Neste trabalho, estudaram-se os mecanismos de desgaste por deslizamento dos aços AISI 304 e AISI 316 em função da carga normal (de 6 N a 20 N) e da velocidade tangencial (de 0,07 m/s a 0,81 m/s). De acordo com o planejamento fatorial 23, realizaram-se ensaios de desgaste em equipamento convencional, do tipo pino-contra-disco. Foram usadas técnicas de análise das superfícies e das partículas após o desgaste: microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X, espectroscopia Mössbauer, rugosidade, temperatura e dureza instrumentada. Concluiu-se que os mecanismos de desgaste por deslizamento para os aços AISI 304 e AISI 316 são dominados pela deformação plástica (desgaste por oxidação de partículas metálicas, desgaste adesivo e desgaste misto). A variação da taxa de desgaste dos dois materiais dependeu do efeito da interação entre os níveis de carga normal e velocidade tangencial. Por meio do planejamento composto central, foi possível obter um modelo empírico da variação da taxa de desgaste em função da carga normal e da velocidade. / In this work, sliding wear mechanism of AISI 304 and AISI 316 austenitic stainless steels were studied as a function of the applied load (from 6 N to 20 N) and the tangential velocity (from 0.07 m/s to 0.81 m/s). Following the 23 factorial design, wear experiments were performed using a conventional pin-on-disc machine. Worn surfaces and wear debris analysis techniques were used: scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy, stylus profiling, surface temperature measurement and instrumented indentation. Plasticity-dominated wear (metallic debris oxidation, adhesive wear and mixed wear) are the sliding wear mechanisms for AISI 304 and AISI 316 steels. The wear rate behavior depended on interaction effect between applied load and tangential velocity. An empirical model of wear rate as a function of applied load and tangential velocity was obtained by means of the central composite design.

O trabalho trata da formulação e implementação numérica de um modelo de dano para o concreto. O objetivo é o de reproduzir laços de histerese observados experimentalmente em diagramas de tensão-deformação uniaxiais quando, a partir de um certo nível de solicitação, e dano correspondente, passam-se a realizar ciclos de descarregamento e recarregamento. O modelo propõe que os laços de histerese resultam da dissipação conjunta decorrente do dano evolutivo e do fenômeno de fricção interna nas faces das fissuras. O fenômeno de fricção interna está relacionado à suposição de que as fissuras não se abrem simplesmente por separação formando faces com superfícies lisas, mas tendem a combinar modos de separação e deslizamento segundo superfícies com uma certa rugosidade. O deslizamento entre as faces das fissuras dá origem a uma deformação por escorregamento, assumida como responsável por um comportamento plástico com encruamento cinemático não-linear. A abordagem termodinâmica considerada no sentido de contemplar a danificação e a fricção interna leva à dedução de que a tensão total num ponto do meio com dano resulta dividida em uma parcela dita tensão elasto-danificada e em uma outra denominada tensão de escorregamento, também dependente do nível de danificação da estrutura. Dois tipos básicos de aplicações são realizadas: as primeiras visam avaliar a influência das variáveis de estado e dos parâmetros do material na forma dos diagramas de tensão-deformação. As outras aplicações são dedicadas à utilização do modelo na análise do comportamento dinâmico de uma viga em concreto armado submetida à vibração forçada. Destaca-se o efeito dos laços de histerese sobre o amortecimento estrutural. Mostra-se que a utilização deste modelo de dano leva à geração de um amortecimento estrutural que com os modelos de dano usuais somente poderia ser obtido a partir da utilização do modelo de amortecimento de Rayleigh, por exemplo, na equação do movimento. / This work deals with numerical formulation and implementation of a damage model to concrete. The aim is to reproduce hysteresis loops observed experimentally in uniaxial stress-strain diagram when cycles of unloading and reloading are produced. The model proposes that the hysteresis loops are due to the coupling between the dissipation of damage process and the internal friction phenomenon between the faces of crack lips. The phenomenon of internal friction is related to the supposition that the crack doesn\'t open itself by separation mode creating plane lips, but there is a tendency to combine opening and sliding modes across irregular surfaces. The sliding between the crack surfaces generates a sliding strain, which is assumed as responsible by a plastic behaviour with non-linear kinematics hardening. The thermodynamic approach considering damage and internal friction leads to the deduction that the total stress at a point is composted by one component named elasto-damage stress and another named sliding stress, both dependent of the structure damage level. Two basic kinds of simulation are performed: the first one aims to evaluate the influence of the state variables and the material parameters over the stress-strain diagrams. The following simulations are dedicated to the use of the model in dynamic analysis of a reinforced concrete beam subjected to vibration. It is emphasized the effect of the structural damping from hysteresis loops. It is showed that the present damage model generates structural damping that could only be obtained with conventional damage model by using the Rayleigh damping approach in the equation of motion.

Neste trabalho, estudaram-se os mecanismos de desgaste por deslizamento dos aços AISI 304 e AISI 316 em função da carga normal (de 6 N a 20 N) e da velocidade tangencial (de 0,07 m/s a 0,81 m/s). De acordo com o planejamento fatorial 23, realizaram-se ensaios de desgaste em equipamento convencional, do tipo pino-contra-disco. Foram usadas técnicas de análise das superfícies e das partículas após o desgaste: microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X, espectroscopia Mössbauer, rugosidade, temperatura e dureza instrumentada. Concluiu-se que os mecanismos de desgaste por deslizamento para os aços AISI 304 e AISI 316 são dominados pela deformação plástica (desgaste por oxidação de partículas metálicas, desgaste adesivo e desgaste misto). A variação da taxa de desgaste dos dois materiais dependeu do efeito da interação entre os níveis de carga normal e velocidade tangencial. Por meio do planejamento composto central, foi possível obter um modelo empírico da variação da taxa de desgaste em função da carga normal e da velocidade. / In this work, sliding wear mechanism of AISI 304 and AISI 316 austenitic stainless steels were studied as a function of the applied load (from 6 N to 20 N) and the tangential velocity (from 0.07 m/s to 0.81 m/s). Following the 23 factorial design, wear experiments were performed using a conventional pin-on-disc machine. Worn surfaces and wear debris analysis techniques were used: scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy, stylus profiling, surface temperature measurement and instrumented indentation. Plasticity-dominated wear (metallic debris oxidation, adhesive wear and mixed wear) are the sliding wear mechanisms for AISI 304 and AISI 316 steels. The wear rate behavior depended on interaction effect between applied load and tangential velocity. An empirical model of wear rate as a function of applied load and tangential velocity was obtained by means of the central composite design.

Os movimentos de massa são fenômenos naturais que fazem parte dos processos de dinâmica superficial que modelam a superfície terrestre. Quando ocorrem em áreas ocupadas, podem provocar perdas econômicas, impactos sociais e, em casos extremos, perda de vidas humanas. O estabelecimento de medidas preventivas para mitigar estes danos demanda a identificação das áreas mais propensas a esses fenômenos. Partindo deste contexto, o objetivo desta dissertação foi desenvolver uma proposta metodológica para mapear a suscetibilidade a escorregamentos no município de Porto Alegre-RS, com o emprego de ferramentas de geoprocessamento. As variáveis utilizadas foram: declividade, geologia, distância de lineamentos, acúmulo de fluxo, uso do solo e cobertura vegetal, as quais foram processadas no software Idrisi. Após a padronização das variáveis por meio da aplicação de funções fuzzy e pela atribuição direta de notas, definiu-se a importância de cada uma na predisposição do terreno a escorregamentos com base na consulta a especialistas, com o apoio da técnica denominada processo analítico hierárquico. A integração das variáveis foi realizada por meio de combinação linear ponderada, estabelecendo-se dois cenários de suscetibilidade a escorregamentos: o primeiro com a suscetibilidade natural e o segundo com a suscetibilidade induzida. Os resultados indicam que as áreas mais suscetíveis a escorregamentos situam-se, principalmente, nos morros da Crista de Porto Alegre e nos morros isolados no sul do município. O restante do município apresenta, de maneira geral, baixa suscetibilidade. A validação dos resultados obteve uma exatidão geral de 95% e 94% respectivamente para os Cenários 1 e 2. As áreas abaixo da curva ROC (Receiver Operating Characteristic) foram respectivamente de 0,960 e 0,966, o que indica que as variáveis e os pesos foram adequados e que ambos os cenários são robustos. Assim, constata-se que as ferramentas de geoprocessamento são úteis no mapeamento da suscetibilidade a escorregamentos, pois tornam ágil o mapeamento e sua atualização, e dão mais clareza e transparência ao processo de avaliação da suscetibilidade. Além disso, o método proposto permite reduzir os esforços nas etapas iniciais da gestão de riscos, possibilitando ao gestor priorizar os mapeamentos mais detalhados nas áreas com maior suscetibilidade. Isso demonstra que as rotinas de apoio à decisão, como as utilizadas neste trabalho, podem ser incorporadas em estudos de suscetibilidade, provendo importantes informações para o planejamento urbano dos municípios. / Mass movements are natural phenomena that are part of the surface dynamic processes that shape the Earth’s surface. When they occur in urban areas, can cause economic losses, social impacts and, in extreme cases, losses of human lives. The implementation of preventive measures to mitigate those damages requires the identification of the areas prone to these events. Therefore, the aim of this dissertation was to develop a methodological approach to map landslide susceptibility at the municipality of Porto Alegre-RS, with the use of geoprocessing tools. The variables used were: slope, geology, distance from lineaments, flow accumulation and land use, which were processed in the Idrisi software. After the standardization of the variables through the application of fuzzy functions and the direct assignment of notes, the importance of each one on the predisposition of landslides was defined, based on the opinion of experts, with the support of the technique entitled analytic hierarchy process (AHP). The integration of the variables was based on weighted linear combination, resulting in two scenarios: the first with the natural susceptibility and the second with the induced susceptibility. The results indicate that the most susceptible areas to landslide are located in the hills of the Crista de Porto Alegre and in the isolated hills located at the south of the municipality. The remaining area has, in general, low susceptibility. The validation of the results obtained an overall accuracy of 95% and 94%, respectively for Scenarios 1 and 2. The areas under the ROC (Receiver Operating Characteristic) curve were respectively 0.960 and 0.966, indicating that the variables and weights were adequate and both scenarios are robust. Thus, it is noted that geoprocessing tools are useful to map the landslide susceptibility, since they make the mapping process and its updates agile, and give more clarity and transparency to the susceptibility assessment process. In addition, the proposed method reduces efforts in the early stages of risk management, enabling the manager to prioritize the most susceptible areas for detailed mappings. This demonstrates that decision support routines, such as those used in this dissertation, can be incorporated into susceptibility studies, providing important information for the urban planning.

Tese (Doutorado) - Universidade de São Paulo, Faculdade de Filosofia Letras e Ciências Humanas. / Made available in DSpace on 2016-01-09T00:20:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1998

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas, Programa de Pós-Graduação em Geografia, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:16:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337953.pdf: 25782169 bytes, checksum: 37d80def6a70d4323961315669610678 (MD5) Previous issue date: 2015 / Nos últimos 35 anos, o baixo vale do rio Itajaí-Açu registrou um aumento na freqüência de eventos climáticos extremos. No evento meteorológico de 2008, a ocorrência generalizada de deslizamentos resultou no maior desastre sócioambiental da historia do Estado de Santa Catarina. Na ocasião, ocorreram aproximadamente 4.000 deslizamentos que vitimaram 135 pessoas e danificaram áreas agrícolas, florestais e, sobretudo, sítios urbanos. Por essa razão, o objetivo desse trabalho é contribuir para o estudo dos deslizamentos no baixo vale da bacia do rio Itajaí-Açu. Tem como ponto fundamental a investigação e avaliação de métodos de análise e modelagem espacial guiada pelos dados (data-driven) e pelo conhecimento de dados do meio físico (knowledge-driven), visando o mapeamento de áreas com suscetibilidade e de risco aos movimentos de massa gravitacional. Na etapa de inventariação dos deslizamentos, os dados obtidos por Sensoriamento Remoto (informações satelitais, aerofotogramétricas) e pela Cartografia em Multimídia tiveram grande utilidade na detecção e mapeamento dos deslizamentos em três cenários distintos (2008, 2011 e 2015). Feições como superfícies de ruptura e cicatrizes de escorregamentos foram identificadas, quantificadas e mapeadas, baseadas em interpretações e processamento de imagens orbitais e aéreas. Os fatores do meio físico ou temas evidenciais que influenciaram a ocorrência de deslizamento foram calculadas a partir de dados globais (SRTM - 90x90m, ASTER - 30x30m) e locais de elevação (SDS - 3x3m). A associação espacial entre os temas do meio físico e os deslizamentos foi calculada pelos valores de studentized contrast, memberships values, relação de frequência e weighted sum overlay, usando respectivamente, a modelagem Pesos de Evidência, inferência Fuzzy e o Índice de Suscetibilidade a Deslizamento (ISD). No geral, os mapas finais de suscetibilidade relativa a deslizamentos honraram satisfatoriamente os pontos de treinamento (deslizamentos) não utilizados na modelagem, atestando os bons resultados da classificação, sendo que o método de mapeamento guiado pelo conhecimento dos dados - Índice de Suscetibilidade a Deslizamento (ISD) - foi o que apresentou melhor resultado, tanto nos dados orbitais quanto nos dados aéreos. Além disso, os temas evidenciais ou fatores preparatórios do meio físico indicam que o terço superior das vertentes são mais suscetíveis à ocorrência de deslizamentos. Para avaliação de mapas de suscetibilidade em termos ou quantificações de probabilidade absoluta (probabilidade a posteriori), o método binary WofE (Pesos de Evidência) foi aplicado no mesmo conjunto de dados anterior (SRTM - 90x90m, ASTER - 30x30m, SDS - 3x3m). No geral, a maioria das cicatrizes mapeadas ocorre exatamente ou próxima das áreas de maior suscetibilidade, onde estão os maiores valores de probabilidade a posteriori P_k (max), mas também é possível observar a ocorrência de deslizamentos em áreas de média e baixa suscetibilidade ou a posteriori mínima P_k (min). Constatou-se que um mapa ideal de suscetibilidade absoluta seria aquele com altos valores de eficiência e predição, amplitudes elevadas de probabilidade a posteriori máxima e mínima e que atenda a condição de independência condicional dos dados. A adoção de inventários multitemporais e diferentes estratégias de validação permitiu constatar que a construção e aplicação de mapas de suscetibilidade estáticos ou construídos com um único inventário seriam insuficientes ou impraticáveis para gestão de áreas risco. Desta maneira, o ordenamento territorial deve ser conduzido com mapas de perigo ou mapas de suscetibilidade temporais.<br> / Abstract : Over the past 35 years, the lower valley of the Itajaí-Açu river recorded an increase in the frequency of extreme weather events. In meteorological event of 2008, the widespread occurrence of landslides resulted in the greatest socio-environmental disaster in the history of the State of Santa Catarina. At the time, there were about 4,000 landslides which killed 135 people and damaged agricultural areas, forest and above all urban sites. Therefore, our aim is to contribute to the study of landslides in this region, having as a fundamental point the research and evaluation of data-driven and knowledge-driven methods of analysis and spatial modeling for landslide susceptibility and risk mapping. During the preparation of the landslides inventory, the data obtained by remote sensing (orbital and aerophotogrametric) and Multimedia Cartography had great utility in detecting and mapping landslides in three different scenarios (2008, 2011 e 2015). Discernible signs of landslides were identified, quantified and mapped, based on interpretations and processing of satellite and aerial imagery. The Geo-environmental factors that influenced the occurrence of landslides were calculated from global (SRTM - 90x90m, ASTER - 30x30m) and local (SDS - 3x3m) elevation models. The spatial association of these factors with landslides was calculated by studentized contrast, memberships values, frequency ratio e weighted sum overlay, using weights of evidence, fuzzy logic and Landslide Susceptibility Index (LSI) models. Overall, the susceptibility relative maps satisfactorily matched the training points (landslides) not used in modeling, certifying the good results of the classification. The data driven method - Landslide Susceptibility Index (LSI) - showed the best result in both satellite and aerial data. Furthermore, the evidential themes or preparatory factors of the physical environment indicates that the upper third of slopes are more susceptible to the occurrence of landslides For evaluation of susceptibility maps in terms of absolute quantification (unconditional probability), the binary WOFE method was applied in the same datasets (SRTM - 90x90m, ASTER - 30x30m, SDS - 3x3m). In general, most landslides occurs at or close to high susceptibility areas, where are high conditional probability values P_k (max), but it is also possible to observe the occurrence of landslides in low or average susceptibility áreas P_k (min). I found that an optimal susceptibility map of absolute values would be one with high efficiency and prediction (SRC and PRC), high amplitude of maximum and minimum conditional probability and one that satisfies the conditional independence of data. Using multi-temporal inventories and different validation methods helped me to figure that the construction and application of static susceptibility maps or created with a single inventory would be insufficient or impractical for landslide risk management. Therefore, urban and regional planning should be conducted with landslide hazard maps or temporal susceptibility maps.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-11-23Bitstream added on 2014-06-13T20:11:13Z : No. of bitstreams: 1 souza_alo_me_ilha.pdf: 3367880 bytes, checksum: b588a2dedc116340aa90ecceaabc577c (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho versa sobre ondas de gravidade geradas por impacto de massas sólidas em meio líquido. Vários ensaios com materiais granulares, simulando o deslizamento, foram conduzidos em um canal de ondas provido de rampa a montante, sobre a qual esferas de vidro e seixos rolados, de diâmetros distintos, após deslizarem, vinham impactar o meio líquido gerando ondas de submersão. O canal, localizado no Laboratório de Hidráulica e Hidrometria da UNESP – Ilha Solteira, apresenta as dimensões 0,30 m de largura, 0,50 m de altura e 10,00 m de comprimento. Os ensaios com lâmina d’água variando entre 0,13 m e 0,20 m foram executados no intuito de checar algumas propriedades desse complexo processo físico de geração de ondas, quais sejam: o campo de velocidades do material granular incidente (centro de massa e frente de deslizamento), utilizando recursos de cinematografia e tratamento de imagens; determinação de alturas de ondas através de sondas capacitivas micro-controladas; e, por fim, obtenção de velocidades orbitais na zona de geração, através de sondas ADV (Acoustic Doppler Velocimeter). Com o objetivo de validar modelo numérico desenvolvido por Maciel (1991) e aprimorado por Nascimento (2001), os ensaios experimentais subsidiaram o processo de validação do referido modelo, baseado nas equações de Serre, para o caso de materiais granulares, até então não contemplado por outros trabalhos citados na literatura. Foi também brevemente testado, o que requer aprofundamento em trabalho futuro, um modelo numérico lagrangeano, apresentado no Anexo III. Na seqüência, foi também realizada uma análise da transferência de energia do material granular incidente para o meio líquido, cujo principal objetivo era de avaliar o percentual de energia cinética do deslizamento que fora convertido em energias cinética e potencial da onda gerada... / This work is about gravity waves generated by solid mass impact into liquid. Several essays with granular material, simulating a landslide, were conduced in a wave channel provided with an upstream ramp where glass spheres and pebbles (with two different diameter intervals) slide the ramp generating submersion waves. The wave channel is located at UNESP – Ilha Solteira’s Hydraulics and Hydrometrics Laboratory. Its dimension is 0,30 m (width), 0,50 m (high) and 10,00 m (length). The depth of water was from 0,13 m up to 0,20 m. Some properties of the complex physic process of landslide generated waves were investigated: granular material’s velocity field (trough cinematography method and image treatment); wave height was founded with micro controlled capacitance wave gauges; and orbital velocity was acquired by Acoustic Doppler Velocimeter (ADV) gauges. The main aim was to validate a numeric model developed by Maciel (1991) further improved by Nascimento (2001) for granular material generated waves. The experimental essays were essential to the validation of the Serre’s equation based model for granular material (do not contemplated by other works in the literature). A lagrangean numeric model was briefly tested (Anexo III). The energy transfer of the granular material to waves was also analyzed with purpose to evaluate the fraction of the solid’s kinematics energy was converted in wave’s kinematics and potential energies. In the engineering context, this work brings a chapter with several analytic, semi-empiric and empiric methods of water wave’s height estimation. They are based on geometric characteristics and slide’s dynamics. Another chapter compares those methods.

Os movimentos de massa são fenômenos naturais que fazem parte dos processos de dinâmica superficial que modelam a superfície terrestre. Quando ocorrem em áreas ocupadas, podem provocar perdas econômicas, impactos sociais e, em casos extremos, perda de vidas humanas. O estabelecimento de medidas preventivas para mitigar estes danos demanda a identificação das áreas mais propensas a esses fenômenos. Partindo deste contexto, o objetivo desta dissertação foi desenvolver uma proposta metodológica para mapear a suscetibilidade a escorregamentos no município de Porto Alegre-RS, com o emprego de ferramentas de geoprocessamento. As variáveis utilizadas foram: declividade, geologia, distância de lineamentos, acúmulo de fluxo, uso do solo e cobertura vegetal, as quais foram processadas no software Idrisi. Após a padronização das variáveis por meio da aplicação de funções fuzzy e pela atribuição direta de notas, definiu-se a importância de cada uma na predisposição do terreno a escorregamentos com base na consulta a especialistas, com o apoio da técnica denominada processo analítico hierárquico. A integração das variáveis foi realizada por meio de combinação linear ponderada, estabelecendo-se dois cenários de suscetibilidade a escorregamentos: o primeiro com a suscetibilidade natural e o segundo com a suscetibilidade induzida. Os resultados indicam que as áreas mais suscetíveis a escorregamentos situam-se, principalmente, nos morros da Crista de Porto Alegre e nos morros isolados no sul do município. O restante do município apresenta, de maneira geral, baixa suscetibilidade. A validação dos resultados obteve uma exatidão geral de 95% e 94% respectivamente para os Cenários 1 e 2. As áreas abaixo da curva ROC (Receiver Operating Characteristic) foram respectivamente de 0,960 e 0,966, o que indica que as variáveis e os pesos foram adequados e que ambos os cenários são robustos. Assim, constata-se que as ferramentas de geoprocessamento são úteis no mapeamento da suscetibilidade a escorregamentos, pois tornam ágil o mapeamento e sua atualização, e dão mais clareza e transparência ao processo de avaliação da suscetibilidade. Além disso, o método proposto permite reduzir os esforços nas etapas iniciais da gestão de riscos, possibilitando ao gestor priorizar os mapeamentos mais detalhados nas áreas com maior suscetibilidade. Isso demonstra que as rotinas de apoio à decisão, como as utilizadas neste trabalho, podem ser incorporadas em estudos de suscetibilidade, provendo importantes informações para o planejamento urbano dos municípios. / Mass movements are natural phenomena that are part of the surface dynamic processes that shape the Earth’s surface. When they occur in urban areas, can cause economic losses, social impacts and, in extreme cases, losses of human lives. The implementation of preventive measures to mitigate those damages requires the identification of the areas prone to these events. Therefore, the aim of this dissertation was to develop a methodological approach to map landslide susceptibility at the municipality of Porto Alegre-RS, with the use of geoprocessing tools. The variables used were: slope, geology, distance from lineaments, flow accumulation and land use, which were processed in the Idrisi software. After the standardization of the variables through the application of fuzzy functions and the direct assignment of notes, the importance of each one on the predisposition of landslides was defined, based on the opinion of experts, with the support of the technique entitled analytic hierarchy process (AHP). The integration of the variables was based on weighted linear combination, resulting in two scenarios: the first with the natural susceptibility and the second with the induced susceptibility. The results indicate that the most susceptible areas to landslide are located in the hills of the Crista de Porto Alegre and in the isolated hills located at the south of the municipality. The remaining area has, in general, low susceptibility. The validation of the results obtained an overall accuracy of 95% and 94%, respectively for Scenarios 1 and 2. The areas under the ROC (Receiver Operating Characteristic) curve were respectively 0.960 and 0.966, indicating that the variables and weights were adequate and both scenarios are robust. Thus, it is noted that geoprocessing tools are useful to map the landslide susceptibility, since they make the mapping process and its updates agile, and give more clarity and transparency to the susceptibility assessment process. In addition, the proposed method reduces efforts in the early stages of risk management, enabling the manager to prioritize the most susceptible areas for detailed mappings. This demonstrates that decision support routines, such as those used in this dissertation, can be incorporated into susceptibility studies, providing important information for the urban planning.

O trabalho trata da formulação e implementação numérica de um modelo de dano para o concreto. O objetivo é o de reproduzir laços de histerese observados experimentalmente em diagramas de tensão-deformação uniaxiais quando, a partir de um certo nível de solicitação, e dano correspondente, passam-se a realizar ciclos de descarregamento e recarregamento. O modelo propõe que os laços de histerese resultam da dissipação conjunta decorrente do dano evolutivo e do fenômeno de fricção interna nas faces das fissuras. O fenômeno de fricção interna está relacionado à suposição de que as fissuras não se abrem simplesmente por separação formando faces com superfícies lisas, mas tendem a combinar modos de separação e deslizamento segundo superfícies com uma certa rugosidade. O deslizamento entre as faces das fissuras dá origem a uma deformação por escorregamento, assumida como responsável por um comportamento plástico com encruamento cinemático não-linear. A abordagem termodinâmica considerada no sentido de contemplar a danificação e a fricção interna leva à dedução de que a tensão total num ponto do meio com dano resulta dividida em uma parcela dita tensão elasto-danificada e em uma outra denominada tensão de escorregamento, também dependente do nível de danificação da estrutura. Dois tipos básicos de aplicações são realizadas: as primeiras visam avaliar a influência das variáveis de estado e dos parâmetros do material na forma dos diagramas de tensão-deformação. As outras aplicações são dedicadas à utilização do modelo na análise do comportamento dinâmico de uma viga em concreto armado submetida à vibração forçada. Destaca-se o efeito dos laços de histerese sobre o amortecimento estrutural. Mostra-se que a utilização deste modelo de dano leva à geração de um amortecimento estrutural que com os modelos de dano usuais somente poderia ser obtido a partir da utilização do modelo de amortecimento de Rayleigh, por exemplo, na equação do movimento. / This work deals with numerical formulation and implementation of a damage model to concrete. The aim is to reproduce hysteresis loops observed experimentally in uniaxial stress-strain diagram when cycles of unloading and reloading are produced. The model proposes that the hysteresis loops are due to the coupling between the dissipation of damage process and the internal friction phenomenon between the faces of crack lips. The phenomenon of internal friction is related to the supposition that the crack doesn\'t open itself by separation mode creating plane lips, but there is a tendency to combine opening and sliding modes across irregular surfaces. The sliding between the crack surfaces generates a sliding strain, which is assumed as responsible by a plastic behaviour with non-linear kinematics hardening. The thermodynamic approach considering damage and internal friction leads to the deduction that the total stress at a point is composted by one component named elasto-damage stress and another named sliding stress, both dependent of the structure damage level. Two basic kinds of simulation are performed: the first one aims to evaluate the influence of the state variables and the material parameters over the stress-strain diagrams. The following simulations are dedicated to the use of the model in dynamic analysis of a reinforced concrete beam subjected to vibration. It is emphasized the effect of the structural damping from hysteresis loops. It is showed that the present damage model generates structural damping that could only be obtained with conventional damage model by using the Rayleigh damping approach in the equation of motion.

Os movimentos de massa são fenômenos naturais que fazem parte dos processos de dinâmica superficial que modelam a superfície terrestre. Quando ocorrem em áreas ocupadas, podem provocar perdas econômicas, impactos sociais e, em casos extremos, perda de vidas humanas. O estabelecimento de medidas preventivas para mitigar estes danos demanda a identificação das áreas mais propensas a esses fenômenos. Partindo deste contexto, o objetivo desta dissertação foi desenvolver uma proposta metodológica para mapear a suscetibilidade a escorregamentos no município de Porto Alegre-RS, com o emprego de ferramentas de geoprocessamento. As variáveis utilizadas foram: declividade, geologia, distância de lineamentos, acúmulo de fluxo, uso do solo e cobertura vegetal, as quais foram processadas no software Idrisi. Após a padronização das variáveis por meio da aplicação de funções fuzzy e pela atribuição direta de notas, definiu-se a importância de cada uma na predisposição do terreno a escorregamentos com base na consulta a especialistas, com o apoio da técnica denominada processo analítico hierárquico. A integração das variáveis foi realizada por meio de combinação linear ponderada, estabelecendo-se dois cenários de suscetibilidade a escorregamentos: o primeiro com a suscetibilidade natural e o segundo com a suscetibilidade induzida. Os resultados indicam que as áreas mais suscetíveis a escorregamentos situam-se, principalmente, nos morros da Crista de Porto Alegre e nos morros isolados no sul do município. O restante do município apresenta, de maneira geral, baixa suscetibilidade. A validação dos resultados obteve uma exatidão geral de 95% e 94% respectivamente para os Cenários 1 e 2. As áreas abaixo da curva ROC (Receiver Operating Characteristic) foram respectivamente de 0,960 e 0,966, o que indica que as variáveis e os pesos foram adequados e que ambos os cenários são robustos. Assim, constata-se que as ferramentas de geoprocessamento são úteis no mapeamento da suscetibilidade a escorregamentos, pois tornam ágil o mapeamento e sua atualização, e dão mais clareza e transparência ao processo de avaliação da suscetibilidade. Além disso, o método proposto permite reduzir os esforços nas etapas iniciais da gestão de riscos, possibilitando ao gestor priorizar os mapeamentos mais detalhados nas áreas com maior suscetibilidade. Isso demonstra que as rotinas de apoio à decisão, como as utilizadas neste trabalho, podem ser incorporadas em estudos de suscetibilidade, provendo importantes informações para o planejamento urbano dos municípios. / Mass movements are natural phenomena that are part of the surface dynamic processes that shape the Earth’s surface. When they occur in urban areas, can cause economic losses, social impacts and, in extreme cases, losses of human lives. The implementation of preventive measures to mitigate those damages requires the identification of the areas prone to these events. Therefore, the aim of this dissertation was to develop a methodological approach to map landslide susceptibility at the municipality of Porto Alegre-RS, with the use of geoprocessing tools. The variables used were: slope, geology, distance from lineaments, flow accumulation and land use, which were processed in the Idrisi software. After the standardization of the variables through the application of fuzzy functions and the direct assignment of notes, the importance of each one on the predisposition of landslides was defined, based on the opinion of experts, with the support of the technique entitled analytic hierarchy process (AHP). The integration of the variables was based on weighted linear combination, resulting in two scenarios: the first with the natural susceptibility and the second with the induced susceptibility. The results indicate that the most susceptible areas to landslide are located in the hills of the Crista de Porto Alegre and in the isolated hills located at the south of the municipality. The remaining area has, in general, low susceptibility. The validation of the results obtained an overall accuracy of 95% and 94%, respectively for Scenarios 1 and 2. The areas under the ROC (Receiver Operating Characteristic) curve were respectively 0.960 and 0.966, indicating that the variables and weights were adequate and both scenarios are robust. Thus, it is noted that geoprocessing tools are useful to map the landslide susceptibility, since they make the mapping process and its updates agile, and give more clarity and transparency to the susceptibility assessment process. In addition, the proposed method reduces efforts in the early stages of risk management, enabling the manager to prioritize the most susceptible areas for detailed mappings. This demonstrates that decision support routines, such as those used in this dissertation, can be incorporated into susceptibility studies, providing important information for the urban planning.