A pesquisa teve como objetivo analisar e discutir o comportamento de blocos de concreto armado sobre duas estacas submetidos à ação de força centrada e excêntrica. Desenvolveu-se uma análise numérica tridimensional não-linear de blocos de concreto armado sobre duas estacas. A análise numérica levou em consideração a fissuração do concreto e a influência das armaduras no comportamento estrutural dos blocos. Por meio da análise numérica, foi possível perceber o comportamento e a forma geométrica das bielas de compressão, com isso, obteve-se melhor entendimento do modelo de bielas (escoras) e tirantes aplicado a blocos de concreto armado sobre duas estacas. A geometria observada nos modelos numéricos analisados preliminarmente difere da usualmente sugerida por vários autores. Realizou-se investigação experimental de blocos, com o fim principal de observar, de modo mais abrangente, a geometria das bielas de compressão. A instrumentação foi posicionada nas faces dos blocos com extensômetros espaçados de modo a ocuparem boa parte da largura e, conseqüentemente, indicarem as suas geometrias. A análise experimental de blocos sobre duas estacas submetidos à ação de força excêntrica permitiu observar o comportamento das bielas e tirantes que diferem dos observados quando a força é centrada. Também foi analisada a eficiência dos ganchos das barras de aço que compõem os tirantes, verificando-se que os ganchos podem ser omitidos sem prejuízo da segurança estrutural dos blocos. Em função dos resultados obtidos por meio das análises experimental e numérica desenvolveram-se modelos de bielas e tirantes aplicados a blocos sobre duas estacas / The research had as objective to analyze and to argue about the behavior of two pile caps submitted to the action of a centered and eccentric load. A nonlinear three-dimensional numerical analysis of two pile caps was developed. The numerical analysis included the cracking and the influence of the reinforcement in the structural behavior of the pile caps. By the numerical analysis, it was possible to perceive the behavior and the geometric form of the strut, with this understand the model strut-and-tie applied to the two pile caps. The geometry observed in the numerical models analyzed at first differs from the usually suggested by some authors. This project realized experimental tests of piles caps to observe the geometry of the struts. The instrumentation was located in the faces of the pile caps with spaced strain-gages in order to occupy good part of the width and, consequently, indicate its geometry. The experimental analysis of two pile caps submitted to the eccentric load allowed the behavior observation of the strut and tie that differ from the one observed when the load was centered. Also the efficiency of the hooks of the reinforced bar was analyzed, therefore, in the experimental analysis of pile caps already developed, it was verified that the hooks can be omitted without damage of the structural security of the pile caps. For treating the procedure defined in the project, and taking advantage of the experimental analysis realized, it was understood that this requirement can be analyzed and that the results will bring benefits to the project. In function of the results obtained through the experimental and numeric analysis strut-and-tie models were developed to be applied in two pile caps

Esta pesquisa realiza a análise do comportamento estrutural de blocos rígidos de concreto armado sobre duas estacas submetidos à ação de força vertical centrada, com pilares de seções quadradas e retangulares e diferentes taxas de armaduras de pilares. Nestes elementos utilizam-se o método das Bielas e Tirantes para o projeto estrutural, mas normalmente não se considera a influência da seção geométrica dos pilares e suas taxas de armadura no projeto do bloco. Apresenta-se um estudo experimental de doze modelos de blocos sobre duas estacas, na escala 1:2. Foi desenvolvida uma análise numérica tridimensional e não linear, pelo método dos elementos finitos, com o auxílio de um programa de computador. Com a análise experimental e numérica foi investigada a distribuição do fluxo das tensões principais de compressão e tração nos modelos e constataram-se diferenças na transmissão de forças para os blocos quando se altera a taxa de armadura e a seção transversal dos pilares. Esta constatação modifica o modelo de Biela e Tirante inicialmente adotado. As deformações em armaduras construtivas complementares também foram estudadas possibilitando o entendimento do modelo estrutural. Um modelo de Bielas e Tirantes para blocos sobre estaca com pilares alongados foi proposto. / This research presents an analysis of the rigid two-pile caps structural behavior. The models were subjected to force action centered and supported columns with different rate of armor and square and rectangular cross sections. These elements can be rigid or flexible, rigid pile-caps can be sized using the Method of Strut and Tie. In most cases the Method of Strut and Tie and the influence of column reinforcement are not considered in the pile-cap´s structural projects. This research presents an experimental investigation of two-pile caps with the objective of improve criteria structural projects. Twelve rigid two-pile caps were builded using 1:2 scaled models. Three-dimensional numerical analyses using software based on element finite method (FEM) were developed considering the reinforced concrete nonlinear behavior. Using results of experimental analysis and numerical analysis an investigation of the flow distribution of the principal stresses of compression and tension in the models was performed, differences in the transmission of forces to the pile-caps, when changing the reinforcement ratio and the cross section of the columns, were detected. The initial model of strut and tie may be modified due to results. The understanding of the structural model was also possible by analysis of the stirrups and upper constructive reinforcement stress-strain behavior. A strut and tie model for pile-caps with an elongated rectangular column was proposed.

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo de previsão de capacidade de carga de estacas, utilizadas em torres e postes de linhas de transmissão de energia elétrica, segundo esforços horizontais, considerando-se as parcelas coesiva e friccional dos solos, bem como um estudo relacionado à melhoria das propriedades do solo nas regiões mais solicitadas. Tal estudo está vinculado a um projeto de Pesquisa e Desenvolvimento da Companhia Estadual de Energia Elétrica – CEEE, em parceria com a Universidade Federal do Rio Grande do Sul, que visa estabelecer metodologias de capacidade de carga de fundações de linhas de transmissão sob condições distintas de carregamento. A análise do comportamento de estacas sob carregamento lateral foi baseada em simulações numéricas tridimensionais, através do método dos elementos finitos, utilizando-se o software ABAQUS. As simulações ocorreram após extensiva revisão bibliográfica acerca dos métodos de dimensionamento de estacas sob carregamento lateral, modelos constitutivos e propriedades geotécnicas de solos característicos do Rio Grande do Sul, em condições natural, compactada e cimentada. Nas simulações, foram levados em conta parâmetros geotécnicos que representassem os diferentes tipos de solos levantados, bem como a geometria da estaca e o mecanismo de ruptura apresentado mediante solicitação, identificados de acordo com os métodos apresentados. O modelo constitutivo adotado para a condução do programa de simulações foi o de Mohr-Coulomb, o qual foi testado e verificado a partir da simulação numérica de ensaios triaxiais e provas de carga de arrancamento em sapata e carregamento lateral em estaca. A partir dos resultados das simulações, foi realizada a análise da influência de cada parâmetro de entrada sobre a resposta do conjunto solo-estaca, em termos de carga horizontal atingida, deflexão da estaca e deformações do solo, para cada geometria. Os parâmetros que apresentaram maior influência foram coesão, módulo de Young e ângulo de atrito interno. A partir desta análise, para cada geometria estabeleceu-se uma lei de comportamento para estacas submetidas ao carregamento lateral, que relaciona a carga horizontal com um fator de parâmetros que agrega as variáveis mais influentes, contemplando as características coesivo-friccionais do solo. Quanto à geometria, observou-se que, em estacas mais curtas, ocorre a tendência ao giro do elemento estrutural, o qual apresenta menores regiões de concentração de tensões em relação às estacas mais longas, que tendem à formação de rótulas plásticas. A profundidade onde se encontram os maiores níveis de tensão na estaca não variou entre estacas longas de igual diâmetro, assim como a magnitude das tensões no conjunto, indicando que a partir de certa profundidade crítica (relacionada ao diâmetro da estaca e às propriedades geotécnicas do substrato) o aumento da profundidade da estaca é irrelevante. A análise de isovalores de tensão e deslocamentos do solo auxiliou na identificação da área de maior solicitação mediante carregamento horizontal, indicando as regiões onde deveria haver melhorias. O tratamento avaliado foi radial à estaca, tendo-se variado o seu diâmetro e sua profundidade, abrangendo a região mais solicitada. Os resultados demonstraram melhorias significativas mesmo com volumes de tratamento relativamente pequenos. A taxa de melhoria de resistência aumentou com o nível de deflexão relativa, sendo aparentemente função do volume de tratamento. / This paper shows the development of a prediction model of pile's loading capacity, used in towers and poles of electrical energy transmission, with horizontal loading, considering the cohesive and frictional portions of the ground, as well as a study regarding the improvement of the soil’s properties in the most requested areas. Such work is connected to a Research and Development Project of State Company of Electric Energy – CEEE, in partnership with the Federal University of Rio Grande do Sul – UFRGS, with the objective of establishing methodologies of bearing capacity of transmission lines' foundations under different conditions of loading. The analysis of the behavior of piles under lateral loading was based on tridimensional numerical simulations, through the finite element method, being used the ABAQUS software for such calculations. The simulations took place after extensive search through literature regarding design methods of piles under lateral loading, constitutive models and geotechnical properties of soils considered typical in the RS, in natural conditions, compacted and cemented. During the simulations, geotechnical parameters that represent the different kinds of studied soils were taken into account, as well as the geometry of the pile and the rupture mechanism shown by request, identified according to the presented methods. The constitutive model adopted for the conclusion of the simulation program was the one by Mohr-Coulomb, which was tested and verified through the numerical simulation of triaxial tests, uplift load tests on shallow foundation and lateral loading tests on pile. As of the results taken from the simulations, the analysis of the influence of each key parameter on the soilstructure’s behavior took place, in terms of reached horizontal load, deflection of the pile and soil deformation, for each geometry. The parameters that presented more influence were the cohesion, Young’s module and friction angle. From this analysis, for each geometry it was established a behavior law for piles under lateral loading, that relates the horizontal loading with a parameters factor that adds the most influent variables, contemplating the cohesivefrictional characteristics of the soil. When regarding the geometry, it was observed that, in shorter piles there is a tendency to the foundation’s rotation, which presents smaller areas of stress concentration when compared to longer piles, which tend to the formation of yielding hinges. The depth in which the highest stress levels in the pile can be found didn’t vary amidst long piles of same diameter, as well as the magnitude of stresses on foundation system, indicating that from an established critic depth (related to the foundation’s diameter and to the geotechnical properties of the substrate) the increase in the pile’s depth is irrelevant. The analysis of contours of stress and displacements of the soil helped in the identification of the area of greatest request by horizontal loading, indicating the zones where improvements should be done. The treatment evaluated was around the pile, having its diameter and its depth varied, covering the most requested area. The results showed significant improvements even with relatively small improvement fill. The rate of improvement of resistance increased with the level of relative deflection, apparently being function of the treatment volume.

O conjunto estaca-solo submetido a carregamentos horizontais é caracterizado por um comportamento não-linear. A propagação das tensões no solo próximo à estaca decai rapidamente em função do espaçamento, porém para estacas próximas, caracterizando um grupo de estacas, pode haver uma sobreposição de tensões, gerando zonas com tensões elevadas, que formam áreas de plastificação maiores. A interação da sobreposição destas zonas plastificadas, resultam em maiores deformações para o grupo de estacas, ante comparadas com o equivalente de soma da capacidade individual de cada estaca (Chaudhry, 1994). Deste comportamento, deriva-se o chamado efeito de grupo, que age como um redutor da eficiência total das estacas. Através de modelos numéricos tridimensionais, avaliou-se o efeito de espaçamento entre estacas em solo natural, onde fatores de eficiência do grupo foram propostos. O comportamento de estacas carregadas lateralmente é conhecido por ter seu comportamento diretamente relacionado com as características da parte superior do solo. Recomendações feitas há mais de 30 anos já lidavam com este comportamento {e.g. Simons eMenzies (1975); Broms (1972)}, e tratavam com soluções que melhoravam a capacidade de carga lateral, com a substituição da parte superior do solo por um material mais rígido. Embora estas soluções melhorassem a capacidade de carga lateral, a técnica reflete uma prática de substituição de material. Neste trabalho, uma técnica de melhoramento de solo, lidando com areia cimentada é apresentada, estudando numericamente o comportamento de grupos de estacas submetidos a carregamentos laterais. As conclusões apontam fatores de eficiência próximos a unidade em espaçamentos superiores a 6 diâmetros, porém com a tendência a inexistir somente em espaçamentos superiores a 10 diâmetros. A inserção da camada de solo cimento no topo do grupo de estaca, mostrou uma expressiva melhora de seu comportamento, eliminando por total a perda de eficiência devido ao efeito de grupo. / The soil-pile set when subjected to lateral loads is characterized by a non-linear behavior. The stress distribution on the soil near the pile decays rapidly in magnitude with radial distance, but for closely spaced piles within a group, these yielded zones of the soil around individual piles overlap, forming larger yielded zones in the soil surrounding the pile group. The interaction arising due to overlapping of these yielded zones results in a larger deflection for the group of piles before the lateral resistance equivalent to that for a single pile (Chaudhry, 1994). Based on this behavior, the group effect is derived, which acts as a reducer of the piles efficiency. Through tridimensional numerical models, the effects of the pile spacing in natural soil were evaluated, and group efficiency factors had been proposed. The behavior of laterally loaded piles is well known to be straightly related to characteristics of the upper part of the soil. Recommendations of over 30 years in past already dealt with this behavior {e.g. Simons and Menzies (1975); Broms (1972)}, and treated with solutions that improved the lateral resistance, by substituting the upper part of the soil with a more rigid material. Besides those solutions improved the lateral resistance, the technique reflects a practice of material replacement. Here, a ground improvement technique, dealing with cemented sand is presented, studying numerically the behavior of piles subjected to lateral forces. Conclusions shows group efficiency factors close to unity on spacing larger than 6 diameters, but tending to disappear only on spacing larger than 10 diameters. The insertion of a soil cement layer on the top of the pile group has shown an expressive improvement on its behavior, eliminating the loss of efficiency due to the group effect.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Priscila Feitosa de Sá Ferreira.pdf: 7224560 bytes, checksum: c24277ade9dbd50cb5253b8573959668 (MD5) Previous issue date: 2017-04-24 / O presente trabalho tem como objetivo propor quatro modelos de análise diferentes para o dimensionamento de estacas semienterradas de seção circular submetidas a cargas laterais com a consideração da não-linearidade física do material (NLF) e da não-linearidade geométrica da estrutura (NLG). Estes modelos, chamados de Níveis de Aproximação (NdA), estão organizados em ordem crescente de precisão da análise, partindo de um nível inicial, com maiores simplificações, até um nível final, com uma modelagem mais realista. No NdA I, a estaca semienterrada é tratada como uma coluna engastada na base e livre na ponta, com base na Técnica do Engastamento Virtual. O cálculo dos esforços resistentes é feito com base no método do pilar-padrão com curvatura aproximada, proposto pela norma brasileira. No NdA II, um programa comercial de análise tridimensional de estruturas é utilizado. Neste programa, o solo é representado de maneira discreta através de uma série de molas de comportamento elástico e linear (baseadas no Modelo de Winkler). A NLF é tratada de maneira aproximada através de um coeficiente, aplicado ao momento de inércia bruto, que simula a diminuição da rigidez do concreto. A NLG é tratada internamente pelo programa através do processo iterativo P-delta. No NdA III, é utilizado um programa elaborado neste trabalho que considera as não-linearidades e a interação solo-estrutura através da equação da viga sobre base elástica, cuja solução é dada a partir do Método das Diferenças Finitas. A NLF, neste modelo, foi considerada através de diagramas momento-curvatura. A NLG e a interação solo-estrutura (Modelo de Winkler) são consideradas diretamente na formulação da equação diferencial. Por fim, o NdA IV utiliza um programa comercial de análise não-linear de estruturas de pontes através de elementos finitos. A NLF é tratada pela integração das curvas de tensãodeformação e a NLG é modelada usando momentos P-delta. A consideração da interação solo-estrutura, neste modelo, é feita através de modelos de curvas p-y. Estes quatro modelos foram aplicados a dois exemplos distintos: um considerando apenas um pilar engastado na base e livre no topo (livre da interação solo-estrutura) e outro considerando uma estaca semienterrada em solo arenoso. Os resultados obtidos pelos quatro métodos foram bastante satisfatórios e se mostraram coerentes entre si, apresentando-se dentro do esperado para cada grau de refinamento da análise. / The present work proposes four different analysis models for the design of partly buried piles of circular section subjected to lateral loads with consideration of the physical nonlinearity of the material (PNL) and the geometric nonlinearity of the structure (GNL). These models, called Levels of Approximation (LoA), are organized in increasing order of accuracy, starting from an initial level, with greater simplifications, to a final level, which is more realistic. In LoA I, the partly buried pile is treated as a column fixed at the base and free at the top, based on the Virtual Clamping Technique. Strength computation is based on the standard column method with approximate curvature, proposed by the Brazilian Code. In LoA II, a commercial three-dimensional structure analysis program is used. In this program, the soil is represented discreetly through a series of elastic and linear springs (based on the Winkler Model). The PNL is approximately treated by a factor, applied to the gross moment of inertia, which simulates the decrease of rigidity of the reinforced concrete due to cracking and nonlinear constitutive properties. The GNL is internally handled by the program through the iterative P-delta process. The third proposed LoA is a program developed in this work that considers the non-linearities and the soil-structure interaction through the equation of the beam on elastic foundation. The equation is solved numerically, with the application of the Finite Differences Method. The PNL, in this model, was considered through moment-curvature diagrams computed internally for the section under analysis, which were used to determine the stiffness of the pile as a function of the lateral displacement. The GNL and the soil-structure interaction (also by Winkler Model) are considered directly in the equation. Finally, LoA IV uses a commercial program of nonlinear analysis of bridge structures through finite elements. The PNL is treated by integrating stress-strain curves into the cross-section analyzed and the GNL is modeled using P-delta moments. Consideration of the soil-structure interaction in this model is made through p-y curves models. These four models were applied to two distinct examples: one considering only one column fixed at the base and free at the top (free of soil-structure interaction) and another one considering a partly buried pile in sand. The results obtained by the four methods were very satisfactory and were shown to be coherent with each other, in line with the expected for each degree of refinement of the analysis.

Orientador: Miriam Gonçalves Miguel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-17T14:10:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Scallet_MarcellaMaschietto_M.pdf: 1855400 bytes, checksum: 6ec58c53afe478625fb1fa36239f671c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento de estacas escavadas de pequeno diâmetro, submetidas a carregamentos axiais de compressão através de provas de carga estática realizadas no Campo Experimental de Mecânica dos Solos e Fundações 2 da Unicamp. O CEMSF2 apresenta um perfil geológico cuja primeira camada é constituída de argila siltosa, coluvionar, laterítica e colapsível. Pretendeu-se avaliar as capacidades de carga e os recalques dessas estacas nas condições: a) sem pré-inundação e sem melhoria de ponta; b) sem pré-inundação e com melhoria de 1 ponta, com o lançamento de um volume de 18 litros de brita 1 no fundo da estaca antes da concretagem; c) com pré-inundação e sem melhoria de ponta e d) com préinundação e com melhoria de ponta. Todas as estacas foram submetidas a dois carregamentos (ensaios e reensaios), sob uma mesma condição acima descrita. Foram instalados tensiômetros convencionais para a leitura das sucções matriciais do solo durante a realização das provas de carga. Através das curvas carga versus recalque foram definidas as capacidades de carga e as resistências ao atrito lateral e de ponta, por meio de métodos de interpretação dessas curvas com o solo sem inundação e préinundado por 48horas, considerando as reduções dos valores da sucção matricial do solo, devido às duas condições de umidade. A capacidade de carga das estacas nos ensaios foi menor do que nos reensaios, para as estacas sem pré-inundação, devido ao aumento da resistência de ponta nos reensaios. Nas provas de carga com préinundação, em geral, não houve aumento de resistência de ponta dos ensaios para os reensa ios. A resistência ao atrito lateral foi maior que a resistência de ponta em todas as provas de carga. O lançamento de brita 1 não trouxe melhorias na capacidade de carga. Reduções consideráveis na capacidade de carga foram observadas em função da pré-inundação do solo, sendo essas reduções mais expressivas para as estacas com melhoria de ponta / Abstract: This paper aims to study the behavior of bored piles of small diameters, subjected to axial compression loads by static load tests carried out at the Field of Experimental Soil Mechanics and Foundation 2 at Unicamp. The CEMSF2 has a geological profile whose first layer is composed of silty clay, with coluvionar, lateritic, and collapsible features.This study intended to evaluate the load capacities and the settlements of these foundations in such conditions: a) without any pre- wetting nor improvement in the tip; b) without any pre-wetting but with a tip improvement, placing a volume of 18 liters of stones 1 in the base of the pile before concreting c) with pre- wetting but without tip improvement and d) with pre-wetting and tip improvement. All these piles were subjected to two loading (tests and retests), under the same test condition described above. Conventional tensiometers were installed to read the matric suctions of the soil during the performance of the load tests. Throughout the load versus settlement curves the load capacities and the strength to lateral friction and tip were defined using methods of interpretation of these curves with the soil without any pre-wetting and 48-hour-pre wetting, considering the reductions of the values of the soil matric suction due to two moisture conditions. The load capacity of piles in the tests was smaller than the one in the retests for the piles without any pre-flooding, due to the increase of the tip strength in the retests. In the load tests with pre-flooding, in general, there was not any increase of strength in the tip of the tests for the retests. The strength to the lateral friction was greater than the tip strength in all loading tests. The placing stones 1did not result any improvement to the bearing capacity. Considerable reductions in bearing capacity were observed because of the pre-wetting soil, such reductions are more significant for the piles with improved tip / Mestrado / Geotecnia / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: David de Carvalho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-09T05:45:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MirandaJunior_Gentil_D.pdf: 36304791 bytes, checksum: 88909d0a8735e0e6ebf6251c718ba4cb (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O problema de estacas carregadas horizontalmente no topo é freqüente em obras de construção civil e há uma reduzida bibliografia sobre os parâmetros a serem adotados em projetos. Uma situação mais crítica é a de estacas carregadas horizontalmente em solos de alta porosidade, não saturados e colapsíveis. Os objetivos deste trabalho são: (1) proporcionar subsídios para o projeto de fundações com carregamento horizontal, chamando a atenção para o danoso efeito de uma inundação de um solo colapsível; (2) fornecer valores do coeficiente de reação horizontal ('n IND. h') para uma argila silto arenosa de alta porosidade, solo de diabásio, comum na região de Campinas, para condições de umidade natural, solo pré-inundado, solo melhorado com solocimento e solo-cimento pré-inundado; (3) compararos valores obtidos com valores de 'n IND. h' para solos freqüentemente encontrados no interior do Estado de São Paulo e em outras regiões do Brasil; (4) propor uma melhoria das condições do sistema solo-estaca através da troca do solo ao redor do topo da estaca por solo-cimento compactado. Para a análise deste problema, foram realizadas vinte e uma provas de cargas horizontais no Campo Experimental de Fundações da Unicamp, em catorze estacas de quatro tipos, nas quatro condições de solo citadas acima. E foram analisadas outras provas de carga realizadas em Campos Experimentais do Estado de São Paulo, todos localizados em regiões com solos superficiais com características desfavoráveis ao carregamento horizontal. Comparam-se valores do coeficiente de reação horizontal do solo ('n IND. h') para diferentes condições do solo, destacando-se a importância de se obter parâmetros do solo regionalmente. Os principais resultados encontrados foram, além dos valores de coeficiente de reação horizontal para o solo de basalto do local e a compilação de valores para solos de alta porosidade de outras regiões - encontrando-se valores diferentes dos propostos na bibliografia -, a acentuada redução do 'n IND. h' (valoresem tomo de 40 vezes menores) ocasionada pela préinundação do solo, o acentuado aumento do 'n IND. h'(valores em média 5 vezes maiores) com a melhora do solo através do solo-cimento compactado,e a redução do 'n IND. h' com a pré-inundação do solo-cimento (valores em média 7 vezes menores). Nota-se que a redução devido à préinundação do solo-cimento é bem inferior a da pré-inundaçãodo solo na umidade natural. Conclui-se que, num projeto onde há a atuação de esforços horizontais e presença de solo colapsível, é necessário contar com a possibilidade de uma inundação do solo, tomar medidas preventivas contra a mesma e utilizar parâmetros do solo adequados. Ou adotar soluções de melhoria do solo, como a utilização do solo-cimento compactado ao redor da cabeça da estaca, que também podem ser adotadas em casos de baixa resistência do solo superficial (seja o solo colapsível ou não) / Abstract: The problem with piles loaded horizontally at the top is frequently met in civil construction projects and there is a reduced bibliography on the parameters to be adopted in designoA more critical situation is that of horizontally loaded piles in high porosity, non saturated and collapsible soils. The objectives of this paper are: (1) produce subsidies for the design of foundations with horizontalloads, calling attention to the damaging effect of flooding on a collapsible soil; (2) supply values for the horizontal reaction coefficient ('n IND. h') for the soil of the Experimental Field at Unicamp, for the conditions of natural humidity, pre-flooded soil, soil improved with soil-cement and pre-flooded soil-cement; (3) compare values of nh for the soils frequently found in the interior of the State of São Paulo and in other regions in Brazil; (4) propose an improvement in the conditions of the soil-pile system soils by changing the soil around the top of the pile for compacted soil-cement. To analyze this problem, twenty one horizontal loading tests were made in the Experimental Foundation Field at Feagri-Unicamp, on fourteen piles of four types, under the four soil conditions mentioned above. Other loading tests made in Experimental Fields in the State of São Paulo were analyzed, alI of them located in regions with surface soils with unfavorable characteristics for horizontal loading. The coefficients of horizontal soil reaction ('n IND. h') for different soil conditions are compared, emphasizing the importance of obtaining regional soil parameters. The principal results found were, besides the values for the coefficient of horizontal reaction for the basalt soil at the location and the compilation of values for high porosity soils of other regions - encountering different values from °those proposed in literature - an accentuated reduction of nh (values around 40 times less) caused by the pre-flooding of the soil, the accentuated increase in 'n IND. h' values (as a mean, 5 times greater) with the soil improvement by compacted soil-cement and the reduction in 'n IND. h' with pre-flooding of the soilcement (mean values 7 times smaller). It is seen that the reduction due to pre-flooding of the soil-cement is much less than that for pre-flooding the soil at natural humidity. One concludes that in a project where horizontal forces act and in collapsible soil, one must count with the possibility of soil flooding, taking preventive measures against this and using adequate soil parameters or, adopt solutions for soil improvement, as by using compacted soil-cement around the pile head, a procedure which can also be adopted in cases of low surface soil resistance (collapsible soil or not) / Doutorado / Construções Rurais e Ambiencia / Doutor em Engenharia Agrícola

A importância do Eucalyptus na conjuntura atual da silvicultura brasileira tem incitado significativos investimentos em pesquisa, o que tem proporcionado o desenvolvimento da propagação vegetativa. A propagação vegetativa de Eucalyptus spp permite a rápida multiplicação de genótipos selecionados, alcançar altos ganhos mesmo com características de baixa herdabilidade (como por exemplo: crescimento e conteúdo de celulose), aumento imediato de produtividade, além de apresentar sucesso com a aplicação de técnicas de estaquia. Existem evidências da existência da correlação entre a concentração de carboidratos, enraizamento de estacas e sobrevivência das mudas. Apesar de não possuírem função reguladora no enraizamento, os carboidratos são fontes de energia e de carbono para a síntese de substâncias essenciais para formação do corpo da planta. O manejo silvicultural e ambiental do minijardim podem alterar as concentrações de carboidratos na planta, portanto, o manejo possibilita alterações no teor endógeno dos açúcares, resultando em ganhos na sobrevivência das mudas jovens. A pesquisa foi desenvolvida no viveiro da Aracruz Celulose S. A., que é a maior produtora de mudas de clones de eucalipto, localizada no município de Aracruz, Estado do Espírito Santo, Sudeste do Brasil. A empresa é também a maior produtora de celulose branqueada de fibra curta de eucalipto. Foram avaliados diversos parâmetros biométricos e bioquímicos de miniestacas de dois clones da empresa, em duas épocas sazonais (inverno e verão), coletados em três periodicidades de coleta. Os parâmetros biométricos avaliados foram: percentual médio de sobrevivência, biomassa seca e produtividade. Bioquimicamente, foram caracterizados e quantificados os teores de carboidratos através do método de hidrólise ácida e cromatografia (HPAE-PAD e GC-MS). Através do Teste t de comparação de médias a 95% de confiança, não foram encontradas diferenças estatísticas significativas entre as condições testadas. Entretanto, pela análise por componentes principais (PCA), comprovou-se que, biologicamente essas diferenças ocorrem e que existem uma época sazonal e periodicidade de coleta ótimas para cada clone, estando também relacionadas ao teor endógeno de carboidratos. Avaliando-se o feito da sazonalidade nos teores de açúcares para os dois clones, observou-se um aumento de 9.10% no verão em relação ao inverno. O ganho em açúcares propiciou um incremento de 138.00% e 143.00% em biomassa; em termos de sobrevivência ocorreram ganhos de 2.60% e 1.69% e, em termos de número de estacas produzidas/cepa os ganhos foram de 212.80% e 145.48%, para os clones A e B, respectivamente. De forma geral, para todos os parâmetros avaliados, a estação verão é a mais indicada para coleta de estacas, uma vez que se trata da estação mais produtiva. Em termos de periodicidade de coleta, para todos os parâmetros avaliados, a coleta a cada 9 dias mostrou-se a mais indicada. / The importance of the Eucalyptus in the current conjuncture of Brazilian forestry has stirred up significant investments in research, which has leaded to the development of the improved methods of vegetative propagation. The clonal propagation of Eucalyptus spp. allows the fast multiplication of selected genotypes, allowing high gains even with characteristics of low heritability (i.e., growth and cellulose content), immediate increase in productivity, in addition to success with the application of cutting techniques. There are evidences on the existence of correlation between carbohydrate concentration, rooting of cuttings and steckling survival. Although carbohydrates do not have regulatory role in the rooting process, they are an important source of carbon and energy for the synthesis of essential substances in the formation of plant body. The silvicultural and environmental management of the miniclonal garden can alter carbohydrate concentrations in the plant, thus, this management makes it possible the alteration of the endogenous content of sugars, resulting in increases of the survival of young plants. This research was carried out at the nursery of Aracruz Celulose S.A., which has the largest prodution of clonal eucalypt stecklings, located in Aracruz, Espírito Santo State, Brazil. The company is also the worldwide leader in the production of bleached eucalypt cellulose fiber. Two clones were evaluated in two seasons (winter and summer). Plants from stem cuttings were evaluated by several biometrical and biochemical parameteres. The biometrical parameters were survival rate, dry biomass and productivity. The biochemical parameteres were separation, characterization and quantification of several structural carbohydrates and their seasonal variation. It was not found significant statistical differences between the tested conditions through the t-Test for comparison of averages with 95% confidence. However, using another method of principal components analysis (PCA), it was demonstrated that are biological differences among treatments, evidencing an optimum season and periodicity of hedging of cuttings for each clone, which could be related to the endogenous content of carbohydrates. Among the main results obtained, it was observed a 9.10% increase in carbohydrates during summer in relation to winter. The gain in sugar content in the summer was 138.00% and 143.00%, respectively, for clones A and B, compared to winter. The increment in survival rate of stecklings was increased 2.60% and 1.69%, respectively, for clone A and B; also, productivity of harvested cuttings from stock plants increased 212.80% and 145.48%, respectively, clone A and B. In general, the summer is the most indicated season for collection of cuttings, for all the evaluated parameters, because it is the most productive season. In terms of periodicity of hedging of cuttings, the collection at each 9 days was shown to be the more indicated for all the evaluated parameters.

Visando o estudo de diversos tipos de fundações implantou-se um Campo Experimental de Engenharia Civil na Unesp, campus de Bauru. Neste local foram realizados inúmeros ensaios de investigação geotécnica cujo solo é uma areia fina argilosa de baixa compacidade, com características colapsíveis, representativo de uma grande área do Estado. Neste trabalho apresentam-se os resultados de trinta provas de carga à compressão, executadas neste campo experimental em dez estacas apiloadas, sendo doze provas em estacas instrumentadas com o uso de strain-gages. Em cada estaca executaram-se três provas de carga, sendo a terceira com inundação prévia do solo, para se verificar o efeito da colapsibilidade na capacidade de carga. A instrumentação permitiu determinar a parcela de carga resistida por atrito e pela ponta da estaca. Os resultados são comparados a métodos empíricos normalmente utilizados no Brasil. Os resultados obtidos servem como subsídios para os projetistas desse tipo de fundação de uso muito freqüente no interior do estado de São Paulo. / In order to study different foundation types, the Unesp (São Paulo State University) in Bauru, created an experimental field in Civil Engineering. In this site an extensive soil investigation program were carried out. The topmost soil is a clayey fine sand with collapsible characteristic. The paper presents the results of thirty compression load tests carried out in ten uncased displacement cast in place piles (pounded piles, called apiloadas in Brazil), where twelve load tests were instrumented with electrical strain gages. In each pile three load test were conducted, two in natural condition and the third after soaking the soil, in order to evaluate the influence of the soil collapsibility in the results. The instrumentation permitted the evaluation of the ultimate bearing, the skin friction, the end-bearing stress and the load transfer distribution along the pile length. Comparation are made between results obtained and predicted by empirical methods that used SPT and CPT results. The results obtained provides the basis for a more rational design procedure and has a major interest for those who are dealing with foundation design of this type, frequently used in the interior of São Paulo State which soil is similar from a geotechnical point of view.

[pt] Este trabalho consiste na determinação dos valores e da distrbuição dos módulos de elasticidade com a profundidade de maciços de solo estratificados através de retroanálises de provas de carga em estaca instrumentada, com medição de recalques no topo e na base, publicadas na literatura para depósito de solos resuduais, argila rija e areia. Nas retroanálises utilizou-se um programa computacional baseado numa versão simplificada do método dos elementos de contorno, sugerida por Poulos (1968), com adaptações da formulação de Mindlin (1936) para permitir também a consideração de maciços estratificados. Seus resultados foram comparados com aqueles obtidos por vários tipos de ensaios de campo ou de laboratório, com o objetivo de indicar quais destes ensaios são os mais adequados para a determinação dos parâmetros de deformação do solo, visando o cálculo do recalque de estacas. Os valores de módulo de elasticidade computados nas retroanálises compararam-se satisfatoriamente com aqueles determinados com base nos ensaios que, durante a execução, induzem pequenas deformações no solo, ocorrendo, por outro lado, uma significativa subestimativa destes valores quando determinados em ensaios envolvendo grandes deformações. Este comportamento permitiu então concluir que uma escolha adequada do nível de deformações associada ao tipo de ensaio é essencial para a determinação das características de compressibilidade do solo na engenharia de fundações. / [en] This work consists of the determination of values and distribution of the modulus of elasticity with depth in layered soils through backanalysis of instrumented pile load tests, published in literature for residual soils, stiff clay and sand. In the backanalysis was used a simplified version of the boundary element method, originally introduced by Poulos and Davis (1968), with adaptations of Mindlin´s formulation to allow for the consideration of layered soils. The results of the backanalysis were compared with those obtained through many ´in situ´ and laboratory tests, with the aim of indicating which of those tests are more suitable for the determination of the deformation parameters of the soil, to be used in the evaluation of pile settlement. The values of elasticity modulus computed in the backanalysis agreed well with those determined from the tests which transmit small strains to the soil during its execution. On the other hand, these values were subestimated when obtained from tests that involve high strains. This behavior permitted the conclusion that an appropriate choice of the strain level, associated to the type of the test, is essential to the determination of the compressibility characteristics of the soil in foundation engineering problems. / [es] Este trabajo aborda la determinación de los valores de los módulos de elasticidad con profundidad de macizos de suelo estratificados así como su distribución. Dicha determinación se efectua a través de retroanálisis de pruebas de carga en estaca instrumentada, que aparecen publicadas en la literatura para depósito de suelos residuales, arcilla dura y arena. En el retroanálisis se utilizó un programa computacional basado en una versión simplificada del método de los elementos de contorno, sugerida por Polos (1968), con adaptaciones de la formulación de Mindlin (1936) que permiten considerar macizos estratificados. Con el objetivo de indicar cuál de estos ensayos resulta más adecuado para la determinación de los parámetros de deformación del suelo y para el cálculo del recalque de estacas, se compararon sus resultados con los obtenidos por varios tipos de ensayos de campo o de laboratorio. Los valores de módulo de elasticidad computados en el retroanálisis se compararan satisfactoriamente con los determinados con base en los ensayos que, durante la ejecución, inducen pequenas deformaciones en el suelo, teniendo, por otro lado, una significativa subestimación de estos valores cuando son determinados en ensayos con grandes deformaciones. Este comportamiento permitió entonces concluir que una selección adecuada del nível de deformación asociada al tipo de ensayo es esencial para la determinación de las características de compresibilidad del suelo en la ingeniería de fundaciones.