Tese de mestrado. Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica. 2006. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Este documento não tem folha de rosto / Tese de mestrado. Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

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 José Couto Marques

En el presente trabajo se realizó el estudio de dos suelos chilenos de origen volcánico de comportamiento geomecánico complejo, el primero corresponde a un material derivado de cenizas volcánicas denominado trumao (Clasificación USCS MH), ubicado en las cercanías de Chillán, VIII Región. El segundo suelo está asociado a depósitos de pómez plinianas expulsadas por el volcán Mocho-Choshuenco (Clasificación USCS GM a MH), ubicado en zonas cordilleranas de la Región de los Ríos. Para el desarrollo de este estudio se realizaron ensayos de consolidación edométrica hasta presiones de 32 kg/cm2, triaxiales CIU y CID para un rango de presiones de confinamiento (σo’) de 0,3 a 6 kg/cm2, triaxiales cíclicos para σo’ de 0,5 a 4 kg/cm2, compresiones no confinadas, ensayos de permeabilidad, clasificación completa, ensayos químicos y microscópicos. Los resultados confirman la existencia de una presión de preconsolidación (Pp’trumao=1.8 kg/cm2 y Pp’pomez=0,6 kg/cm2), la que en ambos suelos no estaría asociada al fenómeno de precarga, sino a una estructura de origen físico-químico. Además se observó el desarrollo de gran compresibilidad para presiones mayores a Pp’. En condición drenada el trumao presentan elevados ángulos de fricción interna (Φtrumao≈37°-39°) y cohesiones bajas o nulas, no así las pómez plinianas (Φpomez≈25°). En condición no drenada para presiones mayores a Pp’ la resistencia última es de Su-trumao≈0,27σ0’ y Su-pomez≈0,13σ0’. Se comprobó que estos suelos presentan una importante sensitividad, la cual genera variación en su comportamiento a medida que se altera su estructura natural. La resistencia cíclica del trumao en probetas inalteradas para presiones de confinamiento mayores a Pp’, es comparable a la desarrollada por arenas naturales, bajo dicha presión la resistencia cíclica aumenta considerablemente. Probetas remoldeadas de trumao ensayadas a presiones de confinamiento mayores a Pp’, mostraron valores de resistencia cíclica comparables con las obtenidas en probetas inalteradas. En probetas inalteradas de pómez plinianas se observaron elevadas permeabilidades, mayores o iguales a 10-3cm/s. Producto de ésta permeabilidad, es posible que controle la resistencia drenada por sobre la no drenada en este suelo. Es importante destacar que los resultados de los ensayos en pómez plinianas, fueron facilitados por la empresa Ingendesa S.A. para la elaboración de esta tesis.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-30T15:09:31Z No. of bitstreams: 1 GUTEMBERG GONÇALVES DA SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2016.pdf: 3435279 bytes, checksum: dbeee65ecc9e87071e6bd52e090b564d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-30T15:09:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GUTEMBERG GONÇALVES DA SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2016.pdf: 3435279 bytes, checksum: dbeee65ecc9e87071e6bd52e090b564d (MD5) Previous issue date: 2016-08-15 / Pesquisas em pavimentação têm buscado alternativas para reduzir o consumo de combustíveis e a emissão de gases causadores do efeito estufa gerados pelas misturas asfálticas convencionais. A redução das temperaturas de usinagem e compactação de misturas asfálticas é considerada uma alternativa na produção de revestimentos asfálticos capaz de proporcionar vantagens técnicas, econômicas e ambientais. Denominadas misturas mornas, várias tecnologias são utilizadas para a sua produção. Estas são capazes de diminuir as temperaturas de usinagem e compactação das misturas asfálticas sem alterar suas características. Dentro deste contexto esta pesquisa realilizou um estudo comparativo de 4 aditivos: CCBit, Cera de carnaúba, óleo de girassol e óleo de moringa utilizando teores de 1,0%;1,5%;2,0% e 2,5% visando o estudo de suas propriedades reológicas e análise da potencialidade na produção de misturas mornas. Foi observado que todos os aditivos utilizados obtiveram redução na temperatura de compactação e usinagem destacando-se o óleo de moringa que obteve uma redução de 18,3°C. Quando tratamos do melhoramento da qualidade da mistura asfáltica o CCBit ganha destaque pois por sua vez obteve um aumento em seu módulo complexo (G*) aumentando assim a resistência do material. Quando analisados os resultados de forma geral pode-se afirmar que o CCBit e a cera de carnaúba promovem aumento na resistência do ligante enquanto que os óleos indicam perda de resistência com um aumento de sua trabalhabilidade sendo todas opções viáveis de misturas mornas dependendo do local de aplicação. / Pavement researches have been looking for alternatives to reduce fuel consumption and gas emission that cause the greenhouse effect generated by the conventional asphaltic mixes. The reduction of the machining and compaction temperature of asphalt mixes is considered an alternative in production of asphaltic coatings able to provide technical, economic and environmental benefits. Named warm mixes, several technologies are used in their production. They are capable of decreasing the machining and compaction temperatures of the asphaltic mixes without altering its characteristics. In this perspective this research performed a comparative study of 4 additives: CCBit, carnauba wax, sunflower oil and ben tree oil using levels of 1,0%; 1,5%; 2,0%; and 2,5%, intending the study of its rheological properties and analysis of the potentiality in production of warm mixes. It was observed that every additive that was used obtained temperature decrease in compaction and machining especially ben tree oil that obtained a decrease of 18,3ºC. When the purpose is the quality improvement of the asphaltic mix the CCBit stands out because it obtained an increase of its complex module (G*) therefore also increasing the matter resistance. When the results are analyzed in a general way it’s possible to affirm that the CCBit and the carnauba wax stimulate increase of the binder resistance while the oils indicate loss of resistance with increase of its workability, consequently all of them are viable options of warm mixes depending on its appliance site.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-23T14:16:38Z No. of bitstreams: 1 RAQUEL FREITAS REIS - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 4141449 bytes, checksum: b57757529ff04df0429b3601ab44b379 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-23T14:16:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RAQUEL FREITAS REIS - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 4141449 bytes, checksum: b57757529ff04df0429b3601ab44b379 (MD5) Previous issue date: 2018-02-22 / CNPq / O monitoramento de aterros sanitários pode ser considerado um dos componentes principais do plano de gerenciamento de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU), pois auxilia na fase de projeto, implantação, operação, controle e encerramento. Compreender o comportamento mecânico e as taxas ou cinéticas da biodegradação dos maciços de resíduos aterrados é fundamental para tomar ações preventivas ou corretivas inerentes a questões estruturais e ambientais da obra. Um dos parâmetros que melhor define o comportamento desses maciços sanitários são os recalques, que são deslocamentos verticais que ocorrem em diferentes velocidades, tempo e magnitude, decorrentes do peso próprio, cargas aplicadas e, principalmente, devido aos processos biodegradativos. Embora o monitoramento seja de suma importância, a maioria dos sistemas de medições que são utilizados em aterros sanitários são adaptados da geotecnia clássica, não levando em consideração as peculiaridades deste tipo de obra. O objetivo deste trabalho é desenvolver um sistema de medição automatizado para monitorar recalques em superfície e em profundidade de aterros sanitários. Este sistema conta com a transmissão dos dados a distância e sem fio, permitindo o melhor acesso aos dados. Vale salientar, que o desenvolvimento do sistema de medição automatizado tem como base uma metodologia de medição convencional já existente e utilizada na prática da engenharia geotécnica, o Medidor Magnético de Recalques (MMR). A implementação do sistema de medição abordado neste trabalho, abrangeu a união dos conhecimentos em geotecnia, eletrônica, informática, mecânica e telecomunicações, permitindo o desenvolvimento de um equipamento para monitoramento remoto, a partir da utilização de dispositivos eletrônicos e eletromecânicos que favoreceram a automação do sistema e a transmissão dos dados. O sistema de medição automatizado é constituído de sistema secundário, sistema principal e placa para medição de recalques, além do tubo guia e placas magnéticas, distribuídas no maciço em diferentes profundidades. Seu funcionamento consiste em realizar as medidas de maneira automatizada, em dias e horários pré-estabelecidos, detectando a posição de cada placa magnética, baseada na quantidade de passos do motor utilizado. Para a transmissão, esta posição é determinada em milímetros em função dessa quantidade de passos. Para validar e calibrar o sistema de medição automatizado foi desenvolvido um cenário de ensaio em laboratório, constituído de um suporte, para fixação do tubo guia, placas magnéticas e fita métrica. A calibração do sistema de medição automatizado consiste no comparativo com o MMR. Primeiramente é posicionada uma placa magnética em uma altura definida, e verifica-se visualmente, na fita métrica localizada no interior do tubo guia qual a posição da placa, este valor é tido como valor verdadeiro. Os valores das medidas obtidas pelos dois sistemas de medições são comparados com o valor verdadeiro e são analisados parâmetros como exatidão, precisão e erro de cada sistema de medição por meio da estatística descritiva. Posteriormente, os sistemas de medições são avaliados para observar qual apresenta maior eficiência. Para calibrar o sistema de medição automatizado, foi utilizado um modelo de regressão linear simples, obtendo o comprimento da linha (posição) em função da quantidade de voltas (número de passos). Após a transmissão da posição da placa magnética é utilizado este modelo para o tratamento dos dados. As medidas obtidas pelo sistema de medição automatizado ocorreram em tempo reduzido, apresentando exatidão e precisão, com um erro absoluto de 19,40 mm. Desta forma, constata-se que o sistema de medição desenvolvido é uma boa alternativa de medição, pois pouco demanda a presença do operador em campo, permite a realização das leituras em tempos bem definidos, gerando dados confiáveis e, consequentemente, melhores interpretações. / Landfill monitoring can be considered as one of the main components of the Municipal Solid Waste (MSW) management planning. As long as it assists the design, implementation, operation, control and closure phases of landfills. Understanding the mechanical and biodegradable behavior of landfill waste mass is fundamental to take preventive or corrective actions inherent to structural and environmental issues. Settlements are one of the best parameters that defines the behavior of these sanitary landfills. On of that parameter is the vertical displacement that occur at different velocities, time and magnitude, due to their own weight, applied loads and, mainly, due to biodegradation processes. Despite the importance of monitoring, most of the measurement systems used in landfills are adapted from classical geotechnical engineering, not taking into account the peculiarities of this scope. The objective of this work was is to develop an automated measurement system to monitor surface and in-depth settlements of landfills. This system relies on wireless and remote data transmission, allowing better access to data. The development of the automated measurement system is based on a conventional methodology used in geotechnical engineering field. The implementation of the measurement system presented in this research involves the correlation of knowledge in geotechnical engineering, electronics, computer science, mechanics and telecommunications. That confluence of knowledge allows the development of a remote monitoring equipment, using electronic and electromechanical devices that favored the automation of the system and the transmission of data. The automated measuring system consists of a secondary system, a main system and a plate for settlement measuring, besides the guide tube and magnetic plates distributed in the waste mass at different depths. Its operation consists of automated measurements, in pre-established dates and times, detecting the position of each magnetic plate based on the amount of steps performed by a stepper motor. In order to validate and calibrate the system, a laboratory prototype was developed, consisting of a support for fixing the guide tube, magnetic plates and measuring tape. Initially, the analysis of the two measurement systems consists in positioning a magnetic plate at a determined height, and verify through the measure tape located inside the guide tube which position is the plate, this position is adopted as true value. The values of the measurements obtained by the measurement systems are compared with the true value. Parameters such as accuracy, precision and error of each measuring system are analyzed by descriptive statistics. Subsequently, the measurement systems are evaluated to determine its efficiency for each system. In order to calibrate the automated measurement system, a simple linear regression model was used, obtaining the line length (position) as a function of the number of turns (number of steps). This model is used for the treatment of the data after the transmission of the magnetic plate position. The measurements obtained by the automated measurement system occurred in reduced time, presenting accuracy and precision, with an absolute error of 19.40 mm. It was verified that the developed system is a good alternative of measurement, since it does not require the presence of an operator in situ, and it allows performing the readings in pre-defined time, generating reliable data and suitable interpretations.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-13T17:00:50Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 8912397 bytes, checksum: 4313047fe6f785f061f1f583dcfb3ebc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-13T17:00:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 8912397 bytes, checksum: 4313047fe6f785f061f1f583dcfb3ebc (MD5) Previous issue date: 2017-02-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As malhas urbanas, sobretudo as situadas em encostas de declives acentuados, são cenários de risco para a ocorrência de desastres naturais relacionados a movimentos de massa no Brasil, não estritamente pelas características geoambientais, mas também pela vulnerabilidade da comunidade frente ao impacto. Esses espaços necessitam de atenção no âmbito de gerenciamento de risco, visto que estas ocupações intensificam os processos de instabilidade. Dentro deste contexto, essa dissertação teve como objetivo identificar os processos responsáveis pelo risco geológico-geotécnico em um perímetro urbano composto por quatro bairros no Município de Rio Piracicaba (MG). A partir de levantamentos de campo e mapeamento utilizando imagens aéreas ortorretificadas obtidas pelo uso de um veículo aéreo não tripulado-VANT, foi possível criar cenários em escalas, variando entre 1:7.000 a 1.800, com um nível de detalhe satisfatório, além de produtos de interdependência espacial (3D), os quais permitiram identificar cicatrizes nas encostas, áreas de maior suscetibilidade aos perigos, bem como a disposição dos elementos no espaço. A hierarquização dos graus de risco foi realizada em concomitância com a metodologia nacional do Ministério das Cidades, dos quais 29 pontos de risco foram catalogados, 14 áreas delimitadas e georreferenciadas em ambiente SIG. Dentre estes, 16 pontos foram classificados como de alto risco à movimentos de massa, tendo como sujeito modificador do ambiente a ação antrópica aliado às características geotécnicas, geológicas e geomorfológicas desfavoráveis à ocupação. Os principais fatores identificados que influenciam para a ocorrência de movimentos de massa nas áreas avaliadas são os assentamentos precários e clandestinos, localizadas tanto no topo quanto na base da encosta, cortes e aterros realizados sem acompanhamento técnico com altura e inclinação elevadas, ausência de drenagem pluvial, disposição de águas servidas e fossas sanitárias, trincas nas moradias e presença de vegetação densa sobre a encosta. Além disso, há uma predisposição natural para problemas geoambientais, topografia acidentada e presença de unidades litológicas variáveis. De maneira a caracterizar geotecnicamente os materiais existentes na área de estudo, foram coletadas amostras indeformadas de solos, para realização de ensaios de laboratório e análise de estabilidade geotécnica em um ponto (talude) pré-classificado como alto risco, a fim de quantificar a real geometria do problema. Os produtos derivados de todos os levantamentos são ferramentas importantes para subsidiar a gestão e planejamento do uso e ocupação do solo do município, auxiliar as tomadas de decisões, e realizar ações preventivas de forma a minimizar o quadro atual e o desenvolvimento sustentável daquelas áreas que serão futuramente ocupadas na ampliação do espaço urbano. / Urban constructions, mainly located on steep slopes, started to represent risk scenarios for the occurrence of natural disasters related to landslides in Brazil, not strictly for the its geoenvironmental characteristics, but also for the vulnerability of the community to these impacts. These spaces need special attention for the management of geological-geotechnical risk, since these locations intensify the instability. In this context, this dissertation aimed to identify the processes responsible for the geological-geotechnical risk in an urban perimeter composed by 4 neighborhoods in the city of Rio Piracicaba (MG). Based on field surveys and mapping using orthorectified aerial images obtained through the use of an UAV- Unmanned Aerial Vehicle, it was possible to create scenarios on scales ranging from 1: 7.000 to 1.800 with a satisfactory detail, in addition to products of spatial interdependence (3D), which allowed to identify scars on the slopes, areas of greater susceptibility to hazards, as well as the arrangement of the elements in the urban space. The hierarchy of the degrees of risk was performed in conjunction with the brazilian methodology proposed by the Ministry of Cities, in which 29 risk points were cataloged and 14 areas were delimited and georeferenced in a GIS environment. Among these, 16 points were classified as high risk to mass movements, having as an environment modifier the anthropic action together with the geotechnical, geological and geomorphological characteristics unfavorable to the occupation. The main factors that influence the occurrence of mass movements in the evaluated areas are the precarious and clandestine settlements, located at the top and at the base of the slope, cuts and landfills made without technical accompaniment with high height and slope, absence of rainfall drainage, provision of wastewater and sanitary cesspits, cracks in dwellings and presence of dense vegetation on the slope. In addition, there is a natural predisposition for geoenvironmental problems, rugged topography and the presence of variable lithological units. In order to implement a geotechnical characterization of the existing materials in within the study area, undisturbed soil samples were collected to perform laboratory tests and geotechnical stability analysis at a slope previously classified as high risk. The generated products are important tools to subsidize the management and planning of the use and occupation of the urban area; assistance in decision-making; and preventive actions, in order to minimize the current situation and to provide the sustainable development of those areas that will be occupied in future urban land expansion.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-08-09T12:30:20Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3526777 bytes, checksum: 1f62e755a2bb5751e881c3ed9595278d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-09T12:30:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3526777 bytes, checksum: 1f62e755a2bb5751e881c3ed9595278d (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Na Europa, a utilização da FM para o abastecimento das cidades é bastante comum e antiga (100 anos). No Brasil, o estudo da técnica se iniciou no estado de Santa Catarina em 2006. Em Viçosa, a técnica se iniciou em 2013. Foram utilizados poços de monitoramento previamente instalados a diferentes distâncias da margem da Lagoa da Universidade Federal de Viçosa, nas proximidades do ponto de captação de água das Estações de Tratamento que abastecem a universidade e parte da cidade de Viçosa. O poço de captação foi instalado com o intuito de analisar a dinâmica do fluxo da água subterrânea. A lacuna existente no estudo realizado em 2013, devido à falta de informações da porção mais alta da área, deu origem ao presente trabalho. Portanto, o objetivo dessa pesquisa foi analisar a influência de mais pontos de monitoramento no resultado da modelagem realizada anteriormente e, a qualidade da água do sistema de FM de lagoa para estudos de viabilidade da aplicação da técnica como alternativa efetiva de pré tratamento de água. A análise do fluxo foi realizada por meio do software Visual MODFLOW e a qualidade da água por meio de análises laboratoriais dos parâmetros oxigênio dissolvido, pH, T°, condutividade, turbidez, demanda bioquímica de oxigênio, fósforo total, nitrato, coliformes totais e Escheríchia coli. O modelo numérico foi construído com base no modelo conceitual formulado por meio das medições de nível d’água ao longo de um ano hidrológico, levantamento topográfico, teste de bombeamento, batimetria, condutividade hidráulica, recarga e balanço hídrico. A calibração foi realizada com base no valor do RMS Normalizado que foi igual a 26,73% para o período estacionário sem bombeamento e igual a 23,98% para o período estacionário com bombeamento. Cinco cenários foram simulados a partir do modelo com bombeamento: cenários 1, 2 e 3 considerando uma nova posição do poço de produção com vazões de 120 m3/dia, 150m3/dia e 90m3/dia respectivamente em um período de 43 dias (cenário 1) e 5 anos (cenários 2 e 3). Os RMS Normalizados encontrados para esses cenários foram 23,45%, 24,26% e 23,39%, respectivamente. Os cenários 4 e 5 consideraram o poço de bombeamento no mesmo local, porém com bombeamento de 150m3/dia e 90 m3/dia, resultando em um RMS Normalizado de 24,38% e 24,09%, respectivamente. Com relação às análises de qualidade da água, os resultados demonstram que os parâmetros turbidez, coliformes totais e E. coli foram os que apresentaram valores de remoção mais satisfatórios, com redução de mais de 90% após passagem pelo sistema de filtração em margem. / River bank filtration (RBF) is a simple technique that uses the natural material present on river margins to filter as filtration media. By pumping on a well, water is driven from a river or any water body throughout the sediments on its margins towards the collection well and being filtrated by physical, chemical and biological processes that remove pollutants. In Europe, RBF for urban areas supply have been used for more than 100 years. In Brazil, the study of this technique has began on 2006, Santa Catarina state. In Viçosa, the BF studies started in 2013. Monitoring wells installed at different distances from a pond margin located within Federal University of Viçosa campus. Pumping well was specifically installed for the purposes of the present research. Flow analysis was performed trough Visual Modflow ® and water quality was based on laboratory analysis of the following parameters: dissolved oxygen, HP, temperature, conductivity, turbidity, Oxygen Biochemical Demand (OBD), total phosphorus, nitrate, total coliforms and E. coli. The numerical model was based on a conceptual model developed specifically for this study and supported by: water level measurements during one hydraulic year, pumping test, topography, bathymetry, hydraulic conductivity tests, recharge and water balance. Calibration was performed for Normalized RMS, which was equal to 26.73% for stationary period and equal to 23.98% for pumping period. Five scenarios were simulated from the pumping model: scenarios 1, 2 and 3 considering a new pumping well with 120 m3/day, 150 m3/day and 90 m3/day flow pumping rates during 43 days (scenario 1) and 5 years (scenarios 2 and 3). Normalized RMS found for those scenarios were 23.45%, 24.26% and 23.39%, respectively. Scenarios 4 and 5 have considered a pumping well in the same place as the real tested well, but considering 150 m3/day and 90 m3/daily flow rates, so resulting in Normalized RMS equal to 24.38% and 24.09% respectively. Based on water quality analysis, turbidity, total coliform and E. coli were the one that have presented the best results, with water after river bank filtration presenting a reduction of more than 90% of those parameters when compared to water in the pond.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-07-27T11:17:14Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7153977 bytes, checksum: b8c3892e950a19470b5e635fd8898390 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-27T11:17:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7153977 bytes, checksum: b8c3892e950a19470b5e635fd8898390 (MD5) Previous issue date: 2016-02-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os modelos constitutivos têm a função de interpretar e prever o comportamento tensão- deformação-resistência de um determinado material. A calibração dos modelos constitutivos de solos é geralmente feita com resultados de ensaios de laboratório. No entanto, alguns erros nos valores dos parâmetros podem ser causados por possíveis perturbações na amostra. De modo a suprir essas dificuldades, os ensaios de campo podem ser recomendados como alternativa. A estimativa dos parâmetros que definem o comportamento destes modelos por meio de ensaios de campo é muito difícil. Porém, pode-se fazer essa estimativa de forma indireta, ou seja, estima-se um conjunto inicial de parâmetros e com eles tenta-se representar com um modelo algum resultado do ensaio de campo. Caso a concordância não seja boa, estimam-se sucessivamente novos conjuntos de parâmetros até se obter uma concordância aceitável. Este procedimento, conhecido como análise inversa, consiste na formulação de uma função objetivo (FO), que mede o erro entre valores medidos no campo e calculados pelo modelo. Neste sentido, a presente dissertação tem como objetivo retroanalisar uma curva do ensaio pressiométrico utilizando o modelo não linear elástico de Duncan e Chang (1970) e avaliar o emprego de um Algoritmo Genético (AG) na otimização de um conjunto de parâmetros do modelo. O procedimento consistiu na realização de ensaios pressiométricos na área externa do Laboratório de Mecânica dos Resíduos da Universidade Federal de Viçosa, ensaios de laboratório (caracterização geotécnica, adensamento, cisalhamento direto e triaxiais CIDsat e CIDnat), análise numérica e inversa. Para identificar um conjunto de parâmetros do modelo a partir do ensaio pressiométrico, aplicando a análise inversa, foi necessária a utilização de duas ferramentas numéricas. A primeira consistiu em aplicar o Método dos Elementos Finitos, utilizando o programa Sigma/W desenvolvido pela Geo-Slope International Ltda e a segunda, aplicar o AG com populações iniciais de 10, 20 e 40 indivíduos. Com o trabalho mostrou-se que as calibrações realizadas com os ensaios triaxiais não representaram bem os pontos experimentais, o procedimento genético se mostrou eficiente na retroanálise da curva pressiométrica estudada, cujo erro da FO foi de apenas 3,75%, e por fim foi proposta a delimitação de um espaço de busca utilizando-se dos parâmetros obtidos pelas calibrações com os ensaios triaxiais como ponto de partida para a análise inversa. / Constitutive models have the function of interpreting and predicting the stress-strain-strength behavior of a given material. The calibration of constitutive models of soils is usually done with results of laboratory tests. However, some errors in the parameter values can be caused by possible disturbances in the samples. In order to overcome these difficulties, the field tests may be recommended as an alternative. Estimation of the parameters that define the behavior of these models through field tests is very difficult. However, this estimation can be made indirectly, that is, initially a set of parameters is estimated and try to represent with a model the field test results. If the agreement is not good, new sets of parameters are successively estimated to obtain an acceptable agreement. This procedure is known as inverse analysis and consists of formulating an objective function (OF) able to measuring the error between the measured field values and the results calculated by the model. The aim of this dissertation is to do an inverse analysis of a pressuremeter test using the nonlinear elastic model of Duncan and Chang (1970) and evaluate the use of a Genetic Algorithm (GA) to optimize a set of model parameters. The procedure consisted of realizing a pressuremeter test in the outer area of Waste Mechanics Laboratory at the Federal University of Viçosa, laboratory tests (geotechnical characterization, consolidation, direct shear and triaxial CID sat and CIDnat), numerical and inverse analysis. In order to identify a set of model parameters from using the pressuremeter test results with the inverse analysis was necessary to use two numerical tools. The first consisted of applying the finite element method using the Sigma/W program developed by Geo-Slope International Ltd and the second, apply the GA with initial populations of 10, 20 and 40 individuals. This work showed that calibrations performed with the triaxial tests did not represent well the experimental points. However, with the genetic procedure proved to be very efficient since the inverse analysis of the pressuremeter curve studied, was able to bring the error of OF to only 3.75%. Finally, it was proposed to defining a search space for the parameters using the ones obtained by the calibrations with the triaxial tests on saturated and unsaturated soil samples as a starting point for the inverse analysis.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-09-14T16:49:02Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2424434 bytes, checksum: 88d1a06e9c8a30f618ab73b7eae997d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-14T16:49:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2424434 bytes, checksum: 88d1a06e9c8a30f618ab73b7eae997d0 (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A busca por equipamentos de laboratório que sejam ágeis e eficazes e que possam ser empregados para a realização de ensaios tem sido constante na atual conjuntura, em especial para aplicações geoambientais e, mais especificamente, nos ensaios de percolação em coluna para o estudo de transporte de contaminantes em solos. Esses ensaios muitas vezes são realizados em equipamentos de laboratório que empregam gradientes hidráulicos que demandam tempos excessivos para as suas execuções. Partindo-se desse pressuposto, esse trabalho objetivou caracterizar a influência do gradiente hidráulico utilizado em ensaios de percolação em coluna na estrutura de solos compactados. O solo empregado foi um residual maduro pedologicamente classificado como Latossolo Vermelho- Amarelo, de expressiva ocorrência no Brasil e, em especial, no Sudeste brasileiro. Esse material apresenta 67% de argila, 10% de silte e 23% de areia, LL de 82% e LP de 46%. Esse solo foi compactado na sua umidade ótima (31,37%) de forma a se obter corpos de prova com o peso específico aparente seco máximo de 13,54 kN/m3. Tais corpos de prova forma utilizados em ensaios de permeabilidade, nos gradientes hidráulicos 15, 66, 85 e 140, dos quais se extraiu após o ensaio lâminas do topo e da base para análise micromorfológica e corpos de prova menores das camadas do topo, meio e base para realização de ensaios de cisalhamento direto. Os resultados obtidos sustentam que: (i) estatisticamente ao nível de significância de 5%, não se observa a ocorrência de variação significativa no coeficiente de permeabilidade, na tensão de cisalhamento máxima e nas feições micromorfológicas em função do gradiente utilizado nos ensaios; (ii) sob o prisma geotécnico, há: (a) leve tendência de aumento no coeficiente de permeabilidade e de queda na tensão cisalhante máxima com a elevação do gradiente hidráulico; e (b) quanto à influência do posicionamento adotado para a obtenção dos corpos de prova para a realização dos ensaios de cisalhamento direto, isto é, topo, meio e base, nota-se tendência de decréscimo nos valores médios da tensão cisalhante máxima com o aumento do gradiente hidráulico para o topo e o meio do corpo de prova. Por outro lado, tem-se decréscimo entre as médias da tensão cisalhante máxima da base entre os gradientes 15 e 66 e de acréscimo a partir deste último valor, inclusive superando aqueles determinados no topo, o que pode indicar possível ocorrência de carreamento de finos da base para o topo dos corpos de prova. / The search for laboratory equipment that are agile, effective and can be employed for reliable testing has been constant nowadays, particularly for geo-environmental applications and, more specifically, in column percolation tests applied to the study of transport of contaminants in soils. These tests are often performed in laboratory equipment employing low hydraulic gradients that require excessive time for their executions. Starting from this assumption, this work aimed to characterize the influence of the hydraulic gradient used in column percolation tests in the structure of a compacted soil. A mature residual soil pedologically classified as a Red- Yellow Latosol of expressive occurrence in Brazil, in particular, in Southeastern Brazil was used throughout the experiment. It was a 67% clay, 10% silt and 23% sandy soil, LL to 82% and LP to 46%. Soil compacted specimens were produced at the maximum dry density (13.54 kN.m-3) and the optimum moisture content (31.34%) of the Standard Proctor compaction effort to be used in the permeability test at the hydraulic gradients of 15, 66, 85 and 140. After tests, micromorphological analyses were taken of images captured from soil thin section slides in the top and base of the specimens. Moreover, direct shear tests were performed in other smaller specimens from the top, middle and base of the compacted soil for each of the hydraulic gradients. The results obtained support that: (i) statistically, at the significance level of 5%, there is no significant variation in the coefficient of permeability, in the maximum shear stress and in the micromorphological features in function of the hydraulic gradient used in the tests; (ii) geotechnically, there is: (a) slight tendency of increasing the coefficient of permeability and dropping the maximum shear stress from the elevation of the hydraulic gradient; and (b) regarding the influence of the position adopted in the specimen in order to produce other specimens for the realization of direct shear tests, that is, top, middle and base, there is tendency of decrease in the mean values of the maximum shear stress with increasing the hydraulic gradient for the top and middle of the specimens. On the other hand, it is observed decrease between the averages of the maximum shear stress for the hydraulic gradients 15 and 66, and increase from this last value, even surpassing those determined at the top, which could indicate possible movement of fine soil particles from the base to the top of the specimens.