El objetivo fundamental de esta tesis ha sido la elaboración de un modelo elastoplástico para suelos no saturados. Con este fin se ha recopilado resultados experimentales descritos en diversas referencias y se han realizado ensayos de laboratorio utilizando un equipo triaxial hidráulico automatizado específicamente desarrollado para este caso. Los ensayos se han llevado a cabo con un caolín de baja plasticidad y con una mezcla de este caolín y una arcilla expansiva. Las trayectorias tensionales seguidas han incluido diferentes subtramos en los que se han variado según el caso la tensión esférica la succión y la tensión de corte. Entre los aspectos estudiados en estos ensayos se pueden resaltar la dependencia del estado del suelo con la trayectoria tensional seguida los colapsos e hinchamientos del suelo al variar la succión los estados de sobre consolidación producidos ante incrementos de la tensión esférica y de la succión las leyes mas adecuadas para modelar la variación del volumen especifico y los estados de rotura. A partir del conjunto de resultados experimentales obtenidos se ha elaborado un modelo elastoplástico que reproduce los comportamientos característicos de suelos no saturados. Este modelo consta de tres superficies de fluencia con sus respectivas leyes de fluencia y de rigidización. Aplicando este modelo se han comparado sus predicciones con algunos de los resultados experimentales obtenidos en esta tesis y con otros procedentes de varias referencias habiéndose comprobado una correcta correlación.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho consiste na aplicação de métodos espectrais para obter a evolução de sistemas isolados que possam emitir ondas gravitacionais no regime não-linear pleno da Relatividade Geral. A perspectiva da detecção de ondas gravitacionais nos próximos anos torna premente a construção de padrões temporais e angulares de ondas gravitacionais emitidas por sistemas que são fortes candidatos a fontes intensas de ondas gravitacionais. Estudamos a evolução de esferóides de matéria emitindo ondas gravitacionais e um campo de radiação nula onde o espaço-tempo exterior é descrito pelas equações de Robinson- Trautman. O campo de radiação nula é esperado em um colapso gravitacional realístico e pode representar uma superposição incoerente de ondas eletromagnéticas, neutrinos ou campos escalares sem massa. Analisamos a evolução do espectro de emissão de ondas gravitacionais e a extração de massa do sistema devido à emissão de ambos os tipos de radiação. Apresentamos também o primeiro código numérico utilizando o método de Galerkin para integrar as equações de campo do problema de Bondi. Realizamos vários testes numéricos para verificar a convergência, estabilidade e precisão, obtendo resultados promissores. Esse código abre várias possibilidades de aplicações em cenários mais gerais de espaços-tempos com ondas gravitacionais. / This work consists of applying spectral methods to obtain the evolution of isolated systems that can emit gravitational waves in the full nonlinear regime of General Relativity. The perspective of detection of gravitational waves in the next years means that the construction of angular and temporal patterns of gravitational waves emitted by systems that are strong candidates for intense sources of gravitational waves has become pressing.The evolution of spheroids of matter emitting gravitational waves and a null radiation field is studied in the realm of radiative Robinson-Trautman spacetimes. The null radiation field is expected in realistic gravitational collapse and can be either an incoherent superposition of waves of electromagnetic, neutrino or massless scalar fields. We studied the evolution of the angular pattern of gravitational wave emission and the mass extraction of the bounded configuration through the emission of both types of radiations. We present the first numerical code based on the Galerkin method to integrate the field equations of the Bondi problem. Several numerical tests were performed to verify the issues of convergence, stability and accuracy with promising results. This code opens up several possibilities of applications in more general scenarios for studying the evolution of spacetimes with gravitational waves.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho consiste na aplicação de métodos espectrais para obter a evolução de sistemas isolados que possam emitir ondas gravitacionais no regime não-linear pleno da Relatividade Geral. A perspectiva da detecção de ondas gravitacionais nos próximos anos torna premente a construção de padrões temporais e angulares de ondas gravitacionais emitidas por sistemas que são fortes candidatos a fontes intensas de ondas gravitacionais. Estudamos a evolução de esferóides de matéria emitindo ondas gravitacionais e um campo de radiação nula onde o espaço-tempo exterior é descrito pelas equações de Robinson- Trautman. O campo de radiação nula é esperado em um colapso gravitacional realístico e pode representar uma superposição incoerente de ondas eletromagnéticas, neutrinos ou campos escalares sem massa. Analisamos a evolução do espectro de emissão de ondas gravitacionais e a extração de massa do sistema devido à emissão de ambos os tipos de radiação. Apresentamos também o primeiro código numérico utilizando o método de Galerkin para integrar as equações de campo do problema de Bondi. Realizamos vários testes numéricos para verificar a convergência, estabilidade e precisão, obtendo resultados promissores. Esse código abre várias possibilidades de aplicações em cenários mais gerais de espaços-tempos com ondas gravitacionais. / This work consists of applying spectral methods to obtain the evolution of isolated systems that can emit gravitational waves in the full nonlinear regime of General Relativity. The perspective of detection of gravitational waves in the next years means that the construction of angular and temporal patterns of gravitational waves emitted by systems that are strong candidates for intense sources of gravitational waves has become pressing.The evolution of spheroids of matter emitting gravitational waves and a null radiation field is studied in the realm of radiative Robinson-Trautman spacetimes. The null radiation field is expected in realistic gravitational collapse and can be either an incoherent superposition of waves of electromagnetic, neutrino or massless scalar fields. We studied the evolution of the angular pattern of gravitational wave emission and the mass extraction of the bounded configuration through the emission of both types of radiations. We present the first numerical code based on the Galerkin method to integrate the field equations of the Bondi problem. Several numerical tests were performed to verify the issues of convergence, stability and accuracy with promising results. This code opens up several possibilities of applications in more general scenarios for studying the evolution of spacetimes with gravitational waves.

El objetivo principal de esta investigación se centra en el estudio del comportamiento hidro-mecánico asociado con los cambios de succión y tensión neta de un suelo colapsable. Se ha definido cuidadosamente un programa de ensayos de laboratorio con una variedad de trayectorias tensionales y de succión que reproduzcan respuestas de interés para el avance del conocimiento de los suelos no saturados. Los resultados de los ensayos se han interpretado de acuerdo a un modelo de endurecimiento elastoplástico desarrollado previamente en el Departamento (Barcelona Basic Model).Para esta investigación se ha escogido una arcilla de baja plasticidad con una estructura preparada artificialmente y compactada estáticamente en condiciones isótropas (tensión controlada). Tras la compactación se ha medido la succión total de las muestras empleando la técnica psicrométrica. Con este procedimiento de fabricación se conoce la historia de tensión y succión de las muestras, y se establecen unas condiciones iniciales precisas. La estructura de las muestras se ha caracterizado mediante porosimetría de intrusión de mercurio, microscopía electrónica y una serie de ensayos mecánicos previos.Se ha desarrollado una nueva célula edométrica con control de la succión y se ha puesto a punto una célula triaxial existente, para la aplicación de tensiones desviadoras y poder realizar ensayos de rotura a compresión triaxial con succión y deformación controladas. Mediante ensayos edométricos e isótropos con control de la succión, se ha estudiado el comportamiento volumétrico (colapso, hinchamiento y retracción) de muestras normalmente consolidadas y sobreconsolidadas. Se ha analizado la influencia del estado inicial, así como los efectos de la tensión neta aplicada y los cambios de succión en el comportamiento volumétrico, la permeabilidad y las características de retención de agua. En estos ensayos se han observado pautas de comportamientos reversibles e irreversibles en relación con los cambios de volumen. Se ha constatado la existencia de deformaciones plásticas importantes y de cambios irreversibles en el contenido de agua, asociados a las trayectorias de hidratación y secado, así como en las trayectorias de carga y descarga.simismo, se ha estudiado el comportamiento hidro-mecánico durante la aplicación de una tensión desviadora a succión constante, analizando la respuesta tenso-deformacional, el acoplamiento hidráulico y determinando los parámetros de resistencia al corte en muestras normalmente consolidadas y sobreconsolidadas. El estudio experimental ha consistido de un programa de ensayos de compresión triaxial a deformación controlada bajo confinamiento y succión constantes. El estado sobreconsolidado se ha inducido previamente a la etapa de corte por un proceso hidráulico (humedecimiento-secado y secado-humedecimiento) y por un proceso mecánico (carga-descarga). La respuesta al corte de las muestras normalmente consolidadas se ha estudiado para el nivel máximo de tensión media neta alcanzado por la muestra y en trayectorias previas de colapso.Durante la etapa de corte las muestras presentaron inicialmente un comportamiento volumétrico contractante y posteriormente exhibieron dilatancia sin que se detectara evidencia de reblandecimiento del suelo. Asimismo, en todas las muestras, se observó inicialmente expulsión de agua hasta alcanzar un valor estable sin que se detectaran signos de entrada de agua durante la etapa final de dilatancia. A partir de los resultados de los ensayos se ha establecido la existencia de una línea de estado crítico en términos de tensión media neta, de tensión desviadora y de relación de vacíos, cuya posición depende del valor de la succión. Los resultados experimentales se han analizado utilizando el modelo de endurecimiento elastoplástico, que se basa en conceptos de estado crítico. Se han determinado los parámetros del suelo asociados con dicho modelo y se han simulado algunas trayectorias tensionales, que han servido para validar su capacidad para reproducir la respuesta de un suelo no saturado. / The main objective of this research work focuses on the study of the hydro-mechanical behaviour associated with changes in suction and net stress in a collapsible soil. A laboratory test program was carefully defined using different stress and suction paths, with the aim of enriching the existing body of knowledge regarding unsaturated soil behaviour. The results from the tests were interpreted by means of an elastoplastic hardening model previously developed in the Geotechnical Department (Barcelona Basic Model).A low plasticity clay, with an artificially prepared structure, statically compacted under isotropic conditions (controlled stress conditions), was chosen for this investigation. After compaction, the total suction of the samples was measured using transistor psychrometers. This preparation method allowed to know the stress and suction history of the samples and their precise initial conditions.The structure of the samples was characterised using mercury intrusion porosimetry, electronic microscopy and a series of previous mechanical tests.A new controlled-suction oedometer cell was developed and the existent triaxial cell was upgraded in order to carry out triaxial compression tests with controlled suction under constant strain rate.These controlled-suction isotropic and oedometer tests allowed the study of the volumetric response (collapse, swelling and shrinkage) of normally consolidated and overconsolidated samples. The influence of the initial state was analysed, as well as the effects of applied net stress and the changes of suction in the volumetric behaviour, the permeability and the water retention properties. These tests showed reversible and irreversible features regarding volume change behaviour. Significant plastic strains and irreversible changes in water content, associated with the wetting-drying paths and loading-unloading paths, were observed.Likewise, the hydro-mechanical response was studied during the application of a deviatoric stress at constant suction, thus analysing the stress-strain response and the hydraulic coupling, and determining the shear strength parameters in normally consolidated and overconsolidated samples.The research consisted in a program of strain-controlled triaxial compression tests under constant confinement and suction. The overconsolidated state was induced before the shearing phase by means of a hydraulic process (wetting-drying and drying-wetting paths) and a mechanical process (loading-unloading path). The response to shearing of normally consolidated samples was studied for the cases in which the sample achieved a maximum level of mean net stress, as well as after wetting paths with dominant collapsible strains.During the shearing phase, the samples initially presented compressive volumetric response, while afterwards they showed dilatancy without evidencing any strain softening. Furthermore, in all samples, there was an initial water outlet that attained a stable value after the compressive phase, although any water inlet was detected during the final dilative phase. Test results showed the existence of a critical state line in terms of net mean stress, deviatoric stress and void ratio, whose position depends on the value of suction.Experimental results were interpreted using the elastoplastic hardening model, which is based on critical state concepts. Soil parameters associated with this model were determined and some stress paths were simulated, which helped to validate the model capacity to reproduce the response of an unsaturated soil.

La démolition de bâtiments par foudroyage est une technique devenue classique. Elle génère des nuisances qui doivent être prises en compte, sous peine de rendre caduc ce type d'activité. Les principales nuisances générées par le foudroyage sont : - les projections générées par l’explosion et la dislocation du bâtiment ; - l’onde de surpression générée par l’explosif ; - la vibration du sol induite par l’effondrement du bâtiment ; - la création et la propagation d’un nuage de poussière. Les deux premiers points sont maitrisés. En ce qui concerne les vibrations, aucune méthode n’existe pour les limiter. Seuls, des fossés creusés permettent de bénéficier d’un effet d’ombre vis-à-vis de certains bâtiments. Les nuisances générées par les poussières et les manières de les limiter commencent à être une question fréquemment posée. Dans le cadre de la destruction d’installation classée pour la protection de l’environnement, cette question devient critique, car ce nuage peut déplacer des particules nocives. Actuellement, aucune information sur les mécanismes de production ou sur les mécanismes de propagation des poussières n’a été élaborée. Cette thèse propose un protocole de mesure pour l'étude des caractéristiques du nuage de particule. Elle présente les premières informations sur la production et la propagation des particules. Et pour finir, elle présente les premières simulations numériques du phénomène. / The demolition of buildings caving is a technique which has become classic. The demolition generates nuisance that must be taken into account, under penalty of rendering this type of demolition. The main nuisance generated by the caving are: - The projections generated by the explosion and the disintegration of the building; - The pressure wave generated by the explosive; - The ground vibration induced by the collapse of the building; - The creation and spread of a cloud of dust. The first two points are controlled. With regard to vibration, no method exists to limit them. Only the ditches can provide access to a shadow effect vis-à-vis some buildings. Nuisances generated by dust and ways to limit them begin to be a common question. As part of the destruction of classified installations for environmental protection, this issue becomes critical because the cloud can move harmful particles. Currently, no information on the mechanisms of production or on the mechanisms of spread of dust has been developed. This thesis proposes a measurement protocol for the study of the characteristics of cloud particles. It prensetes the first information on the production and propagation of the particles. And finally presents the first numerical simulation of the phenomenon.

Submitted by Joyce de Figueiró Santos (joycefigueiro@gmail.com) on 2014-07-21T14:48:02Z No. of bitstreams: 1 mestrado(1).pdf: 12859151 bytes, checksum: cce9beb4e56c9706618a1d6361e58fd9 (MD5) / Approved for entry into archive by Janete de Oliveira Feitosa (janete.feitosa@fgv.br) on 2014-07-22T21:09:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mestrado(1).pdf: 12859151 bytes, checksum: cce9beb4e56c9706618a1d6361e58fd9 (MD5) / Approved for entry into archive by Marcia Bacha (marcia.bacha@fgv.br) on 2014-07-24T17:35:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mestrado(1).pdf: 12859151 bytes, checksum: cce9beb4e56c9706618a1d6361e58fd9 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-24T17:35:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mestrado(1).pdf: 12859151 bytes, checksum: cce9beb4e56c9706618a1d6361e58fd9 (MD5) Previous issue date: 2014-06-06 / The ectoparasitic mite Varroa destructor that parasitize honey bees has become a global problem. Although this mite is unlikely to, by itself, cause the mortality of hives, it plays an important role as a vector for many viral diseases. These diseases are identified as some of the most important reasons for the Colony Collapse Disorder. The effects of V.destructor infestation are disparate in different parts of the world. Greater morbidity - in the form of colony losses - has been reported in colonies of European honey bees (EHB) in countries of Europe, Asia and North America. However, this mite has been in Brasil for many years and there are no reports of losses of Africanized honey bees (AHB) colonies. Studies carried out in Mexico showed that some resistance behaviors to the Varroa mite - especially grooming and hygienic behavior - appear to be different in each subspecies. Could those mechanisms explain why the AHB are less susceptible to Colony Collapse Disorder? In order to answer this question, we propose a mathematical model based on differential equations, to analyze the role of these resistance mechanisms in the overall health of the colony, and it’s ability to face environmental challenges. / Os ácaros ectoparasitas Varroa destructor, que parasitam as abelhas tornaram-se um problema global. Embora seja pouco provável que estes ácaros, por si só, provoquem a mortalidade das colmeias, eles desempenham um importante papel como vetor de muitas doenças virais. E estas doenças são identificados como algumas das mais importantes razões para a Desordem do Colapso das Colônias. Os efeitos da infestação do V.destructor são distintas em diferentes partes do mundo. Maiores mortalidades de colônias têm sido relatadas em colônias de abelhas européias (AE) em países da Europa, Ásia e América do Norte. No entanto, este ácaro está presente no Brasil já por muitos anos e não existem relatos de perdas em colônias das abelhas africanizadas (AA). Estudos realizados no México mostraram que alguns comportamentos de resistência ao ácaro Varroa - especialmente o grooming e o comportamento higiênico - são diferentes em cada uma das subespécie. Poderiam então esses mecanismos explicar por que as abelhas africanizadas são menos suscetíveis à Desordem do Colapso das Colônias? A fim de responder a esta pergunta, propomos um modelo matemático baseado em equações diferenciais, com o objetivo de analisar o papel desses mecanismos de resistência na saúde geral da colônia e na capacidade da colônia para enfrentar desafios ambientais.

Made available in DSpace on 2016-04-29T13:18:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelo Augusto Silva Sampaio.pdf: 715245 bytes, checksum: 61b8725f4ee371bc064c778263e1e6df (MD5) Previous issue date: 2008-04-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Behavior Analysis has yet to establish a productive research program about culture, cultural practices and their evolution. Although conceptual problems (about the appropriate units of analysis and the complexity of cultures) and methodological issues (there aren t well tested procedures to explore cultural phenomena within a behavior analytic perspective) are at the root of this absence, the conceptual issues have been tackled by some (S. Glenn and M. Harris, for instance). These efforts have not been followed, until now, by validating empirically based studies. We suggest that quasiexperimental studies may be a productive alternative to this problem. Quasiexperimental studies should allow the description of functional relations among events: The experimental manipulation, and therefore, control, is limited in such cases, but there are empirically based measurements of dependent variables when independent variables are present and absent. J. Diamond s scientific position seems to be compatible with philosophical and methodological tenets of Behavior Analysis and Diamond has repeatedly argued for quasi-experimentation as a method to study culture and cultural evolution. The present work focuses were: to explore the possibilities opened by quasi experimental procedures on the study of culture and to further explore Glenn s and Harris interpretations of culture. In order to do it Diamond s book Colapse was analyzed. Diamond s interpretation of the Viking colonies fate was taken as the exemplar. Exerts interpreted as elements of Diamond s construction of quasiexperiments about the Viking colonies were selected and their procedural elements and main results were evaluated. The present results suggest that quasi-experimentation may be a valuable methodological alternative to the empirically based study of culture. Possible relationships between Diamond s results and Glenn s proposition of metacontingencies and macrocontingencies as units of analysis at the cultural level of selection and Harris principle of infra-structural determinism of cultures are discussed. Diamond s distinction between proximate and ultimate causes indicates a relevant separation between variables for the analysis of present and past cultures. The present work also points out methodological aspects pertinent to the implementation of quasiexperimental studies on culture / A dificuldade em se estabelecer um programa de pesquisa sobre práticas culturais, cultura e evolução cultural na Análise do Comportamento deve-se em parte a questões conceituais (sobre as unidades de análise pertinentes e a complexidade inerente às culturas) e metodológicas (ausência de procedimentos experimentais adequados e timidez na exploração de alternativas metodológicas pertinentes). As propostas de S. Glenn e M. Harris têm contribuído para a elucidação das questões conceituais, mas ainda não dispomos de estudos empíricos que validem suas proposições. Um modo de lidar com as questões metodológicas pode ser o uso criterioso da quase-experimentação, uma busca sistemática pelo estabelecimento empírico de relações funcionais entre eventos com limites ao controle de variáveis, mas com dados sobre condições nas quais a variável independente está presente e condições em que ela está ausente. Com os objetivos de explorar as possibilidades da quase-experimentação no estudo específico da cultura e de discutir as propostas de Glenn e Harris a partir de dados empíricos, nos voltamos para a obra do geógrafo Jared Diamond, que tem advogado o uso de quaseexperimentos no estudo da cultura e compartilha pressupostos metodológicos e filosóficos com a Análise do Comportamento. O foco da análise foi a interpretação de Diamond sobre os destinos das colônias vikings, para o que foram tomados como centrais os capítulos do livro Colapso que tratam das colônias vikings medievais no Atlântico Norte. Trechos dos capítulos foram categorizados e fontes de informação adicionais (textos citados em Colapso) foram consultadas. Buscou-se (1) identificar aspectos do texto que caracterizariam metodologicamente o trabalho de Diamond como a construção de quase-experimentos sobre os vikings e (2) indicar o que tais quaseexperimentos sugerem a respeito (2.1) da unidade de análise de práticas culturais, (2.2) da pertinência dos conceitos de metacontingência e macrocontingência e (2.3) da posição de Diamond sobre a complexidade das culturas e sua relação com o princípio do determinismo infra-estrutural de Harris. Os resultados da análise de Colapso indicam que quase-experimentos sobre a cultura são possíveis e podem gerar resultados produtivos já que permitiriam inclusive afirmar relações funcionais entre eventos que seriam relevantes para a compreensão do fenômeno cultural como indica a sugestão de Diamond de que cinco conjuntos de fatores (dano ambiental, mudança climática, sociedades vizinhas hostis, diminuição do apoio de parceiros comerciais e a resposta da sociedade aos seus problemas ) são relevantes para o destino das sociedades. A distinção entre causas mediatas e imediatas também indica uma separação entre variáveis relevante para o estudo de culturas passadas ou presentes. Nossa análise ainda aponta aspectos metodológicos pertinentes à condução de estudos quase-experimentais sobre a cultura