A demanda crescente por petróleo impulsiona a exploração marítima desta riqueza para águas cada vez mais profundas. O aumento da lâmina dágua exige novas soluções de engenharia principalmente no que se refere à operação de unidades flutuantes de produção. Dentre os desafios impostos pelos novos ambientes de prospecção, destaca-se o processo de ancoragem, neste texto explorado sob a ótica da chamada estaca-torpedo. Embora já tenha sido empregada com sucesso na ancoragem de risers e FPSOs, esta solução encontra-se em constante desenvolvimento, sendo a principal fonte de informação acerca dos lançamentos da estaca-torpedo proveniente de uma unidade de medição inercial (UMI). A presente pesquisa baseou-se no estudo desta UMI e teve como objetivos principais verificar seu desempenho e compreender a empregabilidade deste tipo de monitoração em operações submarinas de maneira mais ampla. Além do estudo detalhado dos sensores, foi dada especial atenção aos algoritmos empregados no tratamento dos sinais provenientes da UMI. Foram estudadas técnicas de correção do sinal, quantificação de ruído, desafios inerentes aos sistemas do tipo strapdown e o processo de integração. Como resultado final foi desenvolvido um algoritmo baseado em quatérnios, alternativo ao atualmente empregado para o processamento dos sinais provenientes da UMI que equipa a estaca-torpedo. / The increasing demand on crude oils constantly pushes the offshore exploitation to deeper waters. As the water depth grows, new engineering challenges arise, especially concerning to the operation of floating production units. Among all the technical issues inherent to the new prospection environment, the mooring system is a significant topic and the development of the torpedo-pile takes place at this scenario. This mooring system has already been successfully applied in anchoring risers and FPSOs; nevertheless, it is in constant study and improvement. The major source of information about the torpedo-pile deployment comes from an inertial measurement unit (IMU). The research presented here is based on this IMU and had as main objective verify its performance and also comprehend the applicability of such kind of unit in other subsea processes. Along with the detailed sensors study, it was given special attention to the algorithms used to process the signals from the IMU. Signal correction techniques and noise quantification were investigated as long as challenges intrinsically related to strapdown navigation systems and the integration process. In the end, an alternative data processing algorithm based on quaternions was produced, to be employed in torpedo-pile launching together with its IMU.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Considerando o grande potencial de exploraÃÃo agroindustrial da cajazeira (Spondias mombin L.) e as dificuldades para a produÃÃo de mudas por estaquia realizou-se este trabalho com o objetivo de avaliar a propagaÃÃo vegetativa de cajazeira por estaquia de caule do clone Lagoa Redonda, com o uso de Ãcido indolbutÃrico e de diferentes tipos de estaca. As estacas foram retiradas de plantas adultas, sadias com nove anos de idade do clone copa de cajazeira Lagoa Redonda enxertado sobre umbuzeiro. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 3x2, sendo os fatores: tipos de estaca (apical, mediana e basal) e doses de AIB (0 e 1.000 mg.L-1), com cinco repetiÃÃes e oito estacas por parcela, totalizando 240 estacas. ApÃs a aplicaÃÃo dos tratamentos, as estacas foram colocadas para enraizar em sacos plÃsticos de polietileno contendo como substrato uma mistura de solo hidromÃrfico, esterco bovino e areia quartzosa, na proporÃÃo 1:1:1. As avaliaÃÃes foram realizadas 165 dias apÃs o plantio, sendo avaliado o nÃmero de estacas mortas (EM), de estacas dormentes (ED), de estacas com brotaÃÃes ativas (EBA), de estacas com brotaÃÃes dormentes (EBD), de estacas com calo (EC), de estacas enraizadas (EE), o nÃmero de brotaÃÃes ativas (NBA), de brotaÃÃes dormentes (NBD), de folhas (NF) e de folÃolos (Nfo), a massa seca foliar (MSF) e radicular (MSR), e tambÃm, o nÃmero de mudas aptas para plantio. Observou-se que, apenas para o fator tipo de estaca, houve efeito significativo para as seguintes variÃveis: ED, EBD, NF, Nfo, MSF e MSR. A aplicaÃÃo de AIB ou a sua interaÃÃo com os tipos de estacas nÃo tiveram efeito sobre as variÃveis. A sobrevivÃncia dos trÃs tipos de estacas pode ser considerada elevada. Nas estacas apicais percebeu-se que o efeito da dominÃncia apical, influenciou algumas variÃveis, como o nÃmero de ED, EBA, o NBA, NF e, consequentemente o Nfo. Observou a formaÃÃo de calo nos trÃs tipos de estacas, no entanto, as estacas basais apresentaram maior tendÃncia à formaÃÃo de raÃzes adventÃcias. A parte aÃrea formada nas estacas basais foi quantitativamente superior ao das estacas apicais e medianas. CorrelaÃÃes significativas foram encontradas para EBA, NBA, Nfo e MSF quando correlacionadas com MSR. As estacas retiradas da porÃÃo basal dos ramos de cajazeira apresentaram melhores condiÃÃes para desenvolvimento de raÃzes. / Considering the great potential of agro-industrial exploration of Spondias mombin L. and the difficulties in the production of seedlings by cutting this work was carried out in order to evaluate the vegetative propagation of stalk cuttings, with the use de IBA and different cuttings of types. Cuttings were taken from adult plants, healthy nine years old clone cup Lagoa Redonda grafted onto the rootstock of Spondias tuberosa. The experimental design was completely randomized in factorial scheme 3x2, with the following factors: types of cuttings (apical, median and basal) and IBA (0 and 1000 mg. L-1), with five replicates of eight cuttings each, total 240 cuttings. After the treatments, the cuttings were placed for rooting in polyethylene plastic bags containing as substrate a mixture of soil hydromorphic, cattle manure and quartz sand in proportion 1:1:1. Evaluations were performed 165 days after planting, being rated the number of dead cuttings, of dormant cuttings, of buds cuttings active, of cuttings with dormant buds, of cuttings with callus, of cuttings rooted, the number of active buds, of dormant buds, of leaves and leaflets, the leaf dry mass and root, and also, those suitable for planting. It was observed that only for the factor type of cuttings, was significant effect for the following variables: dormant cuttings, cuttings with dormant buds, number of leaves, of leaflets and leaf dry mass and root. The application of IBA or its interaction with different types of cuttings had no effect on the variables. Survival of three types of cuttings can be considered high. In apical cuttings it was found that the effect of apical dominance, influence some variables, as the number of dormant cuttings, of active buds cuttings, the number of active buds, of leaves, and consequently the number of leaflets. Callus formation was observed in three types of cuttings, however, the basal cuttings presented more tendencies to form adventitious roots. The shoots formed in the basal cuttings were quantitatively higher than the median and apical cuttings. Significant correlations were found to number of active buds cuttings, number of active buds, number of leaflets and the leaf dry mass when correlated with root dry mass. Cuttings removed from the basal portion of the branches of Spondias mombin L. presented better conditions for root development.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:18:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PRE TEXTO DISSERTACAO EDER.pdf: 124262 bytes, checksum: 341b7782cf7b9bd27e25fca751a05985 (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / Since 1983, when the experiment of dynamic load has been plunged in Brazil, the execution of this kind of experiment has become a common practice in foundation sites on precast inserted piles. In many cases the experiment of dynamic load doesn t mobilize the ultimate strength of the tested pile; the causes of these events may be due to: the available equipment at the site isn t capable of obtaining enough kinetic energy to mobilize the ultimate strength; the structural element presents ruptures; the client desire of not mobilizing all the ultimate strength; among others. Knowing the necessity of determining the ultimate strength in order to adapt the construction to the security factors required by NBR 6122/1996, this essay pursuits developing a methodology of extrapolation of the curve of mobilized static resistance versus the maximum displacement obtained through the dynamic load proof (dynamic load experiment of crescent energy), applying the Simplified Method CASE, to inserted precast piles. Studying 21 (twenty-one) proofs of dynamic load (PDL), an extrapolation methodology has been developed entitled as Simplified Extrapolation Methodology of CASE Method (SEM-CASE). The methodology is based on the criteria of complementary energy, presented by Aoki in 1997. The results have demonstrated that the method SEM-CASE has presented itself as easy manipulation. The estimated values of ultimate complementary strength calculated by the SEM-CASE has presented pretty close to the measured values, existing only one pile which presented a value error bigger than 10%. The estimated values of ultimate pile strength, obtained by the SEM-CASE, showed themselves similar to the measured values, also having a value error inferior to 10%. The exponential function has obtained better results of adjustment coefficient (R2) related to the points of the curve of mobilized static resistance versus the maximum displacement measured in the dynamic load proof. Besides, applying model selection criteria was obtained that the exponential function is more efficient to estimate the curve of mobilized static resistance versus the maximum displacement than the hyperbolic and parabolic functions. / Desde 1983, quando o ensaio de carregamento dinâmico foi introduzido no Brasil, a execução deste tipo de ensaio vem se tornando uma prática comum em obras de fundação em estacas de concreto pré-moldado cravadas. Em vários casos o ensaio de carregamento dinâmico não mobiliza a resistência última da estaca ensaiada, as causas desses eventos podem ser devido a: o equipamento disponível na obra não é capaz de obter energia cinética necessária para mobilizar a resistência última; o elemento estrutural apresenta rupturas; o cliente não desejar mobilizar toda resistência última; entre outros motivos. Sabendo a necessidade da determinação da resistência última, para a adequação da obra com os fatores de segurança exigidos pela NBR 6122/1996, este trabalho procura desenvolver uma metodologia de extrapolação da curva resistência estática mobilizada versus deslocamento máximo obtida pela prova de carga dinâmica (ensaio de carregamento dinâmico de energia crescente), empregando o Método Simplificado CASE, para estacas de concreto pré-moldado cravadas. Por meio de estudos de 21 (vinte e uma) provas de carga dinâmica (PCD), desenvolveu-se uma metodologia de extrapolação intitulada como Método de Extrapolação Simplificado do Método CASE (MES-CASE). A metodologia é baseada no critério da energia complementar, apresentada por Aoki em 1997. Os resultados demonstraram que o método MES-CASE apresentou-se de fácil manuseio. Os valores estimados de energia complementar última, calculados pelo método MES-CASE, apresentaram-se bem próximos dos valores medidos, havendo apenas uma estaca que apresentou valor de erro maior que 10%. Os valores estimados de resistência estática última, obtidos pelo método MES-CASE, mostraram-se semelhantes aos valores medidos, tendo também um erro inferior a 10%. A função exponencial obteve os melhores resultados de coeficiente de ajuste (R2) em relação aos pontos da curva resistência estática mobilizada versus deslocamento máximo medidos na prova de carga dinâmica. Além disso, empregando critérios de seleção de modelo obteve-se que a função exponencial é mais eficaz para estimar a curva resistência estática mobilizada versus deslocamento máximo do que as funções hiperbólica e parabólica.

Esta tese apresenta, o projeto de uma perfuratriz que permite a execução de cinco tipos de fundação profunda, e o desenvolvimento de um ensaio de campo que possibilita avaliar as resistências por atrito lateral desenvolvidas entre o instrumento envolvido pelo solo escavado e o terreno natural. A perfuratriz foi projetada para executar estacas dos tipos hélice contínua monitorada, escavadas com trado mecânico, hélice segmentada monitorada, raiz e hollow-auger. As estacas dos tipos hélice contínua monitorada e as escavadas com trado mecânico são muito utilizadas no Brasil; as estacas raiz e hollow-auger são utilizadas em situações especiais e a estaca hélice segmentada monitorada é mais recente, mas sua aplicação tem tido um crescimento importante nos últimos dez anos. Para a perfuratriz multifuncional são apresentados cálculos e desenhos básicos dos principais conjuntos. Para a nova investigação de campo, denominada FDT - Full Displacement Test, é apresentado um desenvolvimento teórico com base no princípio universal da conservação de energia que, em termos práticos, resulta na obtenção da parcela de atrito lateral, denominado atrito lateral unitário equivalente (fse). Os resultados obtidos a partir dos dados aquisitados pelo sistema de monitoramento eletrônico da perfuratriz apresentaram-se concordantes entre si, indicando a possibilidade de praticamente se conseguir a repetibilidade do ensaio. Entre os diversos ensaios realizados, foi dada ênfase aos ensaios realizados no campo experimental de Fundações e Geotecnia da Faculdade de Engenharia Agrícola FEAGRI, da Universidade de Campinas - UNICAMP e foram feitas correlações com as resistências obtidas nas provas de carga estáticas realizadas no local por Albuquerque (2001), a partir dos ajustes feitos para o nível instrumentado na profundidade de 11,70 m para o qual foi determinado um fator (G2), para cada tipo de estaca ensaiada (escavada, hélice contínua e ômega). A partir dos ajustes feitos para o nível 11,70 m foram feitas previsões de capacidade de carga por atrito lateral para os outros níveis instrumentados (5,00 m; 11,10 m e 12,00 m), sendo que os resultados apresentaram-se concordantes. / This thesis presents the design of a drilling rig that allows the execution of five types of deep foundation, and the development of a field test that allows measuring the skin friction resistance developed between the instrument involved by the excavated ground and the natural soil. The drilling rig was designed to make continuous flight auger, bored pile, continuous flight auger with segmented auger, root pile and hollow-auger pile. The continuous flight auger and bored piles are widely used in Brazil; the root pile and hollow-auger pile are used for in special conditions, and the continuous flight auger with segmented auger, is although more recent, but its application has had increased application grown in over the last ten years. For the multifunctional drilling rig, calculations and basic designs of the main sets are presented. For the new field test denominated FDT - Full Displacement Test, a theoretical development based on the universal principle of energy conservation was made carried out resulting and the result, in practical terms, was to obtain in the attainment of the skin friction defined in this thesis as equivalent unit skin friction (fse). The results obtained from the data acquired by the electronic monitoring system of drilling rigs were consistent among themselves, indicating the possibility of practically achieve the repeatability of the test. Among the various tests performed, emphasis was given to tests in the experimental field of foundations and geotechnics, of the College of Agricultural Engineering FEAGRI, Campinas University UNICAMP, and were correlated to the skin friction resistance obtained from the static load tests performed on site by Albuquerque (2001), based on the adjustments done to the instrumented level depth of 11.70 m, for which a factor (G2) was given in each type tested (bored, C.F.A and omega). From the adjustments made to the 11,70 m level, load-bearing capacity of skin friction predictions were made for other instrumented levels (5.00 m; 11.10 m and 12.00 m) presenting consistent results.

Neste trabalho e avaliado o comportamento de estacas helicoidais instaladas em solo residual tropical, submetidas a esforços de tração. Para este fim, foram ensaiadas estacas helicoidais em dois campos experimentais distintos, um em Itirapina (SP), e outro em Betim (MG). No primeiro terreno, as hélices das estacas ficaram instaladas em solo residual não saturado, e no segundo terreno em solo residual saturado. Neste tipo de fundação, o efeito da instalação da estaca no solo acima das hélices e um dos fatores que afetam significantemente a capacidade de carga a tração da estaca. Portanto, considerando-se a modificação que ocorre na estrutura de solos residuais tropicais após serem penetrados pelas hélices da estaca durante a sua instalação no terreno, a presente pesquisa foi desenvolvida com o intuito de compreender o efeito desta desestruturação do solo no comportamento da estaca a tração. Para esta avaliação, foi realizado um programa experimental com provas de carga em estacas helicoidais (instrumentadas e não-instrumentadas) e ensaios de laboratório em amostras indeformadas do solo coletado ao redor de uma estaca instalada no terreno de Itirapina. Os resultados mostram o efeito significante da instalação na capacidade de carga a tração deste tipo de estaca, principalmente no caso de solo poroso e não saturado. Alem disso, por meio dos ensaios em estacas instrumentadas, foi verificado que este efeito e mais acentuado no solo acima das hélices superiores, que foi penetrado mais vezes durante a instalação. / In this work, it was evaluated the behavior of helical piles installed in tropical residual soil under tensile loads. For this purpose, helical piles of different configuration were tested in two different experimental sites, one in Itirapina (SP), and another in Betim (MG). In Itirapina, the pile helices were installed in unsaturated residual soil, and in Betim in saturated residual soil. For this type of foundation, the effect of pile installation on the soil above the helices is one of the factors that significantly affect the pile uplift capacity. Therefore, considering the changes that occur in the structure of tropical residual soils after being penetrated by the helices during pile installation, this research was conducted in order to understand the effect of this soil alteration on the uplift behavior of helical piles installed in this type of soil. For this evaluation, pile load tests were carried out on instrumented and non-instrumented helical piles. Also, laboratory tests were performed on undisturbed soil samples collected around a pile installed in the site of Itirapina. The results show the significant effect of pile installation on the uplift capacity of the tested helical piles, especially in the case of porous and unsaturated soil. In addition, through the tests on the instrumented piles, it has been found that this effect is more pronounced in the soil above the upper helices, which were penetrated more times during pile installation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Three experiment was carried out to evaluate the influence of indolbutyric acid (IBA), substrate and type of stem cutting on the rooting of Luehea divaricata. The first study was evaluated the effect of diameter stem cutting and IBA in the adventitious rooting. Woody stem cuttings were used, of plant matrices with approximately ten years age, distributed as the diameter (fine, medium, thick) and level of IBA (0, 5000 mg L-1). The experimental design was completly randomized and consisting of 12 units experimental by repetition and five repetitions for treatment. There was no interaction of the diameter and IBA for the variables survival, length and number of roots. There was, however, interaction for the number of root. There was no influence of diameter on the number of roots in Luehea divaricata. Thick stem cuttings showed higher survival, rooting and length of root than smaller diameter. The survival of stem cuttings was not influenced by indolbutyric acid. Stem cutting treated with 5000 mg L-1 IBA showed higher roots, number and length of roots of then control treatment. Thick stem cuttings immersed at 5000 mg L-1 of IBA are indicated in the vegetative propagation of Luehea divaricata. The secon study was evaluated the effect of type of stem cutting and IBA in the rooting of this specie. Woody stem cuttings were used, of plant matrices with approximately two years age, distributed as the position (basal, middle, apex) and level of IBA (0, 1000, 2000, 5000 mg L-1). The experimental design was completly randomized and consisting of five units experimental by repetition and five repetitions for treatment. There was no interaction between position and IBA for the variables rooting and number of roots. There was, however, interaction for the leaf and root dry mass. The position presented influence in all variables, being observed on basal cuttings higher rooting, number of roots, leaf and root dry mass. The variable leaf dry mass was not influenced by the application of indolbutyric acid. Stem cuttings with 4000 mg L-1 of IBA had higher rooting and number of roots. Moreover, was observed higher values root dry mass in stem cuttings with 2000 mg L-1 indolbutyric acid. The third study was evaluated the effect of type of stem cutting and substrate in the rooting of Luehea divaricata. Herbaceous stem cuttings were used, of plant matrices with approximately two years age, distributed as the type of stem cutting (with / without leaf) and type of substrate (vermiculite, mecplant®, plantmax®, peat). The experimental design was completly randomized and consisting of five units experimental by repetition and 10 repetitions for treatment. There was no interaction between substrate and type of stem cutting for the variables rooting and number of roots. There was, however, interaction for root length, root and leaf dry mass. The type of stem cutting presented influence in all variables studied. Stem cuttings grown on peat and Plantmax® showed higher root length, root and leaf dry mass. Stem cuttings with a pair of leaf grown in Plantmax® are indicated in the vegetative propagation of Luehea divaricata. / Foram realizados três estudos com objetivo de avaliar a influência do ácido indolbutírico (AIB), substrato e tipo de estaca no enraizamento de Luehea divaricata. No primeiro estudo avaliou-se o efeito do diâmetro da estaca e AIB no enraizamento adventício. Foram utilizadas estacas lenhosas, de matrizes com aproximadamente dez anos de idade, distribuídas conforme o diâmetro (fino, médio, grosso) e nível de AIB (0, 5000mg L-1). O delineamento foi inteiramente casualizado consistindo de 12 unidades experimentais por repetição e cinco repetições por tratamento. Não houve interação do diâmetro da estaca e AIB para as variáveis sobrevivência, número e comprimento radicial. Houve, entretanto, interação para o número de estacas enraizadas. Não houve influência do diâmetro sobre o número de raízes em Luehea divaricata. Estacas grossas apresentaram maior sobrevivência, enraizamento e comprimento radicial em relação às estacas de menor diâmetro. A sobrevivência das estacas não foi influenciada pelo ácido indolbutírico. Estacas tratadas com 5000mg L-1 AIB apresentaram maior enraizamento, número e comprimento radicial quando comparadas ao tratamento controle. Estacas grossas imersas em 5000mg L-1 de AIB são indicadas na propagação de Luehea divaricata. No segundo estudo avaliou-se o tipo de estaca e AIB no enraizamento dessa espécie. Foram utilizadas estacas lenhosas, de matrizes com aproximadamente dois anos de idade, distribuídas conforme a posição da estaca no ramo (apical, mediana, basal) e concentração de AIB (0, 1000, 2000, 4000mg L-1). O delineamento foi inteiramente casualizado, com cinco unidades experimentais por repetição e cinco repetições por tratamento. Não houve interação entre posição da estaca e AIB para as variáveis enraizamento e número radicial. Houve, entretanto, interação para massa seca radicial e foliar. O fator posição apresentou influência em todas as variáveis, sendo observado, em estacas basais, maior enraizamento, número de raízes, massa seca radicial e foliar. A variável massa seca foliar não foi influenciada pela aplicação de ácido indolbutírico. Estacas com 4000mg L-1 de AIB apresentaram maior enraizamento e número de raízes. Por outro lado, observaram-se maiores valores de massa seca radicial em estacas com 2000mg L-1 de ácido indolbutírico. No terceiro estudo avaliou-se o tipo de estaca e substrato no enraizamento de Luehea divaricata. Foram utilizadas estacas herbáceas, de matrizes com dois anos de idade, distribuídas conforme o tipo de estaca (com / sem folha) e tipo de substrato (vermiculita, Mecplant®, Plantmax®, turfa). O delineamento foi inteiramente casualizado, com cinco unidades experimentais por repetição e dez repetições por tratamento. Não houve interação do substrato com o tipo de estaca para as variáveis enraizamento e número radicial. Houve, entretanto, interação para comprimento radicial, massa seca radicial e massa seca foliar. O tipo de estaca apresentou influência em todas as variáveis estudadas. Estacas cultivadas em turfa e Plantmax® apresentaram maiores valores de comprimento radicial, massa seca foliar e massa seca radicial. Estacas com um par de folhas cultivadas em Plantmax® são indicadas na propagação de Luehea divaricata.

A norma Brasileira NBR 6122/1996 - Projeto e Execução de Fundações utiliza o conceito de coeficiente de segurança global e parcial na verificação da segurança de fundações. Esta dissertação ressalta que essa verificação, utilizada na prática, é necessária, para que se atenda às exigências da norma, porém, não é suficiente para garantir a segurança de uma fundação. Pois, qualquer medida de segurança deve estar associada a uma determinada probabilidade de ruína. Neste contexto, apresenta-se nessa dissertação uma metodologia de verificação da segurança na qual, a escolha da carga admissível de um estaqueamento é baseada na probabilidade de ruína de um elemento isolado de fundação e, a aplicação dessa metodologia em diversas fundações executadas em diferentes regiões do país. / The Brazilian code NBR 6122/1996 for Foundation Design and Execution is based on the concept of Limit States Design (LSD) and on the traditional Working Stress Design (WSD). This paper shows that this approach, as usually carry out in the foundation engineering practice, although being necessary, is not enough to assure a safe foundation, once any safety measurement should be associated to a given probability of failure. Therefore, in the proposed methodology, the safety verification of the piling allowable load is based on the probability of failure of an isolated foundation element.

O objetivo desta dissertação consiste em aprofundar o entendimento dos mecanismos que controlam o atrito lateral sob arrancamento de estacas instaladas por fluidização em areia. A técnica de instalação é estudada como uma alternativa para a utilização de estacas torpedo na fixação de plataformas offshore. Trabalhou-se em laboratório com o arrancamento de estacas metálicas circulares em modelo reduzido. Foram utilizados três diâmetros de estacas modelo, simulando três diferentes escalas: 14 mm (1:76), 16,2 mm (1:67) e 21,3 mm (1:50). Foram realizados 8 ensaios de arrancamento (24 horas após a fluidização) em estacas modelo instaladas por fluidização em solo arenoso com densidade relativa de 50% e submetido à sobrecarga de 2,236 kPa. Foram também realizados 17 ensaios de arrancamento em estacas modelo pré-instaladas (sem fluidização) em areia com densidade relativa de 30%, simulando uma instalação sem perturbação do solo, uma vez que esta é a densidade relativa aproximada que a areia atinge após o processo de fluidização. Os resultados foram comparados com pesquisas anteriores de arrancamento de estacas instaladas por fluidização em areia. Para um aumento médio de 2 vezes a tensão vertical efetiva nas estacas modelo instaladas por fluidização com sobrecarga, observa-se um ganho médio de 1,8 na resistência. O coeficiente de empuxo lateral de serviço para estes ensaios não apresentou diferenças significativas em relação ao mesmo tipo de ensaio sem sobrecarga. As estacas instaladas por fluidização com sobrecarga e estacas pré-instaladas (sem perturbação) apresentam valores de constantes e independentes das profundidades instaladas, com respectivas médias de 0,15 e 0,31. O valor de parece aumentar com o tempo para as estacas fluidizadas (efeito setup) devido à reconstituição das tensões radiais. Os valores de estacas cravadas em areia densa diminuem seu valor com o aumento da profundidade instalada (e da tensão efetiva média atuante), por restrição de dilatação, tendendo ao valor de encontrado para ensaios pré-instalados realizados neste trabalho. / The main goal of this study is to deepen the understanding of the shaft friction behavior under tension loads of piles installed by fluidization in Osório sand. The installation technique is studied as an alternative for the use of torpedo piles in offshore platforms anchoring. This work was done in laboratory with metallic circular piles in reduced model. Three diameters of model piles were used, simulating three different scales: 14 mm (1:76), 16,2 mm (1:67) and 21,3 mm (1:50). Eight pullout tests (24 hours after fluidization) were carried out on model piles installed by fluidization in sandy soil with a relative density of 50% and subjected to a surcharge of 2,236 kPa. Eighteen pullout tests were performed on pre-installed (non-fluidized) model piles in sand with a relative density of 30%, simulating an installation without soil disturbance, since this is the approximate relative density reached after the process of fluidization. The results were compared with previous studies of pullout resistance of fluidized piles in sand. For an average increase of 2 times the vertical effective stress in the model piles installed by fluidization with surcharge, an average increase of 1,8 times is observed in the pullout resistance. The lateral earth pressure coefficient on the pile shaft for these tests did not show significant differences in relation to the same type of test without surcharge. For tests installed by fluidization and pre-installed tests (without soil disturbance), remains constant and independent of the installed depths, with respective averages of 0,15 and 0,31. The value seems to increase with time for fluidized tests (setup effect) due to the reconstitution of the radial tensions. The values for pullout tests in driven model piles in dense sand decrease their value with the increase of the installed depth (and the increase of the vertical effective stress), by restriction of the expansive behavior, tending to the value found for pre-installed tests carried out in this work.

Na prática de fundações por estacas helicoidais submetidas a esforços de tração (também conhecidas como ancoragens helicoidais) frequentemente são observadas discrepâncias entre valores de capacidade de carga previstos por métodos teóricos e medidos em provas de carga. Entre outros fatores, estas diferenças ocorrem pelo fato de nenhum dos métodos teóricos existentes considerarem adequadamente o efeito da instalação no comportamento deste tipo de ancoragem. Durante a penetração por rotação das hélices da estaca/ancoragem no terreno, os parâmetros de resistência e de rigidez do solo penetrado, e as tensões radiais em torno da estaca são modificados. O nível de degradação do solo que suportará as cargas aplicadas na ancoragem é dependente do tipo e características do solo, e do número e geometria das hélices. Diante deste cenário de incertezas provenientes do efeito da instalação, duas distintas abordagens probabilísticas são apresentadas nesta dissertação. A primeira abordagem tem o intuito de verificar o efeito da variabilidade de distintas variáveis influentes no comportamento de ancoragens helicoidais. Para este fim, foi utilizado o método de expansão em Polinômio de Caos, baseado na modelagem numérica de ancoragens helicoidais em areia, calibrada com os resultados medidos em modelos testados em centrifuga. Foi verificado nesta parte o nível de influência de cada parâmetro de entrada do solo no comportamento carga x deslocamento da ancoragem. No segundo enfoque, foi proposto e avaliado um modelo probabilístico para simular a curva carga x deslocamento, obtida em provas de carga. Nesta parte, foi realizada uma análise de confiabilidade para verificação do estado limite de serviço de ancoragens helicoidais baseada em resultados de provas de carga executadas no Brasil. São também apresentadas nesta análise as incertezas provenientes da variabilidade do fator de torque utilizado na verificação da capacidade de carga durante a instalação da ancoragem. / Discrepancies between predicted and measured results of uplift capacity of helical piles (or helical anchors) have been commonly observed in the practical experience. Among other factors, these differences occur because the existing theoretical methods do not consider adequately the installation effect on the behavior of this type of anchor. During the anchor installation, the penetration by rotation of the helical plates into the ground modifies the soil strength and stiffness parameters, and the radial stresses around the pile. The degradation degree of the soil penetrated is dependent on the type and characteristics of the soil, and also on the number and geometry of helices. Against this background of uncertainty due to the installation effect, two different probabilistic approaches are presented in this dissertation. The first approach is used to verify the effect of the variability of different influential variables on the behavior of helical anchors. For this purpose, the probabilistic method named Sparse Polynomial Chaos Expansion was used, based on the numerical modeling of helical anchors in sand, calibrated with measured results obtained from reduced models tested in centrifuge. As a result, the level of influence of each soil input parameter on the anchor load-displacement behavior is presented. In the second approach, a probabilistic model to simulate the load-displacement curve obtained in load tests was proposed and evaluated. For this part, a reliability analysis was performed to check the serviceability limit state of helical anchors, based on the results of field load tests performed in Brazil. In addition, the uncertainties arising from the variability of the torque factor were evaluated. The torque factor is frequently used to verify the uplift capacity of helical anchors during installation.

Esta dissertação apresenta uma avaliação do comportamento de estacas hélice contínua quanto à capacidade de carga, ao recalque e à segurança e confiabilidade, a partir de um cenário de análise em que foi considerado um banco de dados de 58 provas de carga estáticas, realizadas em estacas hélice contínua de 13 obras distintas. Esta pesquisa está focada principalmente no comportamento carga-recalque e confiabilidade de fundações em estacas hélice contínua. Nesta análise foi também verificada a aplicabilidade do método proposto por Aoki (1989) para determinação da curva carga-recalque destas provas de carga. Os valores de capacidade de carga medidos foram comparados com os previstos pelos método Aoki & Velloso (1975), o método Decourt & Quaresma (1978), o método de Cabral (1996), e o método Alonso (1996). Estes métodos também foram utilizados para previsão de transferência de carga nas estacas, necessária para a previsão da curva carga-recalque pelos método de Aoki (1989). Adicionalmente, com os resultados das provas de carga foram estimadas para cada obra a probabilidade de ruína da fundação, e de ocorrência de recalques superiores a um valor limite. / This dissertation presents an evaluation of the behavior of continuous flight auger piles on ultimate capacity, settlments, safety and reliability, from a scenario analysis in which we considered a database of 58 static load tests, performed on piles of 13 distinct sites. However, this research is focused on the loaddisplacement behavior and reliability of this type of foundation. This analysis also verified the applicability of the method proposed by Aoki (1989) to determine the load-displacement curve of these pile load tests. The values of measured pile capacity were compared with those provided by the method Aoki & Velloso (1975), the method Decourt & Quaresma (1978), the method Cabral (1996), and the method Alonso (1996). These methods were also used to predict the load transfer along the piles, necessary to predict the load-displacement curve by the method of Aoki (1989). Additionally, the results of these load tests were used to estimate the probability of failure of the foundations tested, and the occurrence of settlements exceeding a threshold value.