Objetivo: verificar, através de análise por elementos finitos e de uma etapa experimental, se o ensaio de torção, como ensaio de resistência de interfaces adesivas, seria capaz de levar os espécimes à ruptura sob tensões de cisalhamento e se ele seria vantajoso em relação ao ensaio de cisalhamento. Material e Método: para a análise de tensões pelo método dos elementos finitos, os modelos tridimensionais dos dois ensaios foram constituídos por cilindro de compósito, uma camada de adesivo e um cilindro de dentina com maior diâmetro. Os espécimes foram simulados nos tamanhos convencional e micro, numa proporção de 5:1, exceto pela camada de adesivo, de espessura constante. Foram simulados dois módulos de elasticidade do cilindro de compósito (híbrido e baixa viscosidade) e, para os modelos de cisalhamento, variaram as distâncias entre o local de carregamento e a interface adesiva. Foram analisados os valores das tensões máxima principal e cisalhamento máximo e a proporção entre elas ao longo da interface dentina/adesivo; a direção dos vetores de tensão máxima principal; e o local dos picos de tensão. Na etapa experimental, foram construídos cilindros de compósito (híbrido e de baixa viscosidade) nos tamanhos convencional e micro, aderidos a uma superfície de dentina bovina por meio de três sistemas adesivos. O esforço de cisalhamento foi aplicado com fio ortodôntico a uma distância da interface adesiva baseada na literatura e, para os ensaios de torção e microtorção, foram desenvolvidos dispositivos específicos para a aplicação do torque. Os resultados de tensão de ruptura foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey. Todas as superfícies de fratura foram analisadas por meio de microscopia eletrônica de varredura. As frequências das fraturas adesivas e coesivas foram submetidas ao teste exato de Fisher e relacionadas aos valores de tensão de ruptura experimentais, bem como suas características foram relacionadas às tensões observadas pelo método dos elementos finitos. Os parâmetros experimentais de comparação entre os ensaios foram: poder de detecção de diferenças significantes entre os sistemas adesivos; constância da classificação relativa dos mesmos ao alterar as configurações dos ensaios e frequências dos tipos de fratura. Resultados: ambos os ensaios apresentaram um estado complexo de tensões com distribuição nãouniforme. Não foi notada menor sensibilidade dos resultados do ensaio de torção às mudanças das configurações do teste, nem uma maior capacidade para detectar diferenças significantes entre os adesivos do que o ensaio de cisalhamento. O ensaio de torção apresentou maior dificuldade de execução prática e maiores frequências de fraturas coesivas, porém, estas ocorreram mais no cilindro de compósito, enquanto no cisalhamento, ocorreram mais na dentina. Não houve certeza sobre o tipo de tensão que tenha levado à fratura nos dois tipos de ensaio. Conclusões: embora não se tenha certeza se o ensaio de torção leva à ruptura sob tensões de cisalhamento e tenham sido notadas desvantagens práticas de execução do ensaio, este apresenta uma característica que sugere novos estudos: ocorrência de fraturas coesivas principalmente no cilindro de compósito, o que poderia, talvez, ser resolvido com o reforço do material do cilindro. / Objective: verify, by finite element analysis (FEA) and laboratorial tests, if the torsion bond strength test is able to lead adhesive interface to fracture under shear stress and if it would be more advantageous than wire-loop shear test. Material and method: for stress analysis by finite element method, the 3D models of both tests consisted of a resin composite cylinder, an adhesive layer and a dentin cylinder with a larger diameter. The specimens were simulated with both conventional and micro sizes, in a 5:1 ratio, except for the adhesive layer, kept in a constant thickness. Two values of elastic modulus were simulated for the composite cylinder (hybrid and flowable). For the shear models, different distances were simulated between the load point and the adhesive interface. The values of maximum principal and maximum shear stresses and the ratio between both types were analyzed along the adhesive interface, as well as the maximum principal vectors direction and the local of stress peaks. For the laboratorial tests, cylinders of hybrid and flowable resin composite, in both micro and conventional sizes, were adhered onto dentin surfaces by means of 3 adhesive systems. The shear load was applied with a metallic wire-loop at distances from the interface based on literature and, for the torsion test, the torque was applied by specific apparatus developed for that. The values of bond strength were submitted to analysis of variance and Tukeys test. Fracture surfaces were analyzed by scan electron microscopy. The frequencies of fracture types were compared by Fishers test and its relationship with bond strength values were verified, as well as the relationship between fracture features and stresses results obtained by FEA. The experimental parameters for comparison between both tests were: ability for detecting significant differences among the 3 adhesives, change of adhesives ranking while varying the test configuration and frequency of fracture types. Results: both tests showed non-uniform stress distribution. It was not noticed a lower sensibility of torsion test results to changes of the test configurations, nor a major ability for detecting significant differences among the adhesive systems than showed the shear test. The torsion test showed to be more difficult to execute and exhibited a higher frequency of cohesive fracture, however, that occurred most of the time in the composite cylinder, while it occurred mainly in dentin in shear test. There was no certainty about the kind of stress that lead to specimen fracture in both tests. Conclusions: although there was no certainty about the kind of stress that lead to specimen fracture and the major difficulty of execution of torsion test, this test exhibited a feature that suggests future studies: the occurrence of cohesive fracture mainly in the composite cylinder, which could be solved, maybe, by reinforcing the cylinder material.

Esta tese apresenta os princípios e a formulação de um modelo não-linear de atrito estático em interface de concreto areia. A hipótese básica para desenvolvimento das equações consiste na ocorrência do atrito de deslizamento (atrito verdadeiro), do atrito de rolamento (rearranjo das partículas) e da dilatância (variação de volume durante o cisalhamento). A solução analítica do modelo considera o efeito da rugosidade da superfície de contato, da curva granulométrica da areia e do seu estado de compacidade inicial. Foram realizados ensaios de cisalhamento direto com carga normal constante em interface de contato entre concreto e areia com seção de 500 mm x 500 mm com o objetivo de permitir a calibração do modelo proposto. É discutida e sugerida a incorporação da equação constitutiva desse modelo em análises de interação solo-estrutura via método dos elementos finitos. Sua aplicabilidade é demonstrada através da análise 1D e 2D de estacas de atrito executadas em areia e submetidas a carregamentos de compressão / This thesis presents the principles and formulation underlying a concrete-sand interface nonlinear static friction model. The basic hypothesis employed in the development of the model equation takes into account the interface sliding friction (true friction), a rolling friction (particle rearrangement) and dilatancy(volume variation during shear). The model analytical solution considers the effect of roughness of the contact surface, the grain size distribution and its initial state of compactness of the sand. To calibrate the proposed model, a direct shear stress test under constant load was carried out along a 500mm x 500mm section concrete-sand interface. Furthermore, a discussion and suggestion of the inclusion of the model constitutive equation applied to the analysis of soil-structure interaction using the finite element method are presented. The applicability of the proposed model is proven through the analysis of 1-D and 2-D skin friction piles made of sand mass subjected to compression load

[pt] Esta pesquisa teve como objetivo investigar o comportamento tensão-deformação-resistência da areia da Praia de Ipanema, RJ, em ensaios de cisalhamento simples (DSS) realizados em corpos de prova secos, cisalhados a volume constante sob carregamento monótono de deformação controlada. Foi desenvolvido um procedimento para moldagem de corpos de prova de areia na condição seca para ensaios de DSS. Os corpos de prova foram moldados nos domínios de compacidade relativa (CR) fofo, médio, compacto e muito compacto. Para cada um desses domínios de CR, foram realizados ensaios de DSS sob os seguintes valores de tensão vertical inicial: 25, 50, 100, 150, 300, 500 e 750 kPa. Os resultados permitiram avaliar a influência da tensão vertical inicial e do índice de vazios pré-cisalhamento (epc) na variação da tensão vertical (variação da tensão vertical no cisalhamento) necessária para manter a altura (e o volume) do corpo de prova constante durante o cisalhamento, na taxa de mobilização de ângulo de atrito no plano horizontal em relação à distorção, no valor do ângulo de atrito máximo mobilizado no plano horizontal, no valor da tensão cisalhante na ruptura, no valor da distorção na ruptura, bem como nos valores dos módulos de cisalhamento secantes G25 e G50. / [en] This research aimed to investigate the stress-strain-strength behavior of the Ipanema Beach (RJ) sand in direct simple shear tests (DSS) carried out on dry specimens, sheared at constant volume under strain-controlled static loading. A procedure for preparing dry sand specimens was developed for DSS tests. The specimens were prepared in loose, medium, dense and very dense domains of relative density (Dr). For each of these Dr domains, DSS tests were carried out under the following initial vertical stress values: 25, 50, 100, 150, 300, 500 and 750 kPa. The results allowed to evaluate the influence of the initial vertical stressand the pre-shear void ratio (epc) on the vertical stress change (variation of vertical stress in shear) necessary to keep the specimen height (and volume) constant during shear, on the rate ofmobilization of the friction angle in the horizontal plane in relation to distortion, on the value of the maximum friction angle mobilized in the horizontal plane, on the value of the shear stress at failure, on the value of the distortion at failure, as well as on the values of the secant shear modulus G25and G50.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-11-10T14:50:12Z No. of bitstreams: 1 CARLOS ALBERTO MARQUES DOS ANJOS - DISSERTAÇÃO PPGECA 1992..pdf: 32207870 bytes, checksum: 40dd8e34e2d3e3630817b7ad57cbfa48 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-10T14:50:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CARLOS ALBERTO MARQUES DOS ANJOS - DISSERTAÇÃO PPGECA 1992..pdf: 32207870 bytes, checksum: 40dd8e34e2d3e3630817b7ad57cbfa48 (MD5) Previous issue date: 1992-12-11 / Esta dissertação apresenta os resultados de uma pesquisa sobre as encostas de Maceió. Como se sabe, na cidade de Maceió, capital do Estado de Alagoas, a exemplo dos grandes centros populacionais, cresce de forma desordenada. Com isso é contaminada com problemas de ordem social, pelo assentamento desordenado de população de baixa renda em áreas de encostas com declividades superiores a 45%. Essas encostas, que ligam os tabuleiros às planícies, são geologicamente constituídas de sedimentos terciários do Grupo Barreiras - Formação Guararapes. Constituem-se de solos areno-argilosos de baixa permeabilidade e baixa a nehuma plasticidade. Por fim, são constituídos mineralogicamente por quartzo, caulinita e ilinita. Os ensaios triaxiais (UU) e de cisalhamento direto confirmaram elevada resistência à ruptura quando os solos encontram-se em baixos teores de umidade, ou mesmo na umidade natural. No entanto essa resistência decai em cerca de quatro vezes, quando o teor de umidade aproxima-se da saturação. Por fim, o estudo da estabilidade realizado através de método de Bishop, mostra que todas as encostas pesquisadas são estáveis nas épocas de estiagem e, instáveis durante chuvas de longa duração. / This thesis presents the results of an investigation carried aut in order to assess the condition of Maceió Slopes. The City of Maceió, capital of the state of Alagoas (Brazil), like many other coturbation nationwide, grows without any land-use control. Consequently, the number of social problems increases rapidly, due to the disorrdely ocupation of city slopes by low-income population. Even slopes with declivity above 45% is largely ocupied. The city slopes connects the plateau and the plains and are formed by the terciary sediments of the Barreiras Group - Guararapes formation. They are formed by sand-clay soils, with low permeability and low to none plasticity. Mineralogically they are formed by quartz, kaolinaud and ilite. Trixials tests (UU) and direct shear strenght confirm the hight strenght to breaking load when soils have low levels of humidity. However this strenght decreases almost four times when humity level is enar saturation. In conclusion, the research shows through the Bishop method, that all slopes studies are stable during dry seasons, and unstable during long rainning season.

[pt] Neste presente trabalho buscou-se avaliar a características de resistência ao cisalhamento e da relação sucção-umidade de um solo tropical maduro encontrado no campo experimental II da PUC-Rio, localizado na cidade do Rio de Janeiro. Para a determinação da resistência ao cisalhamento deste solo, foram executados ensaios de cisalhamento direto em amostras submersas utilizando equipamento convencional e ensaios de cisalhamento direto com sucção controlada em amostras com umidade natural. Os ensaios de cisalhamento direto com sucção controlada foram executados utilizando o equipamento desenvolvido na PUC-Rio por de Campos (1988), na qual utiliza a técnica de translação de eixos desenvolvida por Hilf (1956) para o controle da sucção aplicada. Para a determinação da relação sucção-umidade, foram realizados ensaios para a medição da sucção utilizando-se o método do papel filtro. Através dos resultados deste ensaio foi possível a determinação da curva característica do solo em estudo. Foram realizados também ensaios de compressão diametral a fim de se estabelecer uma relação entre a resistência à tração deste solo versus sua sucção. Através da análise dos resultados experimentais, foi possível a determinação da envoltória de resistência ao cisalhamento em 3 dimensões considerando a proposta de Fredlund et al. (1978), na qual se baseia na utilização das variáveis de tensão (tensão normal n - ua) e (ua - uw). / [en] In this present work one searched to evaluate the characteristics of shear strength and the suction-moisture relation of a tropical mature soil found in experimental field II of PUC-Rio, located in the city of Rio de Janeiro. For the determination of the shear strength of this soil, direct shear test in submerged samples using conventional equipment and direct shear tests with controlled suction in samples with natural moisture had been executed. The direct shear tests with controlled suction had been executed using the equipment developed in PUC-Rio for De Campos (1988), in which it uses the technique of translation of axles developed by Hilf (1956) for the control of the applied suction. Tests for the measurement of the suction which uses the filter paper method was carried through for the determination of the suction-moisture relation. Through the results of this test, the determination of the soil-water characteristic curve of this soil was possible. Diametrical compression test had also been carried through in order to establish a relation between the tensile strength of this soil versus its suction. Through the analysis of the experimental results, the determination of the shear strength envelope in tri-dimensions was possible considering the proposal of Fredlund et al. (1978), on which it bases on the use of the variables of tension (normal tension n - ua) and (ua - uw).

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-27T17:05:59Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcel Willian Reis Sales - 2014.pdf: 4208639 bytes, checksum: b181bf240488740db8489468fb605743 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-27T18:54:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcel Willian Reis Sales - 2014.pdf: 4208639 bytes, checksum: b181bf240488740db8489468fb605743 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-27T18:54:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcel Willian Reis Sales - 2014.pdf: 4208639 bytes, checksum: b181bf240488740db8489468fb605743 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-08-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Composite beams of steel and concrete are studied for some time. The mechanism of transfer of longitudinal shear stresses on the interface between the beam and the slab usually occurs by means of shear connectors. In this case, the set of two materials behavior depends on the strength and rigidity of the connector on the interface, being well known for connectors with pin-type head associated with massive concrete slab. However, there is little information on shear connectors with pin-type head associated with hollowcore slab concrete. This study aims to determine, by means of direct shear tests, the resistance of connectors with pin-type head when associated with cellular slab and precast concrete presence of cover concrete. Hollow core slabs are analyzed with two different heights and concrete cover of 40 mm in thickness. Is also varied the strength of concrete fill and rate of shear reinforcement at the link. The results are compared with normative prescriptions and suggestions for other jobs. At the end, we propose the modification of an expression commonly used to evaluate the resistance of stud bolt and alveolar slab so as to adapt it to the situation of cellular concrete slab with hood. / As vigas mistas de aço e concreto são estudadas há bastante tempo. O mecanismo de transferência de tensões de cisalhamento longitudinais pela interface entre a viga e a laje normalmente se dá por meio de conectores de cisalhamento. Nesse caso, o comportamento conjunto dos dois materiais depende da resistência e da rigidez do conector na interface, sendo bem conhecido para os conectores do tipo pino com cabeça associados com laje maciça de concreto. Entretanto, há pouca informação sobre conectores de cisalhamento do tipo pino com cabeça associados com laje alveolar de concreto pré-moldado. Este trabalho tem por objetivo determinar, por meio de ensaios de cisalhamento direto, a resistência de conectores do tipo pino com cabeça quando associados com laje alveolar de concreto pré-moldado e presença de capa de concreto. São analisadas lajes alveolares com duas alturas diferentes e capa de concreto de 40 mm de espessura. Também é variada a resistência do concreto de preenchimento e a taxa de armadura transversal à ligação. Os resultados são comparados com prescrições normativas e sugestões de outros trabalhos. Ao final, é proposta a modificação de uma expressão normalmente utilizada para avaliar a resistência do conector tipo pino com cabeça e laje alveolar de modo a adequá-la à situação de laje alveolar com capa de concreto.