Orientador: Cenira Maria Lupinacci / Resumo: A taxa de crescimento urbano no mundo vem aumentando, conforme estudos das Nações Unidas (2015). No Brasil, este fato também se intensificou a partir da década de 1970, com o desenvolvimento das cidades médias. Dessa forma, o objetivo desta pesquisa foi identificar e analisar os níveis de restrição do relevo ao uso urbano, no setor sul da cidade de Araras-SP. Para que o objetivo proposto fosse alcançado, foi necessária a elaboração de alguns produtos cartográficos. A cartografia-geomorfológica-histórico-evolutiva, bem como as cartas de uso da terra dos anos de 1962, 1978, 1988, 1997, 2010 e 2016 permitiram visualizar as mudanças imprimidas pela ação antrópica e avaliar os estágios de evolução no meio urbano, conforme Nir (1983). A carta de fragilidade física foi construída a partir das cartas de declividade e de materiais inconsolidados, fazendo o uso das feições erosivas. Os dados obtidos por meio dos mapeamentos foram analisados sob a perspectiva da Teoria Geral dos Sistemas (TGS), entendendo a área de estudo como um sistema controlado já que apresenta interferência antrópica. Assim, constatou-se que o processo de urbanização, no período de 54 anos, acarretou feições antropogênicas, tais como aterros, cortes, ruptura topográfica antrópica, canal fluvial retificado, canal fluvial canalizado, canal artificial para o escoamento de águas pluviais, saída de drenagem, vertente côncava e convexa antrópica, terraço agrícola, bacia de contenção e limite do reservatório de contenção.... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: According to reports from United Nations (2015), the rate of urban growth has been increasing around the world. In Brazil, the same fact is verified as of 1970’s with the medium cities development. Thereby, the aim of this research was to identify and analyze the relief restriction levels to urban use in Araras (SP) city, in the South area. It was necessary the preparation of some cartographic mapping to achieve the proposed. Both the evolutive historic geomorphological cartography and land cover map in 1962, 1978, 1988, 1997, 2010 and 2016 allowed to view imposed changes by anthropic action and assess the evolution stages in the urban area, according to Nir (1983). The environment fragility map was built from slope and unconsolidated materials maps, using of erosion features. The obtained data through the mapping were analyzed from Systems General Theory (SGT), analyzing the area of study as controlled system due to anthropic interference. Thus, in 54 years the urbanization process caused anthropogenic features such as embankment, cutting, anthropic topographic breaks, rectified canal, canalization canal, artificial canal to flow rainwater, drainage exit, anthropic concave and convex slope, agricultural terrace, contention basin and contention reservoir. The data of environment fragility and land cover use subsidized the relief restriction levels to urban use. The sectors which have restriction to urban use very high, high and averagely high are to close headwater, concave s... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Isabel Cristina Moroz-Caccia Gouveia / Resumo: O presente trabalho tem como objetivo principal analisar a suscetibilidade aos processos erosivos laminares e lineares, identificando áreas mais críticas e seus impactos sobre os recursos hídricos na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos da Bacia Hidrográfica do Rio Aguapeí (UGRHI-20), localizada no oeste do Estado de São Paulo. Para determinar a suscetibilidade à erosão laminar utilizou-se a Equação Universal de Perda de Solo (EUPS), desenvolvida por Wischmeier e Smith (1976). Para a suscetibilidade à erosão linear utilizou-se a metodologia de Fragilidade Ambiental proposta por Ross (1994). Os resultados mostraram que na UGRHI-20, as estimativas de perda de solo por erosão laminar estão muito acima do recomendado pela FAO (1965) e por Wischmeier & Smith (1978), pois 73% da área se enquadra na classe indicativa “Alta” com valores entre 50 – 200 t.ha-1 ano -1. Em relação à erosão linear, a condição da UGRHI-20 é considerada crítica, pois apresenta 57% de sua área nível de fragilidade emergente forte. Diante de tais resultados, espera-se que esse trabalho possa subsidiar o planejamento ambiental desta bacia hidrográfica pelo poder público e principalmente por órgãos gestores. Para isso, serão entregues exemplares desse trabalho em meio digital para o Comitê de Bacias Hidrográficas dos Rios Aguapeí e Peixe (CBH-AP). / Abstract: The present work has as main objective to analyze the susceptibility to laminar and linear erosive processes, identifying the most critical areas and their impacts on water resources at the Aguapeí River Basin Water Resources Management Unit (UGRHI 20), located in the west of São Paulo. To determine susceptibility to laminar erosion, The Universal Soil Loss Equation (USLE) developed by Wischmeier and Smith (1976) was used. For susceptibility to linear erosion, the Environmental Fragility methodology proposed by Ross (1994) was used. The results showed that in the UGRHI-20 laminar erosion soil loss estimates are far above those recommended by FAO (1965) and Wischmeier & Smith (1978), as 73% of the area falls under the “High” indicative class with values between 50 – 200 t.ha-1year-1. Regarding linear erosion, the condition of UGRHI-20 is considered critical, as it presents 57% of its area strong emerging fragility level. Given these results, it is hoped that this work can subsidize the environmental planning of this watershed by the government and especially by management agencies. To this end, copies of this work will be delivered digitally to the Aguapeí and Peixe River Watershed Committee (CBH-AP). / Mestre

L'étude probabiliste de sûreté (EPS) parasismique est l'une des méthodologies les plus utiliséespour évaluer et assurer la performance des infrastructures critiques, telles que les centrales nucléaires,sous excitations sismiques. La thèse discute sur les aspects suivants: (i) Construction de méta-modèlesavec les réseaux de neurones pour construire les relations entre les intensités sismiques et les paramètresde demande des structures, afin d'accélérer l'analyse de fragilité. L'incertitude liée à la substitution desmodèles des éléments finis par les réseaux de neurones est étudiée. (ii) Proposition d'une méthodologiebayésienne avec réseaux de neurones adaptatifs, afin de prendre en compte les différentes sourcesd'information, y compris les résultats des simulations numériques, les valeurs de référence fournies dansla littérature et les évaluations post-sismiques, dans le calcul de courbes de fragilité. (iii) Calcul des loisd'atténuation avec les réseaux de neurones. Les incertitudes épistémiques des paramètres d'entrée de loisd'atténuation, tels que la magnitude et la vitesse moyenne des ondes de cisaillement de trente mètres, sontprises en compte dans la méthodologie développée. (iv) Calcul du taux de défaillance annuel en combinantles résultats des analyses de fragilité et de l'aléa sismique. Les courbes de fragilité sont déterminées parle réseau de neurones adaptatif, tandis que les courbes d'aléa sont obtenues à partir des lois d'atténuationconstruites avec les réseaux de neurones. Les méthodologies proposées sont appliquées à plusieurs casindustriels, tels que le benchmark KARISMA et le modèle SMART. / Seismic probabilistic risk assessment (SPRA) is one of the most widely used methodologiesto assess and to ensure the performance of critical infrastructures, such as nuclear power plants (NPPs),faced with earthquake events. SPRA adopts a probabilistic approach to estimate the frequency ofoccurrence of severe consequences of NPPs under seismic conditions. The thesis provides discussionson the following aspects: (i) Construction of meta-models with ANNs to build the relations betweenseismic IMs and engineering demand parameters of the structures, for the purpose of accelerating thefragility analysis. The uncertainty related to the substitution of FEMs models by ANNs is investigated.(ii) Proposal of a Bayesian-based framework with adaptive ANNs, to take into account different sourcesof information, including numerical simulation results, reference values provided in the literature anddamage data obtained from post-earthquake observations, in the fragility analysis. (iii) Computation ofGMPEs with ANNs. The epistemic uncertainties of the GMPE input parameters, such as the magnitudeand the averaged thirty-meter shear wave velocity, are taken into account in the developed methodology.(iv) Calculation of the annual failure rate by combining results from the fragility and hazard analyses.The fragility curves are determined by the adaptive ANN, whereas the hazard curves are obtained fromthe GMPEs calibrated with ANNs. The proposed methodologies are applied to various industrial casestudies, such as the KARISMA benchmark and the SMART model.

Les lois de commande affines par morceaux ont attiré une grande attention de la communauté d'automatique de contrôle grâce à leur pertinence pour des systèmes contraints, systèmes hybrides; également pour l'approximation de commandes nonlinéaires. Pourtant, leur mise en oeuvre est soumise à quelques difficultés. Motivé par l'intérêt à cette classe de commandes, cette thèse porte sur leur analyse, mise en oeuvre et synthèse.La première partie de cette thèse a pour but le calcul de la marge de robustesse et de la marge de fragilité pour une loi de commande affine par morceaux donnée et un système linéaire discret. Plus précisément, la marge de robustesse est définie comme l'ensemble des systèmes linéaires à paramètres variants que la loi de commande donnée garde les trajectoires dans de la région faisable. D'ailleurs, la marge de fragilité comprend toutes les variations des coefficients de la commande donnée telle que l'invariance de la région faisable soit encore garantie. Il est montré que si la région faisable donnée est un polytope, ces marges sont aussi des polytopes.La deuxième partie de ce manuscrit est consacrée au problème de l'optimalité inverse pour la classe des fonctions affines par morceaux. C'est-à-dire, l'objective est de définir un problème d'optimisation pour lequel la solution optimale est équivalente à la fonction affine par morceaux donnée. La méthodologie est fondée sur le convex lifting, i.e., un variable auxiliaire, scalaire, qui permet de définir un ensemble convex à partir de la partition d'état de la fonction affine par morceaux donnée. Il est montré que si la fonction affine par morceaux donnée est continue, la solution optimale de ce problème redéfini sera unique. Par contre, si la continuité n'est pas satisfaite, cette fonction affine par morceaux sera une solution optimale parmi les autres du problème redéfini.En ce qui concerne l’application dans la commande prédictive, il sera montré que n'importe quelle loi de commande affine par morceaux continue peut être obtenue par un autre problème de commande prédictive avec l'horizon de prédiction au plus égal à 2. A côté de cet aspect théorique, ce résultat sera utile pour faciliter la mise en oeuvre des lois de commandes affines par morceaux en évitant l'enregistrement de la partition de l'espace d'état. Dans la dernière partie de ce rapport, une famille de convex liftings servira comme des fonctions de Lyapunov. En conséquence, ce "convex lifting" sera déployé pour synthétiser des lois de commande robustes pour des systèmes linéaires incertains, également en présence de perturbations additives bornées. Des lois implicites et explicites seront obtenues en même temps. Cette méthode permet de garantir la faisabilité récursive et la stabilité robuste. Cependant, cette fonction de Lyapunov est limitée à l'ensemble λ −contractive maximal avec une constante scalaire 0 ≤ λ < 1 qui est plus petit que l'ensemble contrôlable maximal. Pour cette raison, une extension de cette méthode pour l'ensemble contrôlable de N − pas, sera présentée. Cette méthode est fondée sur des convex liftings en cascade où une variable auxiliaire sera utilisée pour servir comme une fonction de Lyapunov. Plus précisément, cette variable est non-négative, strictement décroissante pour les N premiers pas et égale toujours à 0 − après. Par conséquent, la stabilité robuste est garantie. / Piecewise affine (PWA) feedback control laws have received significant attention due to their relevance for the control of constrained systems, hybrid systems; equally for the approximation of nonlinear control. However, they are associated with serious implementation issues. Motivated from the interest in this class of particular controllers, this thesis is mostly related to their analysis and design.The first part of this thesis aims to compute the robustness and fragility margins for a given PWA control law and a linear discrete-time system. More precisely, the robustness margin is defined as the set of linear time-varying systems such that the given PWA control law keeps the trajectories inside a given feasible set. On a different perspective, the fragility margin contains all the admissible variations of the control law coefficients such that the positive invariance of the given feasible set is still guaranteed. It will be shown that if the given feasible set is a polytope, then so are these robustness/fragility margins.The second part of this thesis focuses on inverse optimality problem for the class of PWA controllers. Namely, the goal is to construct an optimization problem whose optimal solution is equivalent to the given PWA function. The methodology is based on emph convex lifting: an auxiliary 1− dimensional variable which enhances the convexity characterization into recovered optimization problem. Accordingly, if the given PWA function is continuous, the optimal solution to this reconstructed optimization problem will be shown to be unique. Otherwise, if the continuity of this given PWA function is not fulfilled, this function will be shown to be one optimal solution to the recovered problem.In view of applications in linear model predictive control (MPC), it will be shown that any continuous PWA control law can be obtained by a linear MPC problem with the prediction horizon at most equal to 2 prediction steps. Aside from the theoretical meaning, this result can also be of help to facilitate implementation of PWA control laws by avoiding storing state space partition. Another utility of convex liftings will be shown in the last part of this thesis to be a control Lyapunov function. Accordingly, this convex lifting will be deployed in the so-called robust control design based on convex liftings for linear system affected by bounded additive disturbances and polytopic uncertainties. Both implicit and explicit controllers can be obtained. This method can also guarantee the recursive feasibility and robust stability. However, this control Lyapunov function is only defined over the maximal λ −contractive set for a given 0 ≤ λ < 1 which is known to be smaller than the maximal controllable set. Therefore, an extension of the above method to the N-steps controllable set will be presented. This method is based on a cascade of convex liftings where an auxiliary variable will be used to emulate a Lyapunov function. Namely, this variable will be shown to be non-negative, to strictly decrease for N first steps and to stay at 0 afterwards. Accordingly, robust stability is sought.

L’objectif de ce travail est de proposer une méthode d’analyse de vulnérabilité sismique adaptée à l’étude d’un patrimoine historique complet très étendu, indépendamment de la renommée de chaque bâtiment. En effet la grande vulnérabilité sismique du patrimoine ancien, très souvent en maçonnerie, impose, afin d’éviter tout dommage irréparable, de se donner les moyens d’intervenir en amont. Notre démarche doit donc répondre à trois impératifs principaux: développer des outils de choix à grande échelle afin de hiérarchiser les besoins, offrir une analyse pertinente du comportement sous séisme d'une structure historique maçonnée même en première approche, et trouver des méthodes pour gérer le nombre important d’incertitudes qui caractérise le diagnostic des édifices anciens. Pour ce faire, nous étudions les églises et chapelles baroques des hautes vallées de la Savoie française, témoignages d'une période particulièrement prospère dans l'histoire de la Savoie et d'un mouvement artistique unique dans un environnement hostile. Dans ce contexte nous avons donc développé ou adapté différents outils afin de pouvoir traiter les particularités des édifices anciens et utiliser pour des édifices anciens en maçonnerie rustique les potentialités des techniques proposées pour les édifices modernes : modélisations numériques non-linéaires dynamiques temporelles, mesures vibratoires in-situ, analyse multi modale non-linéaire. / The aim of this thesis is to propose a seismic vulnerability assessment method well suited to the study of a complete historical heritage, regardless of the prestige of each building. Indeed the great seismic vulnerability of the historical heritage, often in masonry, requires to act preventively in order to avoid irreparable damage. Our approach must tackle three main requirements: to develop large-scale tools of choice to prioritize the needs, to provide relevant analysis of seismic behavior on the structural scale even in the first study, and to manage the large number of uncertainties characterizing the old buildings structural assessment. To this aim, we study the baroque churches and chapels in the high valleys of the French Savoie. They witness to a particularly prosperous period in the history of Savoy and a unique artistic movement adapted to a harsh environment. In this context we have therefore developed or adapted different tools in order to handle the peculiarities of the old buildings. This way we can use the today proposed techniques for modern buildings to study these ancient buildings in rustic masonry: non-linear temporal dynamics numerical modeling, vibratory in situ measurements, non-linear multi modal analysis.

No description available.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第21090号 / 工博第4454号 / 新制||工||1692(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科都市社会工学専攻 / (主査)教授 五十嵐 晃, 教授 澤田 純男, 教授 KIM Chul-Woo / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

No description available.

No description available.

Climate change results to more extreme and frequent flood events that induce extra risk to flood protection structures such as levees. Thus, estimation of the probability of levee failure is of utmost importance when it comes to structural safety and flood risk assessment. This master thesis focuses on the estimation of the probability of levee failure owing to backward erosion at the foundation of the levee. For the estimation of the probability of failure three breach models of different complexity were developed and site-specified data were used from the Paglia river area and an assessment of the results followed. Besides the breach models, a 2-D hydraulic model was also built where breach scenarios were used to assess the associated flood risk. The results showed that the complexity of the breach model plays significant role to the estimated probability of failure. The simplest model estimated the lowest probability, while the complex the highest. Consequently, the associated to the complex model flood risk was higher than the other two. / Klimatförändringarna är ett allmänt problem som bland annat resulterar i ökad risk för extrema hydrologiska händelser. Av dessa extrema händelser är översvämningar bland de mest förekommande. För att tackla problemen med översvämningsriskerna används skyddsvallar som en av de vanligaste anläggningarna bland olika översvämningsskydd. Vid ett tillräckligt högt flöde kan dock den ökade belastningen på skyddsvallen orsaka att skyddsvallen havererar. En skyddsvall kan haverera på grund av flera fysikaliska fenomen, varav de vanligaste är inre erosion, otillräcklig släntstabilitet samt överspolning. Risken för att en skyddsvall havererar, det vill säga brottrisken, kan beräknas med olika metoder. Sannolikhetsbaserade metoder har nyligen växt fram som ett allt viktigare tillvägagångssätt. Det här examensarbetet handlar om brottsannolikhetsberäkningar för skyddsvallar i syfte att kartlägga översvämningsrisker. Arbetet fokuserar på fenomenet med inre erosion i skyddsvallars grundläggning. Det praktiska exemplet i examensarbetet studerar nybyggda skyddsvallar utmed den italienska floden Paglia längs en flodsträcka om 4,5 km mellan städerna Ciconia och Orvieto Scalo i regionen Umbria i centrala Italien. Ur ett hydrogeologiskt perspektiv karaktäriseras regionen av fint jordmaterial, med inslag av slutna akviferer. Sannolikhetsberäkningar med hjälp av ramverket för Monte Carlo-analys genomfördes för tre olika modeller för att beskriva inre erosion i skyddsvallarna till följd av ett 200-årsflöde. De tre olika numeriska modellerna kännetecknades av olika grad av komplexitet. Den enklaste modellen baserades på en metod av Mazzoleni et al. (2015) och tog endast hänsyn till skyddsvallens porositet. Den mellankomplexa modellen var baserad på metoden ifrån Khilar et al. (1985). Den mest komplexa modellen var tidsberoende och baserades på metoderna från Sellmeijer et al. (2011) och Scheuermann (2005), för att ta hänsyn till de två ömsesidigt beroende fenomenen bakåterosion, så kallad ”piping” och läckage, så kallat ”seepage”, vilka tillsammans ger upphov till inre erosion. Resultaten visar att graden av komplexitet i den numeriska modellen spelar en viktig roll när det gäller brottsannolikheten för skyddsvallars grundläggning. Den enklaste modellen beräknade en lägre brottsannolikhet än de andra två modellerna, och den mest komplexa modellen beräknade högst brottsannolikhet av de tre modellerna. Vidare visar resultaten på att några parametrar har en stor inverkan på brottsannolikheten. Dessa är bland annat partikeldiametern som påverkar skjuvhållfastheten i materialet, permeabiliteten, jordlagrets tjocklek under skyddsvallen samt strömningsvaraktigheten. Parametern strömningsvaraktighet kan endast beaktas i tidsberoende modeller, vilket är en av fördelarna med den mest komplexa modellen i denna studie. Förutom de numeriska brottsannolikhetsmodellerna byggdes en tvådimensionell hydraulisk modell upp för att kartlägga de resulterande översvämningsriskerna. Tre olika haveriscenarier studerades för att representera de tre brottsannolikhetsmodellerna. Dock visade det sig att den enklaste av de tre modellerna beräknade så låg brottsannolikhet att det inte var meningsfullt att studera de resulterande översvämningsriskerna enligt den enklaste brottsannolikhetsmodellen i den hydrauliska modellen. Av de två mer komplexa brottsannolikhetsmodellerna visade det sig att den mest komplexa av de två gav mer omfattande haverier i skyddsvallarna och dessutom haverier i flera av skyddsvallarna. Vidare gav den mest komplexa modellen upphov till högst vattennivåer bakom de havererade skyddsvallarna. Slutligen kan det nämnas att staden Scalo Orvieto är utsatt för en högre översvämningsrisk än staden Ciconia enligt resultaten i denna studie.