A bacia do Ribeirão do Meio é uma área com sérios problemas associados ao processo de erosão hídrica. A carta de susceptibilidade à erosão foi obtida a partir do uso combinado de um conjunto de ferramentas de trabalhos como: mapeamento geológico-geotécnico e o geoprocessamento; fundamentais para a definição das potencialidades e limitações do meio físico. Os procedimentos adotados durante o mapeamento geológico-geotécnico permitiram obter informações de caráter qualitativo e quantitativo dos materiais inconsolidados, os quais foram submetidos a um processo de análise para a sua caracterização. Dentre as técnicas de trabalho merece destaque o ensaio de infiltração in situ tanto pela qualidade e importância das informações obtidas, quanto pelo baixo custo financeiro. Os critérios estabelecidos para avaliação dos principais fatores associados ao fenômeno de erosão, foram: índice de erodibilidade, declividade do terreno, espessura dos materiais inconsolidados, textura do material, condutividade hidráulica, origem do material, presença ou não da cobertura vegetal e processo de ocupação das terras. Durante o processo de análise das informações as características hidráulicas e os índices de erodibilidade foram correlacionados a todas outras propriedades dos materiais inconsolidados, e revelaram-se fortes parâmetros de avaliação frente aos processos erosivos. Todas essas informações, foram introduzidas no sistema de tratamento de dados do geoprocessamento para a apresentação em forma de documentos cartográficos e cruzamento das informações que culminaram no reconhecimento de cinco classes susceptíveis à erosão por escoamento concentrado. / This research proposes the elaboration of the Ribeirão do Meio river\'s basin erosion susceptibility map. This area was chosen due to serious problems related to the gully erosion observed on the site. This cartographic document was obtained using tools such as the Geological-Geotechnical Mapping and Geoprocessament; essential to define the physical environment\'s potentialities and limitations. The procedures adopted during the geological-geotechnical mapping made it possible to obtain qualitative and quantitative information of the unconsolidated material, which were analyzed and characterized. The in situ infiltration test must be emphasized among the other work techniques due to its quality, low cost and importance of the obtained information. The criteria established to evaluate the main factors were: erodibility index, declivity, the unconsolidated material\'s thickness, material texture, hydraulic conductivity, the material\'s source, possible presence of vegetable covering and antropic activity process. During the information analysis process, the hydraulic characteristics and the erodibility indexes were correlated to all other properties of the unconsolidated materials, and among the parameters used to evaluate the erosive process the hydraulic characteristics and erodibility indexes provided the most consistent results. Cartographic documents and the other information were crossing culminating on the recognition of five susceptibility classes of erosion for concentrated drainage.

Este trabalho trata do desenvolvimento, montagem e teste de equipamentos para ensaios de materiais de baixa condutividade hidráulica, o qual inclui sistemas de controle hidráulico de volume constante, permeâmetros do tipo parede flexível e interfaces água-percolante. A vantagem desse arranjo está no maior controle dos ensaios e, notadamente, na redução do tempo de ensaio com emprego do sistema hidráulico de volume constante (sistema fechado), quando comparado aos ensaios que empregam o sistema aberto de controle hidráulico. Para testar o equipamento, foram ensaiados geocompostos bentoníticos (geosynthetic clay liners - GCLs) de fabricação nacional, em corpos de prova moldados com diâmetro de 100 mm e também, em uma mistura de solo com bentonita. Os resultados da condutividade hidráulica obtidos para os geocompostos bentoníticos se situaram na ordem de \'10 POT.-9\' e \'10 POT.-10\' cm/s, compatíveis com os publicados na literatura sobre o material, e os ensaios na mistura solo-bentonita produziu resultados na ordem de \'10 POT.-8\' cm/s, e foram conseguidos com cerca de 3 horas de ensaio. Aborda-se ainda a aplicabilidade da lei de Darcy aos materiais ensaiados. / This work describes the development, construction, calibration and test of equipment for testing low hydraulic conductivity materials, which includes constant volume hydraulic control system, flexible wall permeameters and permeating water interfaces. The advantage of this kind of apparatus is the greater test control, notably, the reduction of test duration due to the use of a constant volume hydraulic system (closed system), when compared to the opened system hydraulic control test. In order to test the equipment, geosynthetic clay liners (GCLs) manufactured in Brazil was used as test specimens of 100 mm diameter and also, a mixture of soil and bentonite. The results of hydraulic conductivity obtained for the GCL were in the range of \'10 POT.-9\' to \'10 POT.-10\' cm/s, comparable to what has been published by the specialized literature on this material, and the tests with the soil-bentonite mixture resulted in a conductivity about \'10 POT.-8\' cm/s, after 3 hours running the test. The applicability of Darcy´s law to the tested materials is also referred to.

Cincos solos compactados do estado de São Paulo foram estudados para uso como barreira impermeável de aterros sanitários. Foram realizados ensaios em permeâmetro de parede flexível com utilização do sistema de controle hidráulico de volume constante (sistema fechado), ensaios em permeâmetro de parede rígida e ensaios de contração. Verificou-se que menores valores de condutividade hidráulica estão associados a teores de umidade de moldagem igual ou acima do teor de umidade ótimo fornecida no ensaio de Proctor normal. Teores de umidade acima do ótimo e graus de compactação superiores a 100% não causaram significativas reduções na condutividade hidráulica, que tende a se estabilizar a partir destes parâmetros. Foram sugeridas condições de compactação para quatro dos cinco solos analisados, de forma que a condutividade hidráulica não excedesse 1.'10 POT.-7' cm/s, valor sugerido para barreiras impermeáveis. A contração axial e volumétrica não foi influenciada pelo teor de umidade de moldagem e grau de compactação, para corpos-de-prova compactados nas condições de compactação sugeridas. Os resultados de condutividade hidráulica em ensaios com permeâmetros de parede rígida se mostraram, aproximadamente, uma ordem de grandeza menor se comparados aos resultados obtidos com permeâmetro de parede flexível, porém essa diferença diminuiu com o aumento do grau de compactação dos corpos-de-prova / The hydraulic conductivity of five compacted soils from São Paulo state is studied aiming at their use in lining systems. Permeability tests were performed in flexible wall permeameters with constant volume hydraulic control system (closed system), rigid wall permeameters and contraction tests. It was verified that lower values of hydraulic conductivity are associated to molding water content equal or larger than optimum water content of soil as measured in standard Proctor. Molding water content beyond optimum and compaction degree lager than 100% did not cause significant reduction on hydraulic conductivity, which tends to stabilize when those parameters are reached. It is proposed ideal conditions of compaction for four of five compacted soils studied with hydraulic conductivity not lager than '10 POT.-7' cm/s, suggested value for lining systems. The axial and volumetric shrinkage was not influenced by water content and compaction degree, for specimen compacted on ideal conditions suggested here. The hydraulic conductivity results of greatness lower when compared to the results of the flexible wall permeameter, although that difference gets smaller with the rise of compaction degree

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMFPM.pdf: 3732216 bytes, checksum: a0d899e7f1b4888ae00c365ec148c4f8 (MD5) Previous issue date: 2004-03-02 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work, the heat transfer in packed bed with gas-liquid co-current downflow and upflow was investigated. The influence of hydrodynamic factors, of the size and shape of particles, of the length of the thermal section and of the direction of flow on thermal parameters were evaluated. At first, a study about the hydrodynamic behavior (flow regimes and liquid saturation) were carried out. It was verified that flow regimes and liquid saturation were affected by gas and liquid flow rates and particle characteristics (shape and size). Five pseudo-homogeneous models were evaluated in order to obtain the thermal parameters. The traditional model to two-parameters was chosen because it presented good fits and more reliable parameters. The heat transfer was higher in upflow than in downflow. The temperature profiles obtained were flat in some conditions in upflow. The wall-heat transfer coefficient (hW) was affected by the length of the thermal section and mainly, by liquid flow rate in both downflow and upflow. The radial effective thermal conductivity (kr) also was affected by the length of the thermal section and liquid flow rate. The gas flow rate affected this parameter in upflow. Besides, the particle characteristics, shape and mainly size, affected kr. / Neste trabalho foi estudada a transferência de calor em leito fixo com escoamento gás-líquido concorrente vertical, avaliando-se a influência de fatores como a fluidodinâmica, o tamanho e a forma da partícula, o comprimento da seção térmica e o sentido do escoamento sobre os parâmetros térmicos. Primeiramente realizou-se um estudo sobre o comportamento fluidodinâmico do leito, através da determinação dos regimes de escoamento e da saturação de líquido. Neste estudo verificou-se que há influência das vazões dos fluidos e das características do recheio sobre as características fluidodinâmicas avaliadas. Para a obtenção dos parâmetros térmicos foram avaliados cinco modelos pseudo-homogêneos e optou-se pelo modelo tradicional a dois parâmetros por apresentar bons ajustes e parâmetros térmicos mais confiáveis. Verificou-se que a transferência de calor foi mais intensa no escoamento ascendente onde inclusive foram obtidos perfis planos de temperatura. O coeficiente de troca térmica na parede (hP) foi influenciado pelo comprimento da seção térmica e principalmente, pela vazão de líquido em ambos sentidos de escoamento. A condutividade térmica efetiva radial (kr) também foi influenciada pelo comprimento da seção térmica e pela vazão de líquido. A vazão de gás também apresentou-se importante sobre esse parâmetro no escoamento ascendente. Além disso, as características do recheio, forma e principalmente o tamanho da partícula, influenciaram este parâmetro.

Made available in DSpace on 2015-03-26T12:34:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3072665 bytes, checksum: 5059ff6769784ba9baead96238de083b (MD5) Previous issue date: 2013-05-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In geotechnical problems of flow, the main variables that characterize the hydraulic behavior in an unsaturated medium, is the water retention curve (WRC) and the hydraulic conductivity function (HCF) of the soil. Experimental determination of these properties is generally time-consuming and costly, leading professionals to use simplifications that may eventually prejudice the projects, increasing costs and compromising safety. In order to help reduce this difficulty, in this thesis, a procedure and equipment adapted into a small centrifuge commonly used in medical applications were developed, allowingto obtain hydraulic properties (WRC and HCF) of soils in a much shorter time. The technique involves exposing soil samples initially saturated to a circular motion, resulting in a centripetal acceleration and a mass force sufficient to overcome capillarity and force fluid drainage. The equipment is able to simultaneously obtain four WRCs and four HCFs. To verify the performance of the new equipment, two soils with different characteristics, one clayey sand (SC) and a high plasticity clay (CH), were tested. The WRCs obtained with the centrifugewere compared with ones obtained by traditional methods offilter paper and pressure plate. Comparisons were appropriate up to suctions of the order of 500 kPa, the current limit of the equipment developed. For soils that require higher suctions, a proposal was made to add to the data obtained with the centrifuge, a point given by the filter paper close to the residual moisture of the soil. The methodology for obtaining the HCF is of the transient type using multiple steps, in which one applies an increase in the matric suction value, and measure the volume of water that flows out of the specimen. The HCFs obtained by centrifugal method were compared with the one given by the theoretical model of van Genuchten- Mualen and points directly measured with a flexible wall permeameter and constant flow application developed by Guimarãeset. al. (2008).Comparisons were good, especially for the thicker texture soil (SC). The maximum times to obtain the WRCs and HCFs were two days for soil SC and three days for soil CH. The methodology is efficient and reduces, significantly, the time required to obtain hydraulic properties of soils. / Em problemas geotécnicos de fluxo, as principais variáveis que caracterizam o comportamento hidráulico em um meio não saturado, são a curva de retenção de água (CRA) e a função de condutividade hidráulica (FCH) do solo. A determinação experimental destas propriedades é, geralmente, demorada e onerosa, levando os profissionais a utilizar simplificações que, eventualmente, podem prejudicar osprojetos, aumentando os custos e comprometendo a segurança. No sentido de contribuir para diminuir esta dificuldade, desenvolveu-se nesta tese, um procedimento e aparatos que, adaptados em uma centrifuga de pequeno porte comumente usada em aplicações médicas, permitem obter as propriedades hidráulicas (CRA e FCH) de solos em um tempo bem menor. A técnica consiste em expor amostras de solos inicialmente saturadas a um movimento circular, gerando uma aceleração centrípeta e uma força de massa suficiente para vencer as forças capilares e forçar a drenagem do fluido. O equipamento é capaz de obter simultaneamente quatro CRAs e quatro FCH. Para verificar o funcionamento do novo equipamento, foram utilizados dois solos com características distintas, uma areia argilosa (SC) e uma argila de alta plasticidade (CH). As CRAs obtidas por meio da centrífuga foram comparadas com as CRAs obtidas pelos métodos tradicionais do papel filtro e da placa de pressão. As comparações foram adequadas até sucções da ordem de 500 kPa, atual limite do equipamento desenvolvido. Para solos que necessitem de sucções mais altas, foi apresentada uma proposta de acrescentar aos dados obtidos com a centrífuga, um ponto obtido por meio do papel filtro com umidade próxima da residual. A metodologia para obtenção da FCH é a do regime transiente por passos múltiplos, na qual se aplica um acréscimo no valor da sucção matricial e mede-se o volume de água que sai do corpo de prova. AsFCHs obtidas pelo método centrífugo foram comparadas com ado modelo teórico de van Genuchten-Mualen e com pontos medidos diretamente com um permeâmetro de parede flexível e aplicação de vazão constante desenvolvido por Guimarães et. al. (2008). As comparações ficaram boas, principalmente, para o solo com textura mais grossa (SC). Os tempos máximos para obtenção das CRAs e FCHs foram de dois dias para o solo SC e de três dias para o solo CH. A metodologia desenvolvida se mostrou eficiente, reduzindo substancialmente o tempo necessário para se obter as propriedades hidráulicas de solos.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3923778 bytes, checksum: ba62a28da9d2b1f975d52fa2873cd0bc (MD5) Previous issue date: 2013-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The growing importance and use of groundwater turns out to be necessary to evaluate the vulnerability of groundwater to contamination, which can be an important tool for environmental planning. Such evaluation requires a characterization of the physical environment, especially related to its soil and aquifers physical properties, among which the hydraulic conductivity stands out. In this context, this research aims to study the hydraulic conductivity of soils and the assessment of natural vulnerability to groundwater contamination of the Palmital stream watershed, based on a detailed characterization of the study area, located in the rural part of Viçosa city. Furthermore, the research seeks knowledge on the hydraulic conductivity of the soil classes present on the watershed, which are representative of Zona da Mata region, to landfill leachate, in order to verify the possibility of solid waste disposal in natural soil in landfills located in the region hilltops. The characterization of soils hydraulic conductivity at depth was done by the completion of permeability tests in boreholes, in six points on the watershed. The study of hydraulic conductivity of soils also involved the collection of undisturbed soil samples to about 1,0 m deep, at five points on the watershed, with subsequent determination of physical characteristics and performance of variable head permeability tests at laboratory, using water and landfill leachate as fluids. The assessment of the aquifers pollution vulnerability was performed by applying the DRASTIC and GOD methods. The characterization of the study area revealed that the watershed is covered by gneiss residual soils and an unconfined aquifer. Regarding pedology, soils are classified as Red-Yellow Latosols, Red-Yellow Acrisols and Haplic Cambisols. The results obtained in field varied from 10-4 to 10-7 cm.s-1, demonstrating the heterogeneity in soil in relation to the hydraulic conductivity. The results of water permeability laboratory tests have shown that Acrisols have hydraulic conductivity of the order of 10-4 and 10-5 cm.s-1, lower than Latosols and Cambisols, which presented similar values, of the order of 10-3 and 10-4 cm.s-1. The results confirm the effect of the Latosols fabric in its hydraulic behavior compared with other soils with high clay content. The results of leachate permeability laboratory tests have shown that Cambisols have hydraulic conductivity of the order of 10-6 and 10-7 cm.s-1, lower than Latosols and Acrisols. The results of laboratory permeability tests have also demonstrate the hydraulic conductivity of studied residual soils to landfill leachate is lower than to water, mainly due to clogged pores, considering a leachate containing significant amounts of suspended solids. Regarding aquifers vulnerability assessment to contamination, the application of DRASTIC and GOD methods resulted in similar maps and showed the great influence of the depth to water table in the evaluation. The watershed is divided into areas of low and medium vulnerability, the latter being predominant in areas of lower altitude and less wavy relief, where the water table is shallow. In the medium vulnerability areas, there is a risk of groundwater contamination due to the improper disposal of domestic sewage and the presence of animal waste from pig sty, corrals and pastures show that, demonstrating the need for improvement in sanitary structure in the watershed. / A crescente importância e utilização das águas subterrâneas torna fundamental a avaliação da vulnerabilidade à contaminação de aquíferos, a qual pode constituir uma ótima ferramenta de planejamento ambiental. Tal avaliação exige uma caracterização do meio físico, especialmente relacionada às propriedades físicas dos solos e aquíferos, dentre as quais destaca-se a condutividade hidráulica. Nesse contexto, a presente pesquisa tem como objetivos o estudo da condutividade hidráulica dos solos e a avaliação da vulnerabilidade natural à contaminação dos aquíferos da sub-bacia do córrego Palmital, baseada em uma detalhada caracterização da área de estudo, localizada na Zona Rural do município de Viçosa. Além disso, a pesquisa visa o conhecimento sobre a condutividade hidráulica das classes de solo da sub-bacia, representativas da Zona da Mata, ao percolado de aterro sanitário, a fim de avaliar a possibilidade de disposição dos resíduos sólidos sem a adoção de impermeabilização de base em aterros sanitários localizados em topos de morro na região. A caracterização da condutividade hidráulica dos solos em profundidade foi feita através da realização de ensaios de permeabilidade (infiltração) em furos de sondagem, acima do nível d água, em seis pontos da sub-bacia. O estudo da condutividade hidráulica dos solos envolveu também a coleta de amostras indeformadas de solo a cerca de 1,0m de profundidade, em cinco pontos da bacia, com posterior determinação dos índices físicos e realização de ensaios de permeabilidade à carga variável em laboratório, usando água e percolado de aterro sanitário como fluidos. A avaliação da vulnerabilidade à contaminação dos aquíferos foi realizada utilizando os métodos GOD e DRASTIC. A caracterização da área de estudos mostrou que a sub-bacia é coberta por solos residuais de gnaisse e por um aquífero livre. Com relação à pedologia, os solos que cobrem a bacia são classificados em Latossolos Vermelho-Amarelos, Argissolos Vermelho-Amarelos e Cambissolos Háplicos. Os resultados obtidos em campo variaram de 10-4 a 10-7 cm.s-1, evidenciando a heterogeneidade da permeabilidade dos solos em profundidade. Os resultados obtidos nos ensaios de permeabilidade em laboratório utilizando água mostraram que os Argissolos possuem condutividade hidráulica da ordem de 10-4 e 10-5 cm.s-1, menores que os Latossolos e Cambissolos, os quais apresentaram valores próximos, da ordem de 10-3 e 10-4 cm.s-1. Os resultados obtidos nos ensaios de permeabilidade em laboratório utilizando percolado mostraram que os Cambissolos possuem condutividade hidráulica da ordem de 10-6 e 10-7 cm.s-1, menores que os Latossolos e Argissolos. Os resultados confirmam o efeito da estrutura dos Latossolos em seu comportamento hidráulico, se comparado com outros solos com elevada fração de argila. Os resultados dos ensaios de permeabilidade em laboratório mostraram ainda que a condutividade hidráulica dos solos residuais estudados ao percolado de aterro sanitário é menor do que à água, devido principalmente à obstrução dos poros, considerando percolados com quantidades significativas de sólidos em suspensão. Com relação à avaliação da vulnerabilidade de contaminação dos aquíferos da área, a aplicação dos métodos GOD e DRASTIC resultou em mapas parecidos e evidenciaram a grande influência da profundidade do lençol freático na avaliação. A sub-bacia é dividida em áreas de baixa e média vulnerabilidade, sendo as últimas predominantes nas áreas de menor altitude e relevo menos ondulado, onde o lençol freático é mais raso. Nas áreas de média vulnerabilidade, existe risco de contaminação das águas subterrâneas devido à disposição inadequada de efluentes domésticos e à presença de dejetos animais provenientes de pocilgas, currais e pastagens, demonstrando a necessidade de uma melhoria da estrutura sanitária na sub-bacia.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2140887 bytes, checksum: c11c1548ce3cc21faa5903962434d637 (MD5) Previous issue date: 2013-04-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The main focus of this work was to study the influence of physical properties and of a cementing agent in structuring the sand fraction of a sandy soil, considering binaries packing systems applied to glass spheres and to a soil artificially prepared from two natural soils sand fractions. The study covered the following topics: (i) to establish packing curves for binary systems of the artificial soil and glass spheres; (ii) to characterize the mechanical strength and hydraulic conductivity of binary systems of the artificial soil; (iii) to study the influence of the cementing agent Hydrated lime in the artificial soil binary packing systems; (iv) to verify the influence of the artificial soil morphological properties through the comparison of the results of the present testing program and previous research including the parameters density, penetration resistance and soil hydraulic conductivity; and (v) to develop and operationalize a system for capturing images of grains of sand. The soil samples were subjected to pre-treatment for obtaining clean sand fractions which were separated by sieving through twenty-one sieve classes encompassing the diameter range of 0.053 to 2.000 mm. Sequentially, morphometric characterization tests were carried out in the sand fractions, as well as binary packing studies were performed in the sand fractions and in the glass spheres. The main results were: (i) binaries packing of glass spheres and artificial soil clean sand fractions reached a point of maximum density in a composition of approximately 30% of smaller particles; (ii) binaries packing of glass spheres showed larger density gains until the relationship between the larger diameter (D) and the minor diameter (d) was close to 6, and above this value, increases in density occurred to a lesser proportion; (iii) binaries packing of artificial soil sand fractions occurred similarly to binaries packing of glass spheres, but with larger gains until the relationship between the larger diameter (D) and the minor diameter (d) was close to 8; (iv) the hydraulic conductivity and tip penetration resistance of artificial soil binaries packing decreased when increasing the ratio D/d; (v) the cementation by Hydrated lime reduced hydraulic conductivity and increased the tip penetration resistance of the artificial soil binaries packing; (vi) the morphology of the particles influenced significantly the density, hydraulic conductivity and tip penetration resistance of the artificial soil clean sand fraction binaries packing; and (vii) the system developed for the capture of images of sand grains worked properly, with practicality. / Este trabalho direcionou-se ao estudo da influência das propriedades físicas e de um agente de cimentação na estruturação da fração areia de um solo arenoso, considerando-se sistemas de empacotamentos binários aplicados a esferas de vidro e a um solo artificialmente preparado a partir das frações areias de dois solos naturais. A pesquisa abrangeu os seguintes tópicos: (i) estabelecer curvas de empacotamento para sistemas binários do solo artificial e de esferas de vidro; (ii) caracterizar a resistência mecânica e a condutividade hidráulica dos sistemas binários do solo artificial; (iii) estudar a influência do agente de cimentação cal hidratada nos sistemas de empacotamentos binários do solo artificial; (iv) verificar a influência das propriedades morfológicas através da comparação dos resultados do presente estudo e de trabalho prévio, considerando parâmetros como densidade de empacotamento, resistência à penetração e condutividade hidráulica; e (v) desenvolver e tornar operacional um sistema para a captura de imagens de grãos de areia. As amostras de solo foram submetidas a prétratamentos para obtenção da fração areia limpa e posterior peneiramento para separação em vinte e uma classes, entre os diâmetros de 0,053 e 2,000 mm. Sequencialmente, foram realizados ensaios de caracterização morfométrica das suas frações areia, sendo também realizados estudos de empacotamentos binários em esferas de vidro e nas mesmas. Os principais resultados obtidos foram: (i) empacotamentos binários das esferas de vidro e das frações areia limpa do solo artificial atingiram um ponto de máxima densidade em uma composição aproximada de 30% de partículas menores; (ii) empacotamentos binários das esferas de vidro apresentaram ganhos maiores de densidade até relações entre o diâmetro maior (D) e o diâmetro menor (d) próximas a 6, sendo que acima desse valor, aumentos ocorreram em menor proporção; (iii) empacotamentos binários das frações areia do solo artificial ocorreram de forma similar aos empacotamentos binários de esferas de vidro, mostrando-se mais eficiente em relação à elevação da densidade quando a razão D/d se aproximou de 8; (iv) a condutividade hidráulica e a resistência de ponta à penetração dos empacotamentos binários do solo artificial sofreram reduções à medida que se aumentou a relação D/d; (v) a cimentação por cal hidratada reduziu a condutividade hidráulica e elevou a resistência de ponta à penetração dos empacotamentos binários do solo artificial; (vi) a morfologia das partículas influenciou significativamente a densidade, condutividade hidráulica e resistência de ponta à penetração dos empacotamentos binários da fração areia limpa do solo artificial; e (vii) o sistema desenvolvido para a captura das imagens de grãos de areia funcionou de forma adequada, com praticidade.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 9684635 bytes, checksum: 3491aec02ba187b7f125d21090d312b3 (MD5) Previous issue date: 2013-08-01 / This paper presents a slope stability and groundwater flow analysis of rock masses of Alegria Centro and Alegria Sul pits, Samarco Mineração S.A., located in the Iron Quadrangle region, Minas Gerais State, Brazil. The main purpose was to characterize the mechanical properties - throughout GSI and RMR geomechanics classification methods, and hydrogeological characterization, of all rock and soil masses in the studied area, in order to produce data to support the preparation of a suitable pit design covering local particularities. This study included geological-geotechnical mapping, geotechnical drillhole logging, sampling of 45 undisturbed highly weathered block samples (classes V and VI) and drillhole core sampling. Physical and strength tests performed comprised geotechnical characterization tests, direct shear tests, uniaxial and triaxial strength tests and point load tests. To characterize the hydrogeological properties, in addition to the monitoring of groundwater level, field and laboratory experiments were carried out to determine the hydraulic conductivity and frequency fractures analyzes through the Cubic Law relation. In this study slope stability analyzes were performed by limit equilibrium and analyzes of flows by the finite element method, using the software SLIDE Rocscience Inc., with the determination of the critical safety factors before and after the drawdown. / Este trabalho apresenta uma avaliação da estabilidade e do fluxo subterrâneo dos maciços das cavas de expansão da Samarco Mineração S.A., denominadas Alegria Centro e Sul, localizadas na região do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brasil. O principal objetivo foi realizar uma caracterização das propriedades mecânicas para as quais combinaram-se os métodos de classificação geomecânica RMR e GSI, e hidrogeológicas, dos maciços rochosos e solos existentes na área de estudo, de maneira a produzir dados que permitissem a elaboração de um projeto de cava adequado à essas características. Este estudo contou com mapeamento geológico-geotécnico, descrição geotécnica de testemunhos de sondagens rotativas, amostragem de 45 blocos indeformados de rochas de alto grau de alteração (classes V e VI) e amostragem de testemunhos de furos de sondagens. Para caracterização das propriedades de resistência foram realizados ensaios de caracterização física, ensaios de cisalhamento direto, ensaios de compressão uniaxial e triaxial e ensaios de resistência à compressão puntiforme. Para caracterização das propriedades hidrogeológicas, além do monitoramento do nível d água subterrânea, foram conduzidos ensaios para determinação da condutividade hidráulica em campo, em laboratório e análises de frequência de fraturas através da relação conhecida como Lei Cúbica. No presente estudo foram realizadas análises de estabilidades por equilíbrio limite e análises de fluxos pelo método de elementos finitos, utilizando o software SLIDE da Rocscience Inc., com a determinação dos fatores de segurança críticos antes e após o rebaixamento do nível d água.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Parte 1.pdf: 86993 bytes, checksum: 84f9ef5ca3d5e4b6abc44c72fe430745 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Epoxy resin / carbon nanotubes (CN) composites are widely used due to the versatile matrix phase and the excellent properties of the reinforcing phase. However, the development of polymer nanocomposites still faces three important challenges: interfacial interaction, dispersion and orientation of the reinforcing phase. This work studied the orientation process of NC by electric field of 100 V/cm, and how this phenomenon changes the properties of these materials. The in situ polymerization method was used to fabricate nanocomposites with multi-walled carbon nanotubes and epoxy resin. We made three sets of nanocomposites, each set contained five concentrations of CN: 0.00, 0.04, 0.08, 0.20 and 0.30 (v/v). In the manufacture of the first set, the samples were not subjected to an electric field during curing, while the second set of samples was prepared under an electric field of 100 V/cm at a frequency of 1 kHz during curing. The third set was prepared under an electric field of 100 V/cm at 60 Hz during curing. Viscosimetry techniques, optical microscopy, scanning electron microscopy, differential scanning calorimetry (DSC) and impedance spectroscopy were used to characterize the dispersion and orientation of carbon nanotubes. The viscosimetry shows that the nanocomposites exhibit a shear thinning behavior for all concentrations studied. However, the viscosity of the material increased considerably with CN concentration, ca. 50% for 0.30% (v/v) NC, difficulting the processing of samples. Optical and electronic microscopies showed that the manufacturing method used to disperse the CN did not provide a homogeneous dispersion. Using the impedance spectroscopy technique it was possible to characterize the orientation of the CN, since the electrical conductivity of all samples submitted to the electric field during curing showed an increase of 2.8 orders of magnitude compared to the set that was not subjected to the electric field. The orientation of the CN decreased the percolation threshold of the samples. Nanocomposite samples not subjected to the electric field during curing (ER) showed a percolation threshold of (0.06 ± 0.02) (v/v), while the set of samples subjected to the electric field (EA) had a percolation threshold (0,010 ± 0,005) (v/v). In these systems the direction of CN showed no dependence on the frequency of the applied electric field during curing, as the electrical conductivity of the samples prepared under the electric field oscillating at 1 kHz and that of the samples prepared at 60 Hz showed similar values. / Compósitos de resinas epoxídicas e nanotubos de carbono (NC) são materiais amplamente estudados para potenciais aplicações funcionais e estruturais, pois a fase matriz polimérica é versátil e a fase reforço apresenta excelentes propriedades. Porém, o desenvolvimento destes nanocompósitos poliméricos ainda enfrenta três desafios para que as propriedades da fase reforço sejam transferidas à matriz: a interação interfacial, a dispersão e a orientação da fase reforço. Nesse trabalho foi estudado o processo de orientação de NC por campo elétrico de 100 V/cm e como esse fenômeno altera as propriedades desses materiais. O método de polimerização ��in situ�� foi usado para fabricar nanocompósitos com nanotubos de carbono de paredes múltiplas e resina epóxi baseada no éter diglicidílico do bisfenol A (DGEBA), tendo em vista o estudo das suas propriedades elétricas. Foram fabricados três conjuntos de nanocompósitos, cada conjunto continha cinco concentrações de NC: 0,00; 0,04; 0,08; 0,20 e 0,30 % (v/v). Na fabricação do primeiro conjunto as amostras não foram submetidas ao campo elétrico durante a cura. Na fabricação do segundo conjunto as amostras foram submetidas a um campo elétrico de 100 V/cm com frequências de 1 kHz durante a cura. Na fabricação do terceiro conjunto as amostras foram submetidas a um campo elétrico de 100 V/cm com frequências de 60 Hz durante a cura. As técnicas de viscosimetria, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e espectroscopia de impedância foram usadas para caracterizar a dispersão e orientação dos nanotubos de carbono. A viscosimetria mostrou que os nanocompósitos apresentam um comportamento pseudoplástico para todas as concentrações estudadas. Contudo, o aumento da concentração de NC aumentou também a viscosidade do material, em cerca de 150 % para 0,30 %(v/v) de NC, dificultando o processamento das amostras. As técnicas de microscopia ótica e eletrônica mostraram que o método de fabricação usado para dispersar os NC não proporcionou uma dispersão homogênea em escala nanométrica. Já com a técnica de espectroscopia de impedância foi possível caracterizar a orientação dos NC, pois a condutividade elétrica do conjunto de amostras submetidas ao campo elétrico durante a cura apresentou um incremento de 2,8 ordens de grandeza quando comparado ao conjunto não submetido ao campo elétrico. A orientação dos NC diminuiu o limiar de percolação das amostras, pois o conjunto de amostras de nanocompósitos não submetidas ao campo elétrico durante a cura apresentou um limiar de percolação de (0,06 ± 0,02) % (v/v). Já o conjunto de amostras de nanocompósitos submetidas ao campo elétrico apresentou um limiar de percolação de (0,010 ± 0,005) % (v/v). Nesse sistema a orientação dos NC não apresentou dependência à frequência do campo elétrico aplicado durante a cura, pois a condutividade elétrica das amostras submetidas ao campo elétrico oscilando a 1 kHz e das amostras submetidas ao campo elétrico oscilando a 60 Hz apresentaram valores similares.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:53:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2371434 bytes, checksum: 9feb77190f039aa7f22992e3cc4e4ad9 (MD5) Previous issue date: 2012-02-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This dissertation studied the behavior thermal, physical and mechanical of mortar coatings composed of pure gypsum, plaster / EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) and gypsum / vermiculite applied on surfaces of building walls in order to reduce the thermal load on the walls consisted of conventional ceramic bricks and cement-sand mortar, taken as a reference. The objective was to obtain a material capable of reducing the thermal load and therefore the consumption of electrical energy used in air conditioning system for the thermal comfort of people and protection of equipment from the electrical substation of CHESF located in Milagres, in the semi-arid northeast of Brazil. The mortars were developed at the Laboratory for Testing Materials and Structures LABEME / UFPB, and underwent tests assessing their physical and mechanical properties. The result showed that the mortars have developed physical and mechanical properties that satisfy the standards in Brazil, being suitable the use of coating internal and external walls. Moreover, its application involves the reduction of non-degradable material released in nature, as the residue of EVA. The thermal conductivity of each mortar was obtained at the Laboratory of Porous Media and Thermophysical Properties LMPT UFSC-through flowmetric method. The mortar plaster, plaster / EVA and gypsum / vermiculite showed the thermal conductivity of 0.43 W / mK, 0.41 W / mK and 0.22 W / mK, respectively, behaving as thermal insulation. The results showed that the coating using mortar and plaster gypsum / EVA had a 18% reduction of thermal load of the environment on the wall by reference. And using the coating gypsum mortar / vermiculite this reduction reached 36%. / A presente dissertação estudou o compartamento térmico, físico e mecânico das argamassas de revestimentos compostas por gesso puro, gesso/EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) e gesso/vermiculita aplicadas nas superficies das paredes de edificação visando à redução da carga térmica relativamente às paredes convencionais constituídas de tijolos de cerâmica e argamassas de cimento-areia, tomadas como referência. O objetivo foi obter um material capaz de reduzir a carga térmica e, por conseguinte, o consumo da energia elétrica utilizada no sistema de ar condicionado para o conforto térmico das pessoas e a proteção dos equipamentos de uma subestação elétrica da CHESF localizada em Milagres, na região semi-arida do nordeste brasileiro. As argamassas foram desenvolvidas no Laboratório de Ensaio de Materiais e Estruturas LABEME/UFPB, onde foram submetidas a testes da avaliação de suas propriedades fisicas e mecânicas. O resultado mostrou que as argamassas desenvolvidas têm propriedades físicas e mecânicas que satisfazem às normas brasileiras, sendo adequedas ao uso de revestimento de paredes internos e externos. Além disso, sua aplicação implica a redução de material não degradável lançado na natureza, como o residuo de EVA. A condutividade térmica de cada argamassa foi obtida no Laboratório de Meios Porosos e Propriedades Termofisicas LMPT-UFSC, através do método fluxometrico. As argamassas de gesso, gesso/EVA e gesso/Vermiculita apresentaram as condutividades térmicas de 0,43 W/mK, 0,41 W/mK e 0,22 W/mK, respectivamente, comportando-se portando, como isolamentes térmicos. Os resultados mostraram que utilizando o revestimento da argamassa de gesso e de gesso/EVA tem-se uma redução de 18% de carga térmica do ambiente em relação à parede de referencia. E utilizando o revestimento da argamassa de gesso/vermiculita essa redução chega a 36% .