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AvaliaÃÃo da PrevisÃo do Comportamento GeotÃcnico de FundaÃÃes Superficiais Assentes em Subsolos Arenosos de Baixa Compacidade em Fortaleza a Partir de Ensaios de Placa. / Evaluation of Forecasting Behavior Geotechnical Foundations Basements Superficial based on Sandy Low Compactness in Fortaleza From Testing Board.Paloma Moreira de Medeiros 21 June 2013 (has links)
nÃo hà / A execuÃÃo de um projeto de fundaÃÃes superficiais requer um estudo prÃvio do subsolo de
assentamento. Tal estudo inclui a estimativa da tensÃo admissÃvel e a previsÃo dos recalques
aos quais a estrutura se submeterÃ. Para a previsÃo do comportamento mecÃnico, sÃo
necessÃrias investigaÃÃes que tanto podem ser de campo como de laboratÃrio. Nesse contexto,
o ensaio de prova de carga direta à uma alternativa interessante, pois, atravÃs dele, o
comportamento da futura fundaÃÃo à reproduzido em escala praticamente real. O presente
trabalho trata do estudo do comportamento de fundaÃÃes superficiais assentes em subsolos, da
cidade de Fortaleza, arenosos de baixa compacidade, cuja previsÃo do comportamento à feita
correntemente atravÃs de sondagens à percussÃo (SPT). A metodologia adotada no presente
trabalho consiste na coleta de dados de ensaios de placa e sondagens à percussÃo em uma
empresa local, coleta de amostras deformadas e caracterizaÃÃo geotÃcnica em laboratÃrio dos
solos presentes nos locais de ensaio, previamente escolhidos, realizaÃÃo de provas de carga
direta com placas de trÃs diÃmetros diferentes (30, 50 e 60 cm), e, por fim, realizaÃÃo de
anÃlises com o objetivo de avaliar o desempenho de solos arenosos de baixa compacidade
atravÃs de mÃtodos consagrados para a previsÃo da tensÃo admissÃvel, do recalque e do
coeficiente de reaÃÃo vertical. A partir daÃ, foi possÃvel avaliar o desempenho de diversos
mÃtodos, usualmente utilizados, em projetos de fundaÃÃes superficiais na prÃtica de Fortaleza.
Foi observado que a sondagem à percussÃo (SPT) nÃo à um ensaio apropriado para a previsÃo
do comportamento de solos arenosos de baixa compacidade de Fortaleza. Nesses casos, a
previsÃo da tensÃo admissÃvel deve ser feita pela realizaÃÃo de ensaios mais acurados como
provas de carga direta, ensaio de cone (CPT) ou, atà mesmo, com o ensaio pressiomÃtrico.
AlÃm disso, quanto ao coeficiente de reaÃÃo vertical, o ensaio de prova de carga direta
forneceu resultados superiores aos obtidos de correlaÃÃes com o Ãndice de resistÃncia Ã
penetraÃÃo (NSPT) de sondagens à percussÃo. Por fim, em relaÃÃo à estimativa de recalques, o
mÃtodo semi-empÃrico de DÃcourt (1992) foi o que apresentou o melhor desempenho. / The implementation of a project of shallow foundations requires a prior study of the subsoil.
This study includes an allowable stress estimative and prediction of settlements to which the
structure will be subjected. To predict the mechanical behavior, investigations are required
which can be both field and laboratory. In this context, the plate test is an interesting
alternative because, through it, the future behavior of foundation is reproduced in virtually
real scale. The present work deals with the study of the behavior of shallow foundations on
soils in Fortaleza city, which are sandy low compactness, whose behavior prediction is done
currently through the standard penetration test (SPT). The methodology adopted in this study
consists of collecting data from plate test and standard penetration test in a local company;
collecting disturbed samples in test sites and doing geotechnical characterization of soils in
laboratory, previously chosen; performing plate tests with three different diameters (30, 50
and 60 cm), and, finally, analyzing in order to evaluate the performance of sandy soils of low
compactness through established methods for predicting the admissible stress, the settlement
and coefficient vertical reaction. From there, it was possible to evaluate the performance of
several methods commonly used in projects of shallow foundations in practice in Fortaleza
city. It was observed that the standard penetration test (SPT) is not an appropriate test for
predicting the behavior of sandy soils of low compactness of Fortaleza. In these cases, the
prediction of the allowable stress should be made by using more accurate tests like plate tests,
cone test (CPT) or even the pressuremeter test (PMT). Moreover, as the coefficient of vertical
reaction, the plate test provided superior results to those obtained from correlations with the
SPT resistance (N-value). Finally, in relation to the estimation of settlements, the semiempirical
method of DÃcourt (1992) showed the best performance.
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PrevisÃo de recalques em fundaÃÃes profundas utilizando redes neurais artificiais do tipo perceptron / Prediction of settlements deep foundation using artificial neural networks perceptronLuciana Barbosa AmÃncio 16 August 2013 (has links)
nÃo hà / A previsÃo de recalque em fundaÃÃes profundas do tipo estacas hÃlice contÃnua, escavada e cravada metÃlica à o objeto principal desse estudo. O recalque à o deslocamento vertical para baixo que uma fundaÃÃo apresenta quando submetida a um determinado carregamento. A estimativa dos recalques em fundaÃÃes profundas pode ser feita utilizando-se diversas metodologias, dentre as quais os mÃtodos numÃricos e os teÃricos. Diferentes variÃveis influenciam os recalques ocorridos nas fundaÃÃes profundas do tipo estaca destacando-se as caracterÃsticas de resistÃncia e deformabilidade dos materiais envolvidos, a estratigrafia do solo de fundaÃÃo e a geometria do elemento estrutural de fundaÃÃo, dentre outras, configurando-se, portanto, como um problema multi-variado e de grande complexidade. Uma alternativa para a estimativa mais realista dos recalques em fundaÃÃes profundas consiste no emprego das redes neurais artificiais, que sÃo modelos que trabalham analogamente ao cÃrebro humano que tÃm, recentemente, contribuÃdo na resoluÃÃo de problemas complexos em diversas Ãreas da Engenharia Civil. Nessa pesquisa foram utilizadas redes neurais multicamadas alimentadas adiante (perceptron multi-camadas) para o desenvolvimento de um modelo de previsÃo de recalques em estacas, a partir de um treinamento supervisionado, que utiliza o algoritmo de retropropagaÃÃo do erro (error back propagation). Para o desenvolvimento do modelo foram coletados resultados de ensaios SPT e provas de carga estÃtica, e com auxÃlio do programa QNET2000 foram treinados e validados vÃrios modelos de redes neurais. ApÃs as anÃlises e comparaÃÃes entre os resultados de diferentes configuraÃÃes, constatou-se que as redes neurais artificiais foram capazes de entender o comportamento das fundaÃÃes profundas do tipo hÃlice contÃnua, cravada metÃlica e escavada no que tange a influÃncia das variÃveis de entrada consideradas para a estimativa dos recalques. AlÃm disto, constatou-se que os resultados obtidos pelo modelo desenvolvido permitem, dentre outras coisas, a definiÃÃo das cargas de trabalho e cargas limites na estaca. A arquitetura desse modelo à formada por 6 nÃs na camada de entrada, 20 neurÃnios distribuÃdos em 3 camadas ocultas, e 1 neurÃnio na camada de saÃda, correspondente ao recalque medido para a estaca. O processo de alteraÃÃo dos pesos sinÃpticos, na fase de validaÃÃo do modelo, com 4 milhÃes de iteraÃÃes resultou no maior coeficiente de correlaÃÃo entre os recalques estimados e os recalques medidos, que foi de 0,89, o qual pode ser considerado satisfatÃrio, em se tratando da previsÃo de um fenÃmeno complexo. / The settlement deep foundations preview of stakes continuous helix, metallic dug and stuck is the aim of this study. The settlement is a vertical down dislocation a foundation shows when it undergoes a determined charge. The settlements assessment in deep foundations can be done using several methods as, for instance, the numerical and the theoretical ones. Different variables influence the settlements occurred in foundations of the stake kind which can be detached, among them, the characteristics of resistance and deformation of the involved material, the stratigraphy of the foundation ground and the geometry of the foundationâs structural element manifesting, thus, a multi-diverse and high-complex problem. An alternative to a more realistic assessment of the settlements in deep foundations consists in the application of the artificial neural networks, models that work analogically in the human brain which have been recently contributing to the resolution of complex problems in different areas of Civil Engineering. In this research, multi-marked neural networks were used, fed ahead (perceptron multi-layer) to develop a preview model of settlements in stakes, since a managed training which uses the error back propagation algorithm. To the development of the model, SPT experiments and static charge testsâ results were collected and, with the help of QNET 2000 program, several neural network models were tested and validated. After the analysis and comparison of the different configurationsâ results, it was verified that the artificial neural networks were able to understand the deep foundations behavior, continuous helix, metallic dug and stuck kind concerned to the influence of entrance variables considered to the settlements assessment. Furthermore, the results obtained by the developed model allow, through other factors, the definition of work charges and limit charges on the stake. The architecture of this model is formed by 6 knots in the entrance layer, 20 neurons distributed in 3 hidden layers and 1 neuron in the exit layer, corresponding to the measured settlements to the stake. The change process of the synaptic heights, in the modelâs validation stage, with 4 million iterations, resulted in the bigger correlation coefficient between the assessed and the measured settlements (0.89), which is satisfactory regarding the preview of a complex phenomenon.
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Banco de dados georeferenciado e carta geotÃcnica preliminar de fundaÃÃes da regiÃo Centro-Norte de Fortaleza-CE / Bank of georeferenced data and preliminary geotechnical letter foundations of the North Central region of FortalezaHelano Wilson Pimentel 15 December 2015 (has links)
O presente trabalho trata da estruturaÃÃo de um banco de dados de informaÃÃes geotÃcnicas georeferenciado e da elaboraÃÃo de uma carta preliminar de fundaÃÃes de uma parte da regiÃo centro-norte da cidade de Fortaleza. Para isso, foram coletados 395 furos de sondagens à percussÃo em empresas locais. Cada furo de sondagem foi localizado espacialmente usando o programa Google Earth, que foi escolhido por ser um software gratuito, de pequeno tamanho e de fÃcil compartilhamento dos seus arquivos. Posteriormente, subdividindo Fortaleza em Ãreas de 1 km2 e utilizando as informaÃÃes do Mapeamento GeotÃcnico da RegiÃo Metropolitana de Fortaleza, realizado por Colares (1996), foram consideradas 23 regiÃes para anÃlise e determinada uma sondagem representativa para cada regiÃo, atravÃs de mÃtodos estatÃsticos. A partir do estabelecimento de trÃs portes de edificaÃÃes foi elaborada uma carta preliminar de fundaÃÃes na escala 1:25.000 para a porÃÃo centro-norte da cidade de Fortaleza-CE. A previsÃo do tipo de fundaÃÃo, superficial ou profunda, profundidade de assentamento e taxa admissÃvel, tipo e diÃmetro de estaca, bem como o comprimento aproximado, foi realizado a partir de mÃtodos empÃricos e semi-empÃricos disponÃveis na literatura. Foram gerados, ainda, mapas de isovalores de NSPT em trÃs diferentes profundidades. A pesquisa permitiu concluir que o sistema utilizado para o georeferenciamento dos dados coletados se mostrou bastante adequado, de fÃcil utilizaÃÃo, e utiliza arquivos de pequeno tamanho. Considerando edificaÃÃes de pequeno porte, conclui-se preliminarmente que, quase sempre, à possÃvel a adoÃÃo de sapata assente a pequenas profundidades. Jà para edificaÃÃes de mÃdio e grande porte, estima-se preliminarmente, comprimentos bastante variÃveis de acordo com a posiÃÃo da regiÃo.
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Estudo experimental do comportamento mecÃnico de estrato Silto- Argiloso (MassapÃ) para fundaÃÃes superficiais / Experimental study of the mechanical behavior of silty clay stratum (black clay) for shallow foundationsGleiber da Silva Chagas 29 April 2014 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O dimensionamento de fundaÃÃes superficiais requer definiÃÃo de forma clara e objetiva, para o solo em estudo, da capacidade de carga e a previsÃo dos recalques a que se submete a estrutura, baseando-se nas propriedades mecÃnicas obtidas por ensaios de laboratÃrio e campo. O ensaio de placa à uma das formas mais seguras para se obter essas informaÃÃes, a partir de carregamento direto, que produz, em escala reduzida, o comportamento da futura fundaÃÃo.
Os ensaios realizados nesta pesquisa foram executados em trÃs etapas: caracterizaÃÃo geotÃcnica (granulometria, determinaÃÃo da massa especÃfica, limite de consistÃncia, compactaÃÃo proctor normal e Ãndice de suporte califÃrnia (ISC)); ensaios especiais de laboratÃrio (adensamento e cisalhamento); e ensaios de campo (provas de carga).
O objetivo deste trabalho à avaliar a partir da realizaÃÃo de provas de carga diretas com solo na umidade natural e inundado, se previsÃes de potencial de colapso e expansÃo, realizadas a partir de ensaios edomÃtricos simples e duplos sÃo capazes de dar indicaÃÃes concordantes.
Foi observado que resultados de ensaios edometricos duplos, realizados no solo silto argiloso da cidade de IcÃ, proporcionaram estimativas mais concordantes para as situaÃÃes de colapso do solo. AlÃm disso, a tÃcnica da compactaÃÃo de solos problemÃticos se mostrou adequada para minorar, ou mesmo anular, problemas relacionados ao colapso e a expansÃo do solo estudado. / The design of shallow foundations requires defining clearly and objectively to the soil under study, the load capacity and the prediction of settlements that undergoes structure, based on the mechanical properties obtained from laboratory testing and field. The plaque assay is one of the safest ways to get this information from direct loading, which produces, in reduced scale, the behavior of the Future Foundation.
The tests performed in this study were performed in three steps: geotechnical characterization (particle size, density determination, consistency limits, standard Proctor compaction and California bearing ratio (ISC)​​); Special laboratory tests (density and shear); and field trials (load tests).
The objective of this study is to evaluate the evidence from conducting direct load with soil and flooded in natural moisture, if forecasts of potential collapse and expansion, made ​​from single and double edomÃtricos tests are able to give consistent evidence.
It was observed that results of double edometricos trials, conducted in silty clay soil of the city Ico, provided more consistent estimates for situations of soil collapse. Furthermore, the technique of compression problematic soils was adequate to mitigate or even nullify, problems related to the collapse and expansion of the studied soil.
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CaracterizaÃÃo da rocha calcÃria de JoÃo Pessoa/PB e sua aplicaÃÃo em obras geotÃcnicas de pequeno porte / Characterization of limestone from Joao Pessoa / PB and its application in geotechnical works smallNelci Rones Pereira de Sousa. 30 April 2015 (has links)
O calcÃrio à um tipo de rocha abundante no Estado da ParaÃba, fato que favorece a sua utilizaÃÃo como agregado em concretos para construÃÃo civil. A sua extraÃÃo econÃmica, a disponibilidade, facilidade de extraÃÃo e baixos custos de transportes, redundam em estÃmulo ao seu uso em grande escala como agregado em elemento estrutural de fundaÃÃes em edificaÃÃes de pequeno porte. A rocha calcÃria, contudo, apresenta uma constituiÃÃo bÃsica de elementos de origem sedimentar, sendo solÃvel em Ãgua, com a possibilidade da ocorrÃncia de problemas de subsidÃncia em regiÃes de lenÃol freÃtico pouco profundo ou em locais com alto teor de umidade. Em face da probabilidade da existÃncia de riscos, tanto no seu uso em elementos de fundaÃÃes, como da perspectiva da existÃncia de dolinas no subsolo, devido a presenÃa de maciÃos dessa rocha onde normalmente sÃo implantados edifÃcios com fundaÃÃes profundas, o presente trabalho procurou caracterizar a rocha calcÃria da zona metropolitana de JoÃo Pessoa, objetivando aquilatar se ela à adequada ao uso como agregado de concreto, utilizado em fundaÃÃes superficiais. Inicialmente foi preciso fazer um estudo mais profundo dos fenÃmenos cÃrsticos em que esse tipo de rocha està sujeito, consultando a literatura sobre as incidÃncias da espÃcie e suas ocorrÃncias nas diversas regiÃes do Brasil e principalmente na Ãrea sob estudo. Foi necessÃrio ainda realizar ensaios com o material extraÃdo da rocha, visando descobrir as suas propriedades fÃsicas e quÃmicas principais e se elas guardam compatibilidade com o uso na ConstruÃÃo Civil. Foi realizado um levantamento da litografia do subsolo da Ãrea da Grande JoÃo Pessoa, buscando identificar o volume, a abrangÃncia e a profundidade da camada calcÃria subterrÃnea existente nas regiÃes de avanÃo populacional da cidade, a partir de dados obtidos na literatura, que mostraram a presenÃa de uma camada de calcÃrio da FormaÃÃo Gramame em todo o subsolo do sÃtio da Grande JoÃo Pessoa, sotoposta à FormaÃÃo Barreira. A fragilidade da rocha calcÃria foi confirmada atravÃs dos ensaios realizados de caracterizaÃÃo da rocha, tais como: massa especÃfica real e aparente; absorÃÃo de Ãgua; teste de abrasÃo Los Angeles; compressÃo simples e anÃlises fÃsicas; ensaios de campos de anÃlise de fundaÃÃes antigas; microscopia eletrÃnica de varredura; e difraÃÃo de raio X, sugerindo que o material nÃo possa ser usado como agregado para a maioria das aplicaÃÃes na ConstruÃÃo Civil. Entretanto, como os resultados dos ensaios de campo com fundaÃÃes existentes nÃo apresentaram problemas, a princÃpio nÃo se constata dificuldades no seu uso como agregados em fundaÃÃes superficiais que demandam baixos nÃveis de tensÃo. / Limestone is a type of rock abundant in the state of Paraiba, a fact that favors its use as aggregate in concrete for construction. Its economic extraction, availability, ease of extraction and low transport costs, redundant in stimulating their large-scale use as aggregate in structural element of foundations in small buildings. The limestone, however, presents a basic constitution of sedimentary origin elements, being water soluble, with the possibility of the occurrence of subsidence problems in groundwater shallow regions or places with high moisture content. Given the likelihood of risks, both in its use in foundations elements such as the perspective of the existence of sinkholes underground, due to the presence of this massive rock where buildings are typically deployed with deep foundations, the present study was to characterize the limestone in the metropolitan area of ​​JoÃo Pessoa, in order to judge whether it is suitable for use as concrete aggregate used in shallow foundations. Initially it was necessary to make a deeper study of karst phenomena in this type of rock it is subject, referring to the literature on the effect of the species and its occurrence in different regions of Brazil and especially in the area under study. It was also necessary to carry out tests with the material extracted from the rock, in order to discover their physical properties and main chemical and if they keep compatibility with use in civil construction. A survey of lithography subsoil of the Greater JoÃo Pessoa area in order to identify the volume, scope and depth of the existing underground limestone layer in advance of population areas of the city, from data obtained in the literature, which showed the presence a limestone layer formation Gramame around the basement of the Greater JoÃo Pessoa site sotoposta the training barrier. The fragility of the limestone was confirmed by the tests performed to characterize the rock, such as: real density and apparent; water absorption; Los Angeles Abrasion Test; compressive and physical analysis; trials of old foundations analysis fields; scanning electron microscopy; and X-ray diffraction, suggesting that the material can not be used as aggregate for most applications in civil construction. However, as the results of field trials with existing foundations had no problems at first not noted difficulties in its use as aggregate in shallow foundations that require low voltage levels.
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AplicaÃÃo das redes neurais artificiais do tipo perceptron na estimativa de recalques em estacas. / Application of artificial neural networks the perceptron in the estimation of settlements in stakes.Carla Beatriz Costa de AraÃjo 24 April 2015 (has links)
A utilizaÃÃo das redes neurais artificiais (RNA) na estimativa de recalques em fundaÃÃes
profundas à comprovadamente uma ferramenta eficiente. Nos trabalhos de AmÃncio (2013) e
Silveira (2014), o emprego das RNA apresentou bons resultados para a previsÃo de recalques
em estacas hÃlices contÃnuas, estacas cravadas metÃlicas e estacas escavadas. PorÃm, algumas
estacas modeladas apresentaram comportamento muito distante dos resultados reais, onde os
resultados da modelagem indicaram aumentos bruscos na rigidez do sistema solo-estaca. Nesta
pesquisa, foi desenvolvido um modelo com uma rede neural do tipo perceptron multicamadas
de forma a melhorar o desempenho dos modelos de AmÃncio (2013) e Silveira (2014). Para
desenvolvimento do trabalho, inicialmente foram feitas anÃlises dos resultados de sondagens Ã
percussÃo do tipo SPT e provas de carga estÃticas das 199 estacas utilizadas no trabalho
apresentado por Silveira (2014), fazendo-se uma avaliaÃÃo da consistÃncia das informaÃÃes,
com o objetivo de ter um conjunto mais heterogÃneo e representativo. ApÃs a realizaÃÃo de
alteraÃÃes, chegou-se a um conjunto com 141 estacas, totalizando 1.320 exemplos do tipo
entrada-saÃda. Foram definidas como variÃveis de entrada do modelo: o tipo de estaca, o
comprimento da estaca, o diÃmetro da estaca, o nÃmero representativo dos valores de NSPT ao
longo do fuste da estaca (denominada NF), o NSPT na ponta da estaca, profundidade da camada
de influÃncia da carga em relaÃÃo a ponta da estaca, o fator representativo das camadas de solo
argiloso, o fator representativo das camadas de solo siltoso, o fator representativo das camadas
de solo arenoso e a carga aplicada. Foram estudadas quatro diferentes formas de cÃlculo da
variÃvel de entrada NF, sendo estas: soma, mÃdia, soma ponderada e mÃdia ponderada. Com as
variÃveis de entrada apresentadas foram trabalhados modelos onde a variÃvel de saÃda fosse o
recalque da fundaÃÃo profunda. A modelagem das RNA foi feita utilizando o programa QNET
2000, e foram realizados o treinamento e a validaÃÃo de diferentes arquiteturas. O modelo que
teve melhor desempenho apresentou coeficiente de correlaÃÃo entre os recalques reais e os
recalques modelados no treinamento de 0,99 e na validaÃÃo de 0,98. Os resultados obtidos
mostraram-se melhores que os de AmÃncio (2013) e Silveira (2014), que na fase de validaÃÃo,
apresentaram correlaÃÃes de 0,89 e 0,94 respectivamente. O modelo final deste trabalho possui
uma arquitetura formada por 10 nÃs na camada de entrada, 34 neurÃnios distribuÃdos ao longo
de quatro camadas ocultas e um neurÃnio na camada de saÃda (A:10-15-9-7-3-1), utilizando a
mÃdia para cÃlculo do nÃmero representativo dos valores de NSPT ao longo do fuste da estaca. / use of artificial neural networks (ANN) in the estimation of settlements in foundations
deep has proven an effective tool. The work of Amancio (2013) and
Silveira (2014), the use of RNA showed good results for predicting settlements
in continuous stakes propellers, metal piles driven and bored piles. However, some
modeled stakes had far behavior of real results, where
modeling results indicate sharp increases in stiffness soil-cutting system. In this
research, it developed a model with a neural network of the multilayer perceptron
to improve the performance of the models AmÃncio (2013) and Silveira (2014). To
development work initially polls results of analyzes were made
Percussion SPT and static load tests of 199 stakes used at work
presented by Silveira (2014), making up an assessment of the consistency of the information,
in order to have a more heterogeneous and the representative assembly. After conducting
changes, has come up with a set with 141 stakes, totaling 1,320 examples of the type
entrance exit. Were defined as model input variables: the type of pile, the
length of the pile, the pile diameter, the number of representative values ​​when NSPT
Over stake stem (called NF), the NSPT on the edge of the pile, depth of the layer
the influence of load relative to the cutting edge, the factor representative of the soil layers
clay, the representative factor of silty soil layers, the representative factor of the layers
sandy soil and the applied load. Four different ways of calculation have been studied in
NF input variable, which are: sum, average, weighted sum and weighted average. With
input variables presented were worked models where the output variable was the
repression of deep foundation. The modeling of RNA was made using the QNET program
2000 and were carried out training and validation of different architectures. The model
had better performance showed correlation coefficient between the actual settlements and
settlements modeled in the training of 0.99 and 0.98 in the validation. The results
proved to be better than those of Amancio (2013) and Silveira (2014), which in the validation phase,
They showed correlations of 0.89 and 0.94 respectively. The final model of this work has
an architecture comprised of 10 nodes in the input layer, 34 neurons distributed throughout
four hidden layers, and one neuron in the output layer (A: 10-15-9-7-3-1) using
to calculate the average number of NSPT representative values ​​along the cutting shaft.
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Soil mechanical behavior artificially cemented: essays modeling and application / Comportamento mecÃnico de solos artificialmente cimentados: ensaios modelagem e aplicaÃÃoAlex Duarte de Oliveira 30 July 2015 (has links)
Considering the similarity between the mechanical behavior of artificially cemented soils and
rock masses, this study proposes a methodology to obtain the envelopes resistance of
artificially cemented soils, using the Hoek-Brown failure criterion. The proposed
methodology consists basically in performing two triaxial tests, with the soil non-cemented
and cemented with a high cement content, and estimate the strength envelopes for
intermediate cement contents, using the equations presented in this research. To develop the
methodology, initially, a number of unconfined compression tests and triaxial tests were
carried out in order to quantify the influence of the porosity/cement ratio (n/Civ) on the
strength parameters of the cement mixtures used. From the tests results and the Hoek-Brown
failure criterion, new equations were developed to calculate the envelope parameters (a, m, s),
as functions of porosity/cement ratio. The proposed method was applied to triaxial tests data
presented in four different studies and the results showed that the Hoek-Brown envelope is
suitable to represent the resistance of artificial cemented soils, being able to incorporate the
effects caused by the confining pressure and by the cement content. The envelopes estimated
and those obtained from the triaxial tests were very close, indicating that the proposed
methodology can be used with a reasonable degree of reliability. The results obtained with the
proposed methodology were used to simulate, by the Finite Element Method, the pressuresettlement
behavior and the variation of the safety factor of a shallow foundation bearing on a
double-layered system formed by an artificially cemented soil layer overlaying a soil stratum.
The simulations were performed using as variables the cement content of the enhanced layer
and the relationship between the thickness of the treated layer (H) and the diameter of the
foundation (D). The results show that the use of artificially cemented layers considerably
increases the vertical pressure required for an specific settlement and also the foundation
safety factor. Thus, the execution of shallow foundations, replacing deep foundations,
becomes feasible / Considerando a semelhanÃa existente entre o comportamento mecÃnico dos solos
artificialmente cimentados e dos maciÃos rochosos, o presente trabalho propÃe uma
metodologia para a obtenÃÃo das envoltÃrias de resistÃncia dos solos artificialmente
cimentados, utilizando o critÃrio de ruptura geral de Hoek-Brown. A metodologia proposta
consiste, basicamente, em realizar dois ensaios triaxiais, um com o solo nÃo cimentado e outro
com o solo cimentado com um teor de cimento elevado, e estimar as envoltÃrias de resistÃncia
para os teores de cimento intermediÃrios, atravÃs das equaÃÃes desenvolvidas. Para o
desenvolvimento da metodologia, inicialmente, foram realizados ensaios de compressÃo
simples e triaxiais nÃo drenados, com o objetivo quantificar a influÃncia do fator
vazio/cimento (n/Civ) sobre os parÃmetros de resistÃncia das misturas cimentadas utilizadas. A
partir dos resultados dos ensaios de resistÃncia e da equaÃÃo geral do critÃrio de Hoek-Brown,
foram desenvolvidas equaÃÃes para calcular os parÃmetros da envoltÃria (a, m, s), em funÃÃo
do fator vazio/cimento. A metodologia proposta foi aplicada aos resultados dos ensaios
triaxiais apresentados em outros quatro trabalhos e os resultados mostraram que a envoltÃria
de Hoek-Brown à adequada para representar a resistÃncia dos solos artificialmente
cimentados, sendo capaz de incorporar os efeitos causados pela tensÃo confinante e pelo nÃvel
de cimentaÃÃo. As envoltÃrias estimadas e as obtidas com os ensaios triaxiais ficaram bem
prÃximas, indicando que a metodologia proposta pode ser empregada com um razoÃvel grau
de confiabilidade. Os resultados obtidos com a metodologia proposta foram utilizados para
simular, atravÃs do MÃtodo dos Elementos Finitos, o comportamento carga-recalque e a
variaÃÃo do fator de seguranÃa de uma fundaÃÃo superficial assente sobre um sistema de dupla
camada, sendo a superior cimentada. As simulaÃÃes foram realizadas utilizando como
variÃveis o teor de cimento da camada reforÃada e a relaÃÃo entre a altura da camada
cimentada (H) e o diÃmetro da fundaÃÃo (D). Os resultados obtidos mostram que a utilizaÃÃo
de camadas artificialmente cimentadas eleva consideravelmente as tensÃes verticais
necessÃrias para um recalque relativo especÃfico e, tambÃm, o fator de seguranÃa da fundaÃÃo.
Com isso, a execuÃÃo de fundaÃÃes superficiais, em substituiÃÃo a fundaÃÃes profundas,
torna-se viÃvel.
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