The dredging activity is increasing worldwide due to ships that require bigger drafts, and consequently deeper navigation channels. Some dredging projects requires the operation of cutter suction dredgers on open waters, once these are capable of removing compact sediments and rocks while still maintaining a good productivity. These facts motivated the creation of a weather driven downtime prediction software for this type of operation, based on simplified calculations of the main dredging systems of a CSD. The motions caused by waves, and the forces and moments caused on these dredgers by winds, waves and currents were analyzed in order to evaluate the influence of each parameter magnitude and direction on the behavior of the vessel. The main criteria of the dredger influenced by this conditions were determined by a literature review as being the swing winch required power, the interaction between the cutterhead and the soil, and the anchoring system resistance, this that can be both a spud pole system stress or the Christmas tree cable tension. In this research, only the spud pole system bending stress was considered. Three mathematical models were developed to represent those systems. Since the non-linearity of the relation between the reaction forces of the dredger and the soil was not an object of the study, this process is represented by a constant user defined reaction force and a horizontal cutterhead velocity model. The efficiency of these models were tested by applying them on a case study of the dredging of the Açu port on the Brazilian coast by the Taurus II dredger. Simultaneous wind, wave and current data data were used as input to these models by creating a time series scenario of the operation period. The results for both scenarios showed that the operation would be close to impossible due to wave generated dynamic stress on the spud pole. / A atividade de dragagem no mundo é cada vez mais significativa em função do aumento dos navios que operam em portos, estes que possuem maior calado e requerem, consequentemente, canais de navegação mais profundos. Alguns projetos de dragagem utilizam dragas de sucção e recalque em mar aberto, dada a capacidade destes equipamentos de remover sedimento compactado e rochas, ainda mantendo uma boa produtividade. Estes fatos motivaram a criação de um programa de previsão de downtime gerado por condições ambientais de dragas de sucção e recalque baseado em modelos matemáticos simplificados. Os movimentos causados por ondas, e as forças e momentos causados na draga por ventos, ondas e correntezas foram analisados de forma a se obter a influência da magnitude e direção de cada um destes parâmetros no comportamento da embarcação. Os principais sistemas da draga influenciados por estas condições foram determinados com base em uma revisão bibliográficas como sendo a potência requerida nos guinchos de varredura, a interação do cortador com o solo e a resistência do sistema de ancoragem, sendo este a tensão de flexão dinâmica na trave do spud ou as tensões de ancoragem pelo sistema de árvore de natal. Três modelos matemáticos foram desenvolvidos para representar estes sistemas. Considerando a não linearidade da interação entre a draga e o solo, este processo foi representado por uma força de reação definida pelo usuário e pela velocidade horizontal do cortador. A eficiência destes modelos foi testada ao aplicá-los em um estudo de caso da dragagem do porto de Açu, na costa brasileira pela draga Taurus II. Valores simultâneos de ondas, ventos e correnteza foram utilizadas como entrada nestes modelos, através da criação de um cenário hipotético de série temporal. Os resultados para ambos os casos demonstraram que a operação seria impossibilitada em função de tensões de flexão dinâmicas no spud maiores que o limite determinado.

The dredging activity is increasing worldwide due to ships that require bigger drafts, and consequently deeper navigation channels. Some dredging projects requires the operation of cutter suction dredgers on open waters, once these are capable of removing compact sediments and rocks while still maintaining a good productivity. These facts motivated the creation of a weather driven downtime prediction software for this type of operation, based on simplified calculations of the main dredging systems of a CSD. The motions caused by waves, and the forces and moments caused on these dredgers by winds, waves and currents were analyzed in order to evaluate the influence of each parameter magnitude and direction on the behavior of the vessel. The main criteria of the dredger influenced by this conditions were determined by a literature review as being the swing winch required power, the interaction between the cutterhead and the soil, and the anchoring system resistance, this that can be both a spud pole system stress or the Christmas tree cable tension. In this research, only the spud pole system bending stress was considered. Three mathematical models were developed to represent those systems. Since the non-linearity of the relation between the reaction forces of the dredger and the soil was not an object of the study, this process is represented by a constant user defined reaction force and a horizontal cutterhead velocity model. The efficiency of these models were tested by applying them on a case study of the dredging of the Açu port on the Brazilian coast by the Taurus II dredger. Simultaneous wind, wave and current data data were used as input to these models by creating a time series scenario of the operation period. The results for both scenarios showed that the operation would be close to impossible due to wave generated dynamic stress on the spud pole. / A atividade de dragagem no mundo é cada vez mais significativa em função do aumento dos navios que operam em portos, estes que possuem maior calado e requerem, consequentemente, canais de navegação mais profundos. Alguns projetos de dragagem utilizam dragas de sucção e recalque em mar aberto, dada a capacidade destes equipamentos de remover sedimento compactado e rochas, ainda mantendo uma boa produtividade. Estes fatos motivaram a criação de um programa de previsão de downtime gerado por condições ambientais de dragas de sucção e recalque baseado em modelos matemáticos simplificados. Os movimentos causados por ondas, e as forças e momentos causados na draga por ventos, ondas e correntezas foram analisados de forma a se obter a influência da magnitude e direção de cada um destes parâmetros no comportamento da embarcação. Os principais sistemas da draga influenciados por estas condições foram determinados com base em uma revisão bibliográficas como sendo a potência requerida nos guinchos de varredura, a interação do cortador com o solo e a resistência do sistema de ancoragem, sendo este a tensão de flexão dinâmica na trave do spud ou as tensões de ancoragem pelo sistema de árvore de natal. Três modelos matemáticos foram desenvolvidos para representar estes sistemas. Considerando a não linearidade da interação entre a draga e o solo, este processo foi representado por uma força de reação definida pelo usuário e pela velocidade horizontal do cortador. A eficiência destes modelos foi testada ao aplicá-los em um estudo de caso da dragagem do porto de Açu, na costa brasileira pela draga Taurus II. Valores simultâneos de ondas, ventos e correnteza foram utilizadas como entrada nestes modelos, através da criação de um cenário hipotético de série temporal. Os resultados para ambos os casos demonstraram que a operação seria impossibilitada em função de tensões de flexão dinâmicas no spud maiores que o limite determinado.

Visų Lietuvoje esančių ežerų valymo darbai, sapropelio kuopimas atliekamas mechaniniu bei hidrauliniu būdais. Pastarasis sapropelio gavybos bei ežero išvalymo būdas paplitęs plačiausiai, nes gamybinės organizacijos dažniausiai naudoja technologiją, kai sapropelis pumpuojamas į specialiai tam paruoštus sėsdintuvus. Sapropelio gavyba bei ežero išvalymas atliekamas žemsiurbės pagalba. Tyrimų tikslas - parinkti geriausią žemsiurbę užpelkėjantiems ežerams valyti. Darbe pateikiama metodika, leidžianti tinkamiausią žemsiurbę išsirinkti pagal penkis kriterijus. Vertintos rusiškos, baltarusiškos, vakarietiškos taip pat anksčiau Lietuvoje naudotos žemsiurbės. Žemsiurbės vertintos daugiakriterinės analizės ELECTRE ir MAUT metodais. Daugiakriterinė analizė atlikta panaudojant programines įrangas HYPSE ir DAM. Už konsultacijas, rengiant, magistrantūros studijų baigiamąjį darbą reiškiu padėką: Doc. dr. A. Ciūniui, lekt. E. Laurinavičiui ir prof. habil. dr. L. Katkevičiui. / The cleaning works of all Lithuanian lakes, excavation of sapropel are carried out either by mechanical or hydraulic means. The latter is the common means of sapropel extraction and lake cleaning. Industrial organizations usually apply technologies so that sapropel is pumped to specially prepared sedimentation tanks. The cleaning of a lake and extraction of sapropel is carried out by the means of a dredger. The aim of the research is to choose the best dredger for the cleaning of swampy lakes. The work discusses methods which allow choosing the best dredger according to five criteria. Russian, Byelorussian, western dredgers and dredgers used in Lithuania earlier have been evaluated following the multi-criteria ELECTRE and MAUT methods. Multi-criteria analysis was carried out using HYPSE and DAM software.

When soluting the contruction of a grab dredger we will deal with suitable solution with reference to its using and capacity, possibilites of its setting in low temperatures and incidental aplication of the exchangeable abrasion - resistant mouldings. There will be made a calculation of forces taking effect on a grab dredger and a check calculation of the chosen structural parts.

The thesis is devoted to determining the parameters of the bucket to increase productivity of dredgers while mining deep-water organic-mineral sediments. It was achieved by increasing the fill factor through determining the rational geometrical parameters of the bucket. Analytical dependencies of the rational height and length of the bucket on the cutting parameters and physical-and-mechanical properties of the excavated sediments were determined. Expressions for defining forces while digging plasticity water-saturated soils were developed. Experimental investigations of the process of digging deep-water organic-mineral sediments in laboratory conditions and in the real conditions of operating single-bucket dredger in the Black Sea at the depth of 1885 m were carried out. The technique for calculation of the bucket\'s parameters was developed.

The thesis is devoted to determining the parameters of the bucket to increase productivity of dredgers while mining deep-water organic-mineral sediments. It was achieved by increasing the fill factor through determining the rational geometrical parameters of the bucket. Analytical dependencies of the rational height and length of the bucket on the cutting parameters and physical-and-mechanical properties of the excavated sediments were determined. Expressions for defining forces while digging plasticity water-saturated soils were developed. Experimental investigations of the process of digging deep-water organic-mineral sediments in laboratory conditions and in the real conditions of operating single-bucket dredger in the Black Sea at the depth of 1885 m were carried out. The technique for calculation of the bucket\'s parameters was developed.