Um elemento finito triangular de três nós é desenvolvido a partir do princípio dos deslocamentos virtuais, com o campo das tensões reais e o dos deslocamentos virtuais independentes entre si e linearmente aproximados. As equações de equilíbrio discretizadas são escritas em termos de tensões nodais. O elemento é aplicado na avaliação da carga de colapso de problemas em estado plano de deformação, usando o teorema estático da análise limite. O escoamento do material é idealizado segundo o critério de Mohr-Coulomb. No processo de maximização da carga de colapso, as equações de equilíbrio discretizadas compõem, concomitantemente com as inequações linearizadas associadas ao critério de escoamento nodal, um problema de programação linear que é resolvido pelo Simplex Revisado. O elemento é apresentado sem recorrer a integrações numéricas, é de simples implementação computacional e produz resultados satisfatórios.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um método numérico para análise de problemas parabólicos, como o transporte advectivo-dispersivo de contaminantes no solo e como o adensamento. O método é baseado no conceito das equações adjuntas, sendo uma das possíveis extensões do ELLAM, um dos métodos mais promissores na garantia de convergência em problemas envolvendo números de Courant e Peclet elevados. O objetivo do trabalho é fornecer subsídios para o desenvolvimento futuro de métodos de grande precisão para o estudo de fenômenos acoplados, como o transporte de contaminantes em solos sob adensamento, que deve acontecer em argilas sob aterros sanitários. Desenvolveu-se inicialmente uma implementação do ELLAM com funções de interpolação fixas no tempo-espaço, mais apropriadas para problemas geotécnicos. Uma verificação numérica de sua ordem de convergência mostrou que este tipo de formulação sofre de limitações no número de Courant maiores que a formulação do ELLAM vigente. Posteriormente, desenvolveu-se um método de adjuntos localizados com polinômios de segundo grau (SOLAM - Second Order Localized Adjoint Method). Observou-se que o método também sofre de limitações de convergência para números de Courant e Peclet elevados; no entanto, o método apresentou desempenho para o problema do adensamento em meios heterogêneos superior ao dos métodos de elementos finitos, o que o torna adequado para o estudo de problemas acoplados.

O trabalho apresenta novas considerações sobra a implantação de pavimentos urbanos de baixo volume de tráfego a partir da análise dos resultados da construção e avaliação de um trecho de pavimento com camadas estruturais de solos transicionais, implantado na área urbana de Guaratinguetá, Estado de São Paulo. Sobre este pavimento foram realizados, periodicamente, ensaios de determinação dos teores de umidade das camadas, penetração com Cone de Penetração Dinâmica - (DCP) e medidas deflectométricas com a viga Benkelman. São apresentados, também, os resultados de ensaios de CBR e DCP realizados, em laboratório, sobre amostras de solos transicionais da região do Vale do Paraíba, os quais permitiram estabelecer uma relação entre esses índices de resistência, possibilitando efetuar-se estimativas dos valores CBR das camadas do pavimento construído a partir de ensaios DCP realizados no mesmo. Com base nos resultados da avaliação, apresenta-se a pertinente classificação do pavimento e faz-se uma revisão da sua capacidade estrutural utilizando-se métodos fundamentados em ensaios DCP. Apresenta-se um quadro comparativo entre os custos do pavimento objeto de estudo e de outras estruturas comumente executadas nos municípios da região do Vale do Paraíba. Avalia-se os procedimentos construtivos adotados pela equipe técnica da Prefeitura de Guaratinguetá e suas conseqüências sobre a estrutura do pavimento, efetuando-se algumas recomendações e sugestões sobre o procedimento de estudos geotécnicos e técnicas de execução e de controle tecnológico em obras viárias da natureza considerada. Finalmente, demonstra-se ser viável técnica e economicamente a construção de pavimentos urbanos utilizando-se solos transicionais em camadas estruturais.

Este trabalho apresenta um método de análise e compartimentação do meio físico que combina a subdivisão em Ottobacias (Pfafstetter, 1987) com cartografia geotécnica. Inicialmente a bacia foi dividida em 9 áreas, representadas pelas 4 maiores sub-bacias do rio Pardo e as 5 áreas restantes, denominadas interbacias. Em seguida, as informações dos atributos, substrato rochoso, materiais inconsolidados, declividade, drenagem e landforms, obtidos por técnicas de cartografia geotécnica, foram analisados em cada uma dessas unidades. Aquelas que não apresentaram predomínio de pelo menos 70%, quanto aos atributos analisados, foram subdivididas até atingirem este nível de homogeneidade. Na última etapa, as Ottobacias obtidas foram reagrupadas de maneira a se obter as unidades de compartimentação, respeitando semelhanças entre elas de pelo menos 70% dos atributos analisados. Esta compartimentação conduziu a obtenção de 90 unidades, pertencentes a 15 subgrupos que tiveram suas aptidões e restrições geoambientais analisadas. Este procedimento de compartimentação e análise mostrou-se adequado ao estudo em escala regional, principalmente em bacias de grandes dimensões, como é o caso da bacia do rio Pardo, fornecendo as bases para um estudo geoambiental mais detalhado. / This work presents a method of analysis and compartimentalization of the environment that combines the subdivision in Ottobacias (Pfafstetter, 1987) with engineering geological mapping. Initially the basin was divided in 9 areas, represented by the 4 larger Pardo river sub-basins and the remaining 5 areas called interbasins. Furthermore, the characteristics of the attributes, rocky substratum, unconsolidated materials, slope, drains and landforms were obtained by engineering geological mapping and then analyzed in each one of these units. The areas that have not predominance of at least 70%, for the analyzed attributes, were subdivided until reaching this level of homogeneity. In the last stage, the obtained Ottobacias were regrouped in order to have compartiments with similarities at least 70%, considering the analyzed attributes. This compartimentalization leads to the attainment of 90 units. These units belong to 15 sub-groups which their aptitudes and geoenvironmental restrictions were further analyzed. This compartimentalization procedure and analysis were shown to be adequate for regional scales investigation, mainly in basins of great dimensions, as it is the case for the Pardo river basin. This compartimentalization and analyses provide bases for more detailed geoenvironmental studies.

O presente trabalho apresenta uma análise dos processos erosivos existentes e da evolução das feições erosivas das cabeceiras da bacia do córrego do Tucum em São Pedro/SP, desde 1962 até os dias atuais, assim como das várias técnicas de controle aplicadas na área. Dentro do contexto do estudo procurou-se analisar os fatores que influenciaram na formação destas feições por meio de: fotointerpretação, ensaios de caracterização básica dos solos, erodibilidade e cisalhamento direto; trabalho de campo para mapeamento dos materiais geológicos, cadastro das feições, uso e ocupação e ensaios de infiltração. As feições existentes na área foram enquadrados em três estágios evolutivos, assim caracterizados como: 1º Estágio - feições pré 1962, 2º Estágio - feições 1962-1988 e 3º Estágio - feições 1988-2003. Os resultados de estudos de campo e laboratorial permitiram classificar os materiais inconsolidados como arenosos e foram individualizados em 15 tipos, que foram agrupados em 14 unidades em função do arranjo espacial dos tipos. Estes materiais apresentaram-se muito permeáveis (K \'APROXIMADAMENTE IGUAL A\' \'10 POT.-3\' cm/s), com alta erodibilidade, com ângulo de atrito 23 a 25º, coesão 11 a 18 kPa, CTC baixa e superfície específica menor que 20 \'M POT.2\'/g. Com base nos resultados obtidos verificou-se que atualmente a área ainda encontra-se com processos erosivos ativos e novas feições têm sido instaladas, apesar das várias tentativas de controle, que em muitos casos foram subdimencionadas. Este estudo concluiu, também, que o conhecimento dos aspectos pertinentes aos materiais inconsolidados, a declividade, landforms, uso e ocupação e índices pluviométricos são fundamentais para compreensão da evolução dos processos, que combinados com o conhecimento das técnicas de controle já utilizadas, proporcionam a formulação de medidas preventivas, de controle e recuperação mais adequadas. / This work presents an analysis of the erosive processes and their evolution in the head part of the córrego do Tucum basin, since 1962 until nowadays, as well as of the erosion control procedures used in the area. This study is based on several kinds of works, such as: photointerpretation, laboratorial tests (basic geotechnical, erodibility, direct shear test) and field works for geological materials mapping, erosion features inventory, assessment of uses and occupation types and infiltration tests. The erosion features were classified into 3 groups: first, before 1962, second between 1962 and 1988 and third between 1988 and 2003. The results obtained from laboratorial and field works permitted to define 15 unconsolidated materials types arranged into 14 spatial units. These materials are very sandy, presenting high permeability (k \'APROXIMADAMENTE IGUAL A\' \'10 POT.-3\' cm/s), high erodibility index, cohesion between 11 and 18 kPa, angle of internal friction varying between 23 and 25º, low cationic exchange capacity and specific surface less than 20 \'M POT.2\'/g. It was observed in the area active erosion features as well as new erosion features, despite of several tentative of control. But most part of the control procedures were inadequate due to absence of adequate geological and geotechnical studies. This work permitted to conclude that information about unconsolidated material, slopes, landforms, rainfall and uses and occupation types are the main point to design adequate erosion control procedures.

Esta dissertação apresenta a caracterização geológico-geotécnica de diferentes litotipos basálticos, abrangendo basaltos densos, basaltos vesículo-amigdaloidais e brecha basáltica. Estes materiais são oriundos de quatro derrames basálticos pertencentes à Formação Serra Geral, região da barragem de Itaipu. Para a caracterização foram realizados ensaios rotineiros de densidade aparente, porosidade aparente, absorção-dágua, compressão pontual e alterabilidade (ciclagem acelerada em laboratório). Incrementou-se neste trabalho a aplicação da velocidade de absorção-dágua como apoio para ensaios de ciclagem, além do uso de análises de pH e de condutividade elétrica para avaliação do grau de alteração. O ensaio de velocidade de absorção-d\'água permitiu a verificação dos tempos necessários para a saturação e a secagem de cada litotipo, mostrando-se importante para a adequação dos ciclos de alteração em laboratório. As análises pHmétricas e de condutividade elétrica apresentaram-se eficientes para a avaliação da alteração, principalmente quando as classificações tátil-visuais e a resistência não refletiram com precisão o grau de alteração da rocha. / This study presents the geological-geotechnical characterization of different basaltics lithotypes (dense basalt, vesicular-amygdaloidal basalt and basaltic breccias). These rock materials were selected from four basaltics flows from Serra Geral Formation (Itaipu Dam region). For this characterization were performed apparent density, apparent porosity, water absorption, point load strength and alterability (wet-dry cycling tests). Increased in this study the application of the water absorption rate as support for cycling tests, and the use of the pH and electrical conductivity tests for interpretation of the weathering degree. The water absorption rate allowed determining the adequate time for saturation and drying of each lithotype, and proved to be important for suitability of the cycling tests. Electrical and pH conductivity analysis were effective for the evaluation of the alteration degree especially when the tactile-visual classifications and the resistance did not reflect so precisely the rock alteration.

O mapeamento geotécnico, objetivo do presente estudo, importa a uma superfície de 186 km2, e abrange porções equitativas em torno da cidade de São Carlos - interior de São Paulo. A visão propiciada pelo trabalho permitiu uma análise conjunta da área, e fundamentou o acréscimo de novas unidades geotécnicas. Da edificação dessas unidades, à elaboração dos documentos cartográficos - em escala final 1:25.000, seguiu-se a metodologia proposta por ZUQUETTE (1987), por intermédio da qual se analisaram os dados preexistentes, sumarizando-se as investigações anteriores sobre a região, relacionando os resultados das pesquisas e os comparando com os encontrados neste estudo. Com base na metodologia adotada, sugerem-se áreas geotecnicamente homogêneas, no sentido de indicar aquelas equipotenciais e/ou equiproblemáticas, que possam servir de apoio ao planejamento do crescimento urbano sãocarlense. / The geotecnical mapping described in the present account covers an area of 186 km2, including aproximately egual parts of the São Carlos surrounds in the São Paulo state. The synoptic character this research, allowed an integrate analysis of this area and was responsible for the addition on new geotecnics units. From the formation of these units to the improentment of the cartographics documations, at a final scale of 1:25.000, based in the methodology propoused by ZUQUETTE (1987), in the meantime of whith was analized being elements summariding previous investigations, analiysing the ideas and comparing them whit the results presented here. Based in the methodology adoted in this study, are suggested geotecnically homogenious areas, to desing equipotential and/or equiproblematical regions, with can serve of support to urbanistic growing planning of São Carlos.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação da Professora Doutora Maria de Lurdes Lopes

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Luís Ribeiro e Sousa

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4571311 bytes, checksum: d283703263efe3572fa1ac4afa57f8c4 (MD5) Previous issue date: 2008-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This research addresses the application of a technique to a soil from the Southeast of Brazil and representing significant portion of the Brazilian territory in order to produce new products herein named modified soils. This conversion was based on the manipulation of the soil chemical and mineralogical compositions in order to change its geotechnical behavior. The laboratory testing program encompassed the following steps: (i) chemical, mineralogical and geotechnical characterization of the soil; (ii) development of chemical and mineralogical procedures for soil modification; (iii) chemical and geotechnical characterizations of the modified soils. Based on the testing data, conclusions are as follow: (i) good performance of the developed procedures for soil modification, which can be applied to field conditions after minor adjustment; (ii) the applied treatments produced significant variation in the chemical soil parameters, specially in the CEC; (iii) the treatments were responsible for significant geotechnical chances in the soil plasticity and compaction parameters, and for minor changes in the soil unconfined compression strength, hydraulic conductivity, compressibility and shear strength determined through triaxial tests. / Nesta pesquisa, buscou-se aplicar a um solo de ocorrência significativa na região Sudeste e em parte expressiva do território brasileiro uma técnica para a sua conversão em novos produtos, aqui denominados de solos modificados . Essa técnica teve por base a modificação das composições química e mineralógica do solo em estudo, com intuito de alterar os seus padrões de comportamento geotécnico. O programa de estudo de laboratório abrangeu: (i) caracterizações química, mineralógica e geotécnica do solo em estudo; (ii) desenvolvimento de processos capazes de promover alterações nas propriedades químicas e mineralógicas, com vistas à produção de solos modificados ; (iii) caracterizações química e geotécnica dos solos modificados . Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que: (i) os métodos desenvolvidos para a modificação do solo em estudo mostraram-se adequados para as finalidades previstas, bem como apresentaram a vantagem de poderem ser, com pequenas adaptações, implementados em trabalhos de campo; (ii) os tratamentos provocaram mudanças significativas nos parâmetros químicos, em especial na CTC do solo; (iii) os tratamentos conferiram ao solo analisado mudanças geotécnicas significativas nos seus parâmetros de plasticidade (redução do LL e LP) e de compactação (aumento do peso específico aparente seco máximo e queda no teor ótimo de umidade) e, em menor escala, nos de resistência à compressão não-confinada, condutividade hidráulica, compressibilidade e resistência ao cisalhamento determinada em ensaios triaxiais.