Para tanto, foram compactadas misturas asfálticas com diferentes ângulos de inclinação do eixo de rotação do equipamento (0,75°; 1°; 1,25; 1,5° e 1,75°) tendo em vista que este é o parâmetro que mais influencia a organização do esqueleto mineral. Também foram analisadas misturas asfálticas produzidas no compactador Marshall e na mesa compactadora tipo Laboratoire Central des Ponts et Chaussées. Como a macroestrutura da mistura asfáltica durante a compactação em laboratório pode ser diferente daquela obtida em campo, foram extraídos corpos de prova compactados em campo por equipamentos de compactação (rolos de chapa e pneumáticos). A análise, das diferentes formas de compactação (impacto, amassamento e campo), foi realizada por meio do Processamento Digital de Imagens com o uso do software IPAS-2. As diferenças no esqueleto mineral induzidas pelos diferentes modos de compactação (Marshall, giratório, mesa compactadora e rolo compactador em campo foram descritas em função da orientação das partículas, das zonas de contato e da segregação. A orientação interna e o intertravamento dos grãos contribuem significativamente para a determinação das propriedades mecânicas da mistura compactada. A comparação com a compactação de campo torna-se um fator importante no desempenho final e deve, portanto, ser avaliada. Ao confirmar que a compactação laboratorial seja mais representativa possível do campo, pode-se prever de modo mais realista o desempenho da mistura asfáltica minimizando o efeito da variável compactação. Como resultado, em geral, o compactador Marshall e o Compactador Giratório Superpave (ângulos de inclinação do eixo de rotação 0,75°, 1,25° e 1°), nesta ordem, foram os mais representativos do campo quanto aos parâmetros macroestruturais. Contudo, o compactador Marshall foi o que apresentou maior variabilidade dos resultados. A representatividade da compactação do campo não é função apenas de um parâmetro macroestrutural, mas, de um conjunto de parâmetros e das características de desempenho mecânico do material. Considerando as análises da compactação no CGS e da macroestrutura, o CGS com ângulo de inclinação do eixo 1,25° é o que mais se aproxima do que ocorre no campo.<br> / Abstract : Paved roads should present proper driving conditions during their lifespan, providing comfort and safety to trafficking vehicles. In order to fulfill this task, compaction plays a fundamental role particularly in laboratory stages, from which reference aspects for in-situ compaction are established, and mechanical performance and prediction assays are done. The Marshall method of compaction through impact is the most widely used in Brazil. However, it is not appropriate as it does not emulate what occurs in location. The Superior Performance Asphalt Pavement method involves compaction through a gyratory compactor, in which the material is kneaded until made denser. When compared to the Marshall method, a gyratory compactor, can produce test bodies that are more similar to what is obtained in situ. However, macrostructure (distribution of aggregates in fine aggregate mixture), air voids distribution, and mechanical performance still diverge from the field paving. In order to ensure that laboratory compaction represents what occurs in field, this paper aims to investigate and evaluate laboratory compaction with emphasis on the Superpave Gyratory Compactor. To this end, asphalt mixtures were compacted with different slopes in the gyratory angle of the device (at 0.75°; 1°; 1.25; 1.5°; and 1.75°) considering that this parameter influences most on the organization of the mineral skeleton. Asphalt mixtures produced with a Marshall compactor and LCPC compactor (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées) were also analyzed. Since the macrostructure of laboratory asphalt mixtures can differ from field versions, compacted test bodies were extracted from the field using compaction devices such as pneumatics and sheet rolls. Analyses of the various compaction forms (impact, kneading, and field) were performed through Digital Image Processing using IPAS-2 software. Differences in mineral skeleton induced by various compaction forms (Marshall, gyratory, LCPC, and in-situ roller compactor) were described as a function of particle orientation, contact zones, and segregation. Internal orientation and grain interlocking significantly corroborate to determine the mechanical properties of a given compacted mixture. Comparison with in-situ compaction is an important factor to consider in their final performance. After confirming that laboratory compaction is the closest possible representation of field situations, it is possible to provide more realistic predictions of asphalt mixture performance, thus minimizing the effect of varying compaction. Overall results indicate that the Marshall and Superpave Gyratory Compactor (with rotation slope axes of 0.75°, 1.25°, and 1°) were, in this order, the most representative versions of in-situ asphalt in relation to macrostructural parameters. However, the Marshall compactor presented greater variability in results. The representability of in situ compaction is not just a function of a single macrostructural parameter, but of a set of parameters and mechanical performance characteristics of materials. Considering the analysis of compaction in the SGC and the macrostructure, the SGC rotation slope axes 1.25° is the closest to the field.