Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-09-05T04:12:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348641.pdf: 7419922 bytes, checksum: c0ae1ffe6a86b2bfbf5a16b8db7c0c5f (MD5) Previous issue date: 2017 / O ensaio DPSH - Prova Dinâmica Super Pesada está padronizado internacionalmente pela "Referência Internacional para Procedimentos de Ensaio para Sondagem Dinâmica-DP" (ISSMFE 1989), pela Norma Alemã DIN 4094-3: 2002 e mais recentemente pela Norma da ISO ? 22476-2:2005. Esta última norma apresenta quatro tipos de penetrômetros dinâmicos (leve-DPL, médio-DPM, pesado-DPH e super pesado-DPSH), variando principalmente a massa do martelo e a altura de queda. Por contar com uma norma internacional da International Standartization Organization (ISO), do qual o Brasil é signatário, conforme orienta o Instituto Brasileiro de Normas Técnicas (INMETRO), os ensaios dinâmicos passaram a ter uso regular no Brasil, o que difundirá as pesquisas para esses ensaios. Os ensaios da atual família DP?s (Provas Dinâmicas), há muito fazem parte da comunidade geotécnica de todo mundo. No Brasil e no mundo há vasta literatura onde se registra a participação do ensaio Dynamic Probing Light (DPL) quando correlacionado com o ensaio Standard Penetration Test (SPT) ou com o Cone Penetration Test (CPT). A presença do DPSH é muito comum na Europa e no Continente Africano, mas ainda pouco difundido no Brasil. Por outro lado, não existem correlações apropriadas e validadas no Brasil. O local do estudo escolhido foi a zona urbana do Município de Joinville/SC/Brasil. O presente estudo tem como objetivo analisar as correlações existentes entre o ensaio SPT e DPSH onde, primeiramente, procurou-se analisar os resultados dos seus índices numéricos sob a ótica global. A partir da elaboração de mapas geológicos e geotécnicos, avaliou-se os seus resultados sob a ótica da interferência de duas unidades geotécnicas mais presentes, assim como a consideração da saturação do solo, visto que a região de estudo possui o lençol freático elevado. A justificativa para o desenvolvimento do trabalho é o fato de que, dentre os membros da família DP?s, o DPSH é o que mais se aproxima, energeticamente, do SPT, além de possuir o mesmo princípio dinâmico de execução, mesmas condições de alcance de profundidade, vantagem de possuir disparo automático do martelo, contar com a alta produtividade em campo com reduzida interferência operacional e custos de execução menores. A partir das análises, observa-se forte correlação entre seus índices de resistências dinâmica, o que indica que a proposta é válida e poderá ser mais aprofundada em trabalhos futuros, onde outras variáveis poderão ser conjuntamente testadas.<br> / Abstract : The DPSH test - Dynamic Penetrometer Super Heavy, is internationally standardized by the "International Reference Test Procedures for Probing Dynamic-DP" (ISSMFE 1989), the German standard DIN 4094-3: 2002 and more recently by ISO Standard - 22476- 2: 2005. The latter standard has four types of dynamic penetrometer (light-DPL, medium-DPM, DPH-heavy and heavy-DPSH super), mainly by varying the hammer weight and drop height. By relying on an international standard of the International Standardization Organization (ISO), of which Brazil is a signatory, as orients the Brazilian Institute of Technical Standards (INMETRO), passes the dynamic tests have regular use in Brazil, which disseminate research for these assays. The tests of the current family's DP (Dynamic tests) have long been part of the geotechnical community worldwide, as it was from its evolution than the other dynamic and static tests also emerged. In Brazil and in the world there is a vast literature which records the participation of Dynamic Probing Light test (DPL) when correlated with the Standard Penetration Test (SPT) or Cone Penetration Test (CPT). As for the DPSH, his presence is very common in Europe and South Africa, but still little used and widespread in our the country. On the other hand, there are no appropriate correlations and validated in Brazil, and so to be, this work will try to propose a correlation between these two tests. The site chosen study was the urban area of the City of Joinville / SC / Brazil. This study aims to analyze the correlation between SPT and DPSH test whereprimarily, we tried to analyze the results of their numerical indices in the global perspective. Then provided with the development of geological and geotechnical maps, we evaluated the results from the perspective of interference two more present geotechnical units, as well as consideration of soil saturation, since the region has a high water table. The justification for the development of the work is the fact that among the members of DP's family the DPSH is what is closest energy SPT, besides having the same dynamic principle of execution, the same depth range of conditions, advantage of having automatic firing hammer, count on high productivity, with reduced operational interference and lower running costs. As a result of comparisons studied through the use of statistics obtained strong correlation between their levels of dynamic resistance, which indicates that the proposal is valid and may be more detailed in future work where other variables may be jointly tested and studied its effects.

Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-11-03T17:34:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoAlteraçãoBrita.pdf: 4645321 bytes, checksum: 35c2e0f92c68d187b106da5f1e789e2c (MD5) / Rejected by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br), reason: a pedido on 2014-11-04T16:07:25Z (GMT) / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-11-04T16:45:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoAlteraçãoBrita.pdf: 4645321 bytes, checksum: 35c2e0f92c68d187b106da5f1e789e2c (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-11-18T14:44:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoAlteraçãoBrita.pdf: 4645321 bytes, checksum: 35c2e0f92c68d187b106da5f1e789e2c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-18T14:44:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoAlteraçãoBrita.pdf: 4645321 bytes, checksum: 35c2e0f92c68d187b106da5f1e789e2c (MD5) Previous issue date: 2013 / A drenagem ácida de rocha (DAR) é originada a partir da oxidação de minerais sulfetados. A DAR apresenta uma elevada concentração de metais pesados e conseqüentemente elevados valores de condutividade elétrica, além de na maioria das ocorrências possuir valor de pH abaixo de 3 e proporcionar a formação de um ambiente oxidante, com valores de Eh acima de 500 mV. O presente estudo avalia a alteração que a DAR provoca em materiais rochosos (brita) para uso em obras geotécnicas. A DAR utilizada foi produzida a partir de ensaios cinéticos em coluna de lixiviação com amostras de solo da Mina da Pirita em Ouro Preto – MG. Os litotipos estudados foram gnaisse, metadolomito e basalto. A simulação da alteração das amostras de rochas foi realizada através de ensaios de alteração acelerada com o uso do Extrator Soxhlet e também a partir do ensaio de resistência do material à intempérie por inundação. Para efeito de comparação, as amostras rochosas também foram ensaiadas com água destilada e solução de sulfato de sódio, esta última apenas utilizada no ensaio de resistência do material à intempérie por inundação. Os métodos laboratoriais consistiram de caracterização tecnológica dos litotipos, com ensaios de determinação dos índices físicos, de resistência ao choque e a carga pontual e abrasão Los Angeles. A avaliação da alteração das amostras foi realizada através da comparação dos resultados das análises físico-química (CE, pH, Eh e temperatura) e mineralógica do lixiviado antes e após os ensaios no extrator Soxhlet, e também a partir da analise química e mineralógica das amostras de rochas antes e após os ensaios. Complementando a análise da alteração foi realizado o comparativo de perda de massa das amostras de rochas. Ao final dos ensaios utilizando o extrator Soxhlet verificou-se através das análises dos difratogramas e composição química das rochas, que o metadolomito foi a rocha que sofreu maiores alterações, e que a DAR foi o lixiviado que demostrou uma maior tendência para promover as respectivas alterações. Contudo, a quantificação da alteração a partir da perda de massa sofrida para cada litotipo identificou que a amostra que mais sofreu alteração foi o basalto, e que as maiores alterações ocorreram com as amostras lixiviadas com água destilada. Para os ensaios de resistência à intempérie as soluções lixiviantes apresentaram comportamentos diferenciados para a alteração em cada litotipo estudado, impossibilitando assim definir qual solução que foi mais agressiva e qual litotipo foi mais alterado. _____________________________________________________________________ / ABSTRACT: Acid rock drainage (ARD) originates from the oxidation of sulfide minerals. The ARD has a high concentration of heavy metals and consequent high values of electrical conductivity. In most instances it has a pH value below 3, providing the formation of an oxidative environment with an Eh of 500 mV or above. The present study aims to investigate the likely changes that cause the ARD to appear in rocky materials (gravel) for use in geotechnical works. The ARD used in the study was produced from kinetic column leach soil samples from the Pyrite Mine in Ouro Preto – MG. The lithotypes studied were gneiss rock, the metadolomite and basalt. The simulation in the rock samples was conducted by tests of accelerated with the use of the Soxhlet extractor as well as from the test material's resistance to weathering. For a comparison, the rock samples were also tested in distilled water and sodium sulfate solution, the last only used in the test of resistance to weathering. Before to starting the tests, the rock samples were characterized technologically with assays physical indexes, shock resistance the load point and the Los Angeles abrasion. Analysis of the samples was performed by comparing the results of physical-chemical (EC, pH, Eh and temperature), chemical and mineralogical leachate before and after the tests, in addition to assessing the chemical and mineralogical constitution of samples of rocks before and after the tests. An analysis of the comparative mass loss of the rock samples was performed. At the end of experiment using a Soxhlet extractor, it was found by analysis of the diffraction patterns and chemical composition of the rocks, the rock metadolomite has suffered major changes, and the DAR leachate was demonstrated that a greater tendency to promote their changes. However, the quantification of the change from the loss in mass for each lithotype identified that the sample that suffered alteration was basalt, and that the greatest changes occurred with the samples leached with distilled water. For the tests of resistance to weathering the leaching solutions had different behaviors for the change in each lithotype studied, thus making it impossible to define which solution was more aggressive, which was more lithotype changed.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2016-03-31T13:29:43Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoIndicadoresGeoquímicos.pdf: 7686770 bytes, checksum: a9130683a773aaf0a9a7ee39e01a038e (MD5) / Rejected by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br), reason: Não consigo abrir o PDF on 2016-04-13T12:59:00Z (GMT) / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2016-04-13T13:33:01Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoIndicadoresGeoquímicos.pdf: 7686770 bytes, checksum: a9130683a773aaf0a9a7ee39e01a038e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-04-15T13:43:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoIndicadoresGeoquímicos.pdf: 7686770 bytes, checksum: a9130683a773aaf0a9a7ee39e01a038e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T13:44:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoIndicadoresGeoquímicos.pdf: 7686770 bytes, checksum: a9130683a773aaf0a9a7ee39e01a038e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2011 / A Atenuação Natural Monitorada – MNA é uma técnica de remediação baseada na capacidade natural de atenuação ao longo do tempo, envolvendo processos físicos, químicos e biológicos que, sob condições favoráveis, vão influenciar o comportamento do poluente no solo. Para avaliar a sua viabilidade, os órgãos ambientais responsáveis têm exigido a realização de uma série de estudos que demonstrem a ocorrência desses processos, principalmente os capazes de degradar o contaminante, visto que esses são os únicos aptos a removê-lo do sistema. Com o objetivo de avaliar a eficácia do processo de atenuação da água subterrânea do aterro sanitário de Belo Horizonte, a metodologia foi baseada na quantificação e distribuição espacial de indicadores geoquímicos capazes de evidenciar a degradação da fração orgânica do contaminante, além da determinação indireta de processos como diluição e sorção, que, apesar de não removerem a contaminação, podem atenuar o efeito e retardar seu deslocamento. O processo de degradação do contaminante orgânico envolvido no mecanismo de atenuação natural se desenvolve através de reações de oxidação-redução catalisadas por microorganismos específicos na presença de Aceptores Terminais de Elétrons – TEAs, podendo ser identificado pela redução na concentração do oxigênio dissolvido, nitrato e sulfato, além do aumento na concentração de ferro dissolvido. A observação de outros fenômenos, como por exemplo, a perda do contaminante ao longo do tempo e a elevação da alcalinidade sob condições anaeróbicas também podem ser utilizados para evidenciar o fenômeno. A amostragem foi realizada pela adoção da metodologia de baixa vazão, com a coleta de água para determinação de O2, NO3-, NO2-, SO4-2, H2S, pH, Eh e turbidez em laboratório terceirizado (CTQ Análises Químicas e Ambientais) e de metais e metalóides no Laboratório de Geoquímica Ambiental – LGqA da Universidade Federal de Ouro Preto, contemplando as seguintes espécies químicas: Al, As, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Sc, Sr, Ti, V, Y e Zn. Além disso, foram utilizadas informações de análises históricas da água subterrânea fornecidas pela Superintendência de Limpeza Urbana de Belo Horizonte – SLU. Todos esses dados, quando utilizados em conjunto, permitiram verificar a ocorrência de processos como a degradação aeróbia do contaminante seguido da redução de ferro e sulfato na proximidade do aterro. A abertura de amostras por meio de ataques ácidos evidenciou a ocorrência de possíveis fenômenos de sorção e formação de complexos metálicos com substâncias orgânicas. Ainda, a modelagem por meio do PHREEQC deixou evidente a tendência de precipitação da pirita, gibbsita e minerais férricos e ferrosos como processos secundários a oxidação da matéria orgânica, além da dissolução da barita, caso a mesma faça parte do arcabouço mineralógico da região investigada, evidenciando a possibilidade da concentração de bário no sistema ser de origem geogênica. Também, a grande variabilidade encontrada na concentração do cloreto ao longo da distribuição espacial dos poços analisados revelou uma forte diluição agindo como mecanismo de atenuação do meio. ____________________________________________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The Monitored Natural Attenuation – MNA is a method for remediation based on the natural capability of attenuation over time, involving physical, chemical and biological processes that, under favorable conditions, influence the behavior of the pollutant in the soil. To assess its viability, environmental agencies have been demanding studies to prove the occurrence of these processes, mainly those that have the capability to degrade the contaminant, since these processes are the only ones that can remove it from the system. In order to evaluate the effectiveness of the groundwater attenuation in the landfill of Belo Horizonte, the methodology was based on the quantification and spatial distribution of geochemical indicators capable of showing the degradation of the organic fraction of the contaminant, beyond of indirect determination of processes such as dilution and sorption, which, although not remove contamination, can mitigate the effect and reduce its propagation. The process of organic contaminant degradation involved in the mechanism of natural attenuation is developed through the redox reaction catalyzed by specific microorganism in the presence of Terminal Acceptors of Electrons – TEAs, being identified by reducing the concentration of dissolved oxygen, nitrate e sulfate, along with the increase in the concentration of dissolved iron. The observation of other phenomena, such as, for example, contaminant loss overtime and the elevation of the alkalinity under anaerobic conditions can also be used to evidence the phenomenon. The sampling was carried out using the methodology of low-flow, with the collection of water for determination of O2, NO3-, NO2-, SO4-2, H2S, pH, Eh and turbidity by outsourced laboratory (CTQ Análises Químicas e Ambientais) and metals and metalloids by Laboratório de Geoquímica Ambiental – LGqA of the Universidade Federal de Ouro Preto, including the following chemical species: Al, As, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Sc, Sr, Ti, V, Y e Zn. Moreover, historical analysis of the groundwater was provided by Superintendência de Limpeza Urbana de Belo Horizonte – SLU. All such data, when analyzed together, allowed to check the occurrence of the processes such as the aerobic degradation of the contaminant followed by iron and sulfate reduction near the landfill. The acid digestion of waters for total metals showed the occurrence of possible sorption phenomena and formation of metallic complexes with organic substances. Moreover, the PHREEQC modeling substantiated the tendency of the pyrite, gibbsite and ferric and ferrous iron mineral precipitation as secondary processes of the organic matter oxidation, besides the barite dissolution if this mineral is part of the mineralogical framework of the investigated region, demonstrating the possibility of the barium concentration in the system to be of geogenic origin. Furthermore, the great variability in the chloride concentration along of the spatial distribution of the analyzed wells showed a high dilution acting as a mechanism of attenuation of the system.

xvi, 96 f. : il. / Submitted by Rosane Cossich Furtado (rosanecossich@gmail.com) on 2010-02-13T13:37:01Z No. of bitstreams: 1 2008_AngelaCustodiaGuimaraesQueiroz.pdf: 1833620 bytes, checksum: 70e6405d7e046ef42c1712d21ebaa262 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2010-02-18T22:45:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_AngelaCustodiaGuimaraesQueiroz.pdf: 1833620 bytes, checksum: 70e6405d7e046ef42c1712d21ebaa262 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-02-18T22:45:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_AngelaCustodiaGuimaraesQueiroz.pdf: 1833620 bytes, checksum: 70e6405d7e046ef42c1712d21ebaa262 (MD5) Previous issue date: 2008-12-19 / A qualidade dos maciços compactados, sejam eles de obras rodoviárias ou de barragens, é essencial para o bom funcionamento da obra como um todo. Atualmente, o controle dessa qualidade é realizado por ensaios que determinam o desvio de umidade do solo recém compactado, em relação à umidade ótima, e o grau de compactação alcançado. Com base nesses resultados características relacionadas à deformabilidade, permeabilidade e resistência são inferidas. No entanto, as informações fornecidas por esta técnica nem sempre refletem o real comportamento do solo, além de ser aplicável somente durante a fase de construção. Ensaios de campo mais elaborados são empregados, geralmente, somente quando são identificados problemas em aterros já concluídos. Todavia, estes ensaios podem ser de grande valia também durante sua execução, pois eles fornecem os parâmetros geotécnicos do solo, possibilitando assim, um controle baseado no comportamento, e não simplesmente com base em propriedades físicas. A literatura, entretanto, pouco comenta sobre investigações in situ de aterros compactados visando o desenvolvimento de uma metodologia que permita verificar os parâmetros dos solos. Todo esse contexto motivou a realização desta pesquisa, que analisou a aplicação das correlações desenvolvidas por diversos autores para a estimativa dos parâmetros geomecânicos de solos naturais via DMT em maciços compactados. As análises realizadas apontaram o ensaio dilatométrico (DMT) como uma ferramenta de controle de compactação em potencial, que deve ser melhor estudada, principalmente no que diz respeito a consideração dos efeitos da sucção em seus resultados. Estes estudos preliminares apresentaram resultados animadores. Vale ressaltar que este trabalho faz parte de um projeto de pesquisa financiado pela ANEEL, e coordenado por Furnas Centrais Elétricas S.A., em parceria com a UnB. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The quality of compacted fill, be they of road works or dams, is essential to the smooth functioning of work as a whole. Currently, the quality control of this is done by testing that determine the diversion of moisture’s soil newly compacted, in relation to optimum moisture content, and the degree of compaction achieved. Based on these results characteristics related to the deformability, permeability and strength are inferred. However, the information provided by this technique does not always reflect the actual behavior of the soil, apart from being applicable only during the construction phase. Field tests more developed are employees, generally, only when problems are identified in fill already completed. However, these tests may be of great value also for its implementation, because they provide the geotechnical parameters of the soil, thus enabling a control based on behavior. The literature, however, little comment on investigations in situ of compacted fills to develop a methodology to assess the parameters of the soil. All this context led to the realization of this research, that examined the implementation of the correlations developed to estimate the parameters through of the DMT in compacted soil. The analysis carried out showed the dilatometer test (DMT) as a tool to control compaction in potential, that should be better studied, especially with regard to consideration of the effect of pore negative pressure in your results, but that these preliminary studies showed encouraging results.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-26T18:02:27Z No. of bitstreams: 1 2017_JordanaGarridoSilvaSaba.pdf: 3701527 bytes, checksum: 505b3dc2932866e5bcdb2c6a1460b7ef (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-26T22:49:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_JordanaGarridoSilvaSaba.pdf: 3701527 bytes, checksum: 505b3dc2932866e5bcdb2c6a1460b7ef (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T22:49:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_JordanaGarridoSilvaSaba.pdf: 3701527 bytes, checksum: 505b3dc2932866e5bcdb2c6a1460b7ef (MD5) Previous issue date: 2017-05-26 / O fraturamento hidráulico (FH) é uma técnica de estimulação de poço que consiste em injetar um fluido viscoso sob alta pressão em rochas reservatórios. O diferencial de pressão gerado pela injeção do fluido inicia uma fratura que se propaga pela rocha, facilitando a extração dos hidrocarbonetos presentes na rocha. Embora seja uma técnica eficiente para a estimulação de poços, gera muitas polêmicas ambientais, relacionadas à poluição. Uma forma de mitigar os impactos ambientais e acidentes é estudar a fundo esse procedimento. O (FH) pode ser usado para a estimulação de poços e para exploração de fontes não convencionais de petróleo. O método dos elementos finitos estendido (XFEM) foi aplicado neste trabalho para simular as descontinuidades geradas pelas fraturas nos campos de tensão e deformação. Foi implementada uma lei de fluxo no programa de Morais (2016) que aproximasse o regime de fluxo dentro da fratura e feita uma série de simulações. Além disso, foi implementado o elemento triangular quadrático no lugar do elemento era quadrilátero com quatro nós, no código de Morais (2016), entretanto, observou-se que o elemento anteriormente implementado por Morais (2016) é mais adequado para a resolução do problema. Diversas simulações foram realizadas para entender como diferentes parâmetros relacionados ao fluxo podem afetar o processo de fraturamento hidráulico. Por fim, concluiu-se nesta dissertação que parâmetros como a geometria da secção transversal, a viscosidade do fluido de fraturamento e a permeabilidade da matriz rochosa influenciam no fenômeno de fraturamento. / Hydraulic fracturing (HF) is a well stimulation technique that consists of injecting a viscous fluid under high pressure into a rock reservoir. The differential of pressure generated by the injection of the fluid initiates a fracture that propagates through the rock, increasing the extraction of the hydrocarbons located inside the rock. Although it is an efficient technique for stimulating wells, it generates many environmental controversies related to pollution. One way to mitigate environmental impacts and accidents is to study this procedure thoroughly. The HF can be used not only for stimulation of wells but also for exploration of unconventional reservoirs of petroleum. The extended finite element method (XFEM) was applied in this research to simulate the discontinuities generated by fractures in the stress and strain fields. A flow law was implemented in the Morais (2016) code that approximates the regime of flow within the fracture and series of simulations were made. In addition, the quadratic triangular element was implemented in place of the quadrilateral element with four nodes, in the Morais (2016) code; however, it was observed that the element previously implemented by Morais (2016) is more adequate to compute this problem. Several simulations were performed to understand how the different parameters related to the flow can affect the hydraulic fracturing process. Finally, it was concluded in this dissertation that parameters such as cross-section geometry, fracturing fluid viscosity and rock matrix permeability influences the fracturing phenomenon.

Neste trabalho, apresenta-se um estudo numérico, através do Método dos Elementos Finitos, do efeito de instalação de uma parede diafragma com tirantes, seguida de uma grande escavação em solo residual de Granito Independência. As simulações numéricas são comparadas a deslocamentos medidos em uma obra localizada no Bairro Moinhos de Vento, na cidade de Porto Alegre, Rio Grande do Sul - Brasil. Para realizar esta análise utilizou-se o programa computacional Plaxis. Este programa se destina especificamente a análises da deformabilidade e estabilidade de projetos de engenharia geotécnica, cuja simulação requer o uso de métodos numéricos que consideram linearidade e não-linearidade constitutiva, bem como dependência do tempo. Foi utilizado nas simulações o Modelo Elástico-Perfeitamente Plástico com Superfície de Ruptura de Mohr- Coulomb. Os parâmetros do solo foram determinados a partir de ensaios de SPT e CPT, e balizados através de dados obtidos na literatura. Os resultados das análises numéricas são comparados com os resultados medidos in situ, durante a execução da escavação. Foram feitas duas análises distintas, uma chamada Classe A, onde os parâmetros estimados através dos ensaios SPT e CPT foram adotados como padrão e utilizados na simulação da obra Na segunda análise, denominada análise Classe C, correspondente a uma avaliação dos valores de ângulo de atrito (φ), coesão (c) e Módulo de Elasticidade (E), procurando-se avaliar a sensibilidade das previsões. Os resultados da análise numérica Classe A apresentam uma boa aproximação dos resultados medidos em 3 dos 5 perfis analisados, sendo que as simulações reproduziram de forma qualitativa a tendência das curvas experimentais. Parâmetros de resistência e deformabilidade têm um grande influência no comportamento do modelo numérico. A variação de parâmetros de projeto, como a força de ancoragem nos tirantes e a rigidez da parede diafragma também foram testadas. Os resultados demonstram que a influência destes parâmetros é significativa na medida dos deslocamentos.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Geotecnia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-11-24T15:02:37Z No. of bitstreams: 1 2016_MarceloAlejandroLlanoSerna.pdf: 4597920 bytes, checksum: d1815fd743fd8c6b5479aca9482e7686 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-01-28T19:32:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_MarceloAlejandroLlanoSerna.pdf: 4597920 bytes, checksum: d1815fd743fd8c6b5479aca9482e7686 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-28T19:32:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_MarceloAlejandroLlanoSerna.pdf: 4597920 bytes, checksum: d1815fd743fd8c6b5479aca9482e7686 (MD5) / O objetivo deste trabalho é investigar os mecanismos de alguns problemas geotécnicos submetidos a grandes deformações, e mais especificamente o cone de penetração e escorregamentos na área de estabilidade de taludes. O fenômeno de grandes deformações em Geotecnia pode ser observado em problemas de ensaios de campo como SPT, CPT, DMT; ensaios de laboratório como o ensaio de cone e de palheta; em aplicações práticas como a cravação de estacas e em encostas após a ruptura de um talude. Uma das principais limitações na prática da engenharia geotécnica é que as formulações tradicionais para o cálculo de estruturas dependem da hipótese de pequenas deformações. Na última década, com o aumento da capacidade computacional e surgimento de novos métodos numéricos, tornou-se factível a modelagem numérica de problemas de grandes deformações, gerando a possibilidade de estudá-los em maior detalhe. Este trabalho centra-se na aplicação do Método do Ponto Material (MPM). O MPM é uma ferramenta numérica que adota um esquema de discretização Euleriano-Lagrangiano, o que fornece um esquema sofisticado para resolver o balanço de momento linear quando se observam grandes deformações. O método foi aplicado à análise de ensaios de penetração de cone em laboratório e a problemas reais de escorregamentos de taludes com grandes movimentos de massa. Inicialmente, foram feitos ensaios diretos e indiretos de resistência ao cisalhamento em amostras de caulim. O programa de ensaios de laboratório inclui o ensaio de palheta, ensaio de cone, ensaio de compressão oedométrica e ensaio de compressão triaxial convencional. Como produto dos ensaios de laboratório, foram propostas algumas relações entre parâmetros de estados críticos e o ensaio de queda de cone. Também baseado nos ensaios de laboratório, o programa NairnMPM foi testado e calibrado para resolver problemas geotécnicos simples como o ensaio de cone e o colapso de uma coluna de solo. Depois disso e com o intuito de verificar a capacidade do MPM para resolver problemas de grande escala, foram simulados os escorregamentos de taludes na barragem de Vajont, na Itália, e na rodovia Tokai-Hokuriku, no Japão. Finalmente, foi testado o processo de modelagem do escorregamento de Alto Verde, na Colômbia, e as variáveis dinâmicas previstas no modelo foram usadas no cálculo de risco. Os resultados se ajustaram muito bem às observações de campo, destacando a potencialidade do MPM como ferramenta prática na modelagem de vários problemas de grandes deformações na engenharia geotécnica. / The goal of this work is to investigate the mechanisms of various geotechnical problems subjected to finite strains, more specifically the fall cone test and run-out process during landslides. Large deformation phenomena may be observed in field testing such as SPT, CPT, DMT; laboratory testing such as fall cone test, mini-vane test, and practical problems such as pile driving and run-out process during landslides. The main limitations in the practice of geotechnical engineering are due to the fact that a wide number of design frameworks are based on the small strain hypothesis. In the last decade, with the increasing computational capacity and the development of novel numerical methods; solving large deformation models have become feasible. This fact allows studying in detail a wide number of phenomena in geotechnics. This work focuses on the application of the Material Point Method (MPM). The MPM is a numerical tool that adopts a Eulerian-Lagrangian scheme. Moreover, it allows a solid framework to solve the linear momentum balance when finite strains are observed. The method was used in the simulation of the fall cone test and real scale mass movements in landslides. Initially, direct and indirect shear strength measurements on kaolin clay were performed. The laboratory testing program included mini-vane shear test, fall cone test, oedometric compression, and conventional triaxial compression test. As a result of the laboratory testing, interesting relationships between the critical state parameters and the fall cone were established. Furthermore, NairnMPM open source code was tested and calibrated using the laboratory results to later solve simple geotechnical problems such as fall cone test and the collapse of a soil column. Afterwards, the possibility of simulating real-scale problems in landslides was addressed. The slope failure in Vajont, Italy, and Tokai-Hokuriku Expressway, Japan, were considered. Finally, the framework was tested in a landslide in Alto Verde, Colombia. The computed dynamic quantities were used in risk assessment of landslides. The results matched very well with field observations highlighting the potential of using MPM as a practical tool for modelling various problems involving large strains in geotechnical engineering.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-04-16T15:02:07Z No. of bitstreams: 1 2012_MarceloAlejandroLlanoSerna.pdf: 4945938 bytes, checksum: 3de09b6f9eeae298970d898673d62873 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-05-23T12:10:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_MarceloAlejandroLlanoSerna.pdf: 4945938 bytes, checksum: 3de09b6f9eeae298970d898673d62873 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-23T12:10:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_MarceloAlejandroLlanoSerna.pdf: 4945938 bytes, checksum: 3de09b6f9eeae298970d898673d62873 (MD5) / O objetivo deste trabalho é investigar a eficiência do Método do Ponto Material Generalizado (GIMP) para a simulação de problemas de grandes deformações, e mais especificamente o cone de penetração por queda livre utilizado na norma britânica para ensaios de limite de liquidez. Foi feita uma revisão teórica do ensaio de penetração de cone, ressaltando as formulações analíticas e a obtenção de parâmetros para solos argilosos a partir dos resultados deste ensaio. As formulações teóricas relacionam a profundidade de penetração do cone com a resistência não-drenada de solos argilosos. Com o intuito de verificar estas formulações teóricas foram realizados ensaios de cone e palheta (mini-vane) em laboratório com caulim a diferentes teores de umidade. Também foi feita uma completa caracterização do caulim, incluindo a obtenção da curva característica de retenção de água. Os resultados foram interpretados à luz das teorias dos ensaios de cone e da teoria de estados críticos para a obtenção dos parâmetros mecânicos do solo e da interface caulim-cone. Os experimentos foram então simulados numericamente com GIMP sob condições bidimensionais e tridimensionais. Para tanto foi utilizado código aberto NairnMPM, cedido pelo professor John Nairn, da Oregon State University (USA). Como esperado, as simulações bidimensionais sob condições de deformação plana não reproduzem quantitativamente o problema real, o qual é tipicamente axissimétrico. O código NairnMPM ainda não inclui esta opção, porém as análises tridimensionais apresentaram um desempenho excelente, e o fenômeno foi bem reproduzido qualitativamente e quantitativamente, como indicam as comparações entre os fatores de cone experimentais e modelados. Foi demonstrado que o método é suficientemente robusto para resolver o problema de contato durante a penetração do cone sem a necessidade de usar outros tipos de elementos na interface, entretanto o modelo de resistência de interface disponível deve ser aperfeiçoado de modo a incluir tanto adesão quanto atrito. Finalmente, ressalta-se que a principal limitação do GIMP em relação a outros métodos tradicionais como elementos finitos (MEF) é o maior tempo de processamento. No caso de problemas envolvendo grandes deformações e domínios extensos, deve-se buscar um nível de comprometimento entre a acurácia possível e o tempo de processamento. Em caso de problemas tridimensionais e malhas muito refinadas o tempo de processamento pode inviabilizar a análise utilizando microcomputadores convencionais. Nestes casos, devem-se usar grandes processadores ou processamento paralelo. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The main objective of this dissertation is to check the efficiency of the Generalized Material Point Method (GIMP) for the solution of large deformation problems, and more specifically to simulate the free fall of a penetration cone, such as the one used in the British standards for the determination of liquid limit of clays. The investigation starts with a literature review of cone penetration test, focusing on analytical formulations to interpret its results and to obtain physical indexes and mechanics parameters. The theoretical formulations relate the depth of cone penetration with the undrained shear strength of clay soils. In order to check the validity of these formulations, the author performed laboratory tests on kaolin clay with different water contents, with emphasis on the mini-vane tests to find the undrained strength and the British cone tests to find the depth of penetration. The material was also subjected to the traditional characterization tests and the soil-water characteristic curve (SWCC) was also determined. The results of the tests were interpreted using the falling cone formulations and the critical state theory in order to obtain the mechanical parameters of the kaolin and of its interface with the British cone. Then the falling cone tests were simulated numerically with the GIMP under two and three dimensional conditions. An open code named NairnMPM, written by Professor John Nairn at Oregon State University (USA), was used in the numerical simulations. As expected the two-dimensional simulations under plane strain conditions cannot reproduce quantitatively the laboratory experiments since the falling cone is typically an axis symmetric problem. NairnMPM unfortunately does not include this condition yet, but the three dimensional analyses attained excellent performance and the phenomenon was properly reproduced qualitatively and quantitatively, as indicate by the good agreement between computed cone factors obtained from the numerical analyses and from the laboratory experiments. The method is sufficiently robust to solve the cone soil interaction without the need for any especial interface element; however the model of shear strength of the interface should be enhanced to include adhesion, besides friction. Finally the main limitation of GIMP, compared to other traditional methods such as finite elements (MEF), is the long processing time. For applications in full scale problems with large domains, the analyst should find a compromise between accuracy and computational time. In cases of three-dimensional problems with fine discretization the analysis using conventional microcomputers may not be feasible and some kind of parallel processing may be required.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2010. / Submitted by Shayane Marques Zica (marquacizh@uol.com.br) on 2011-03-28T17:17:48Z No. of bitstreams: 1 2010_FernandoRodrigodeAquino.pdf: 4711249 bytes, checksum: 39051c529b416530ea0d28e6863bff5a (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2011-03-28T17:49:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_FernandoRodrigodeAquino.pdf: 4711249 bytes, checksum: 39051c529b416530ea0d28e6863bff5a (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-28T17:49:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_FernandoRodrigodeAquino.pdf: 4711249 bytes, checksum: 39051c529b416530ea0d28e6863bff5a (MD5) / Nos últimos anos tem crescido muito o interesse pelo estudo de novas técnicas de controle e avaliação de maciços compactados. Da mesma forma, vem crescendo, também, o estudo de técnicas modernas de investigação geofísicas que possibilitem medições de propriedades do solo de maneira indireta. Nestes estudos, em geral, propriedades específicas do solo são medidas e sobre o resultado é feita uma interpretação, objetivando chegar a conclusões sobre o estado do maciço analisado. A medida de resistividade elétrica do solo surge como um bom exemplo de medição indireta. O objetivo desta técnica é perceber características do perfil geotécnico, medindo-se a resistividade elétrica do meio, o que a torna como uma alternativa em potencial para a obtenção de características físicas dos solos em um processo de controle de compactação. Dentro deste contexto, o presente trabalho realiza um estudo inicial e busca avaliar, em laboratório, o comportamento da resistividade elétrica de um solo argiloso compactado característico do Distrito Federal frente às variações de suas características físicas. Verificou-se, de modo geral, que as relações entre resistividade elétrica e os teores de umidade gravimétrica e volumétrica são boas e sua utilização se mostra, em um primeiro momento, como boa alternativa em um processo de controle de compactação, destacando-se, porém, a necessidade de se avaliar melhor a sensibilidade do método. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In recent years it has grown the interest for the study of new techniques of control and evaluation of compacted fills. Likewise, it’s also growing, the study of modern techniques of geophysical research to enable measurements of soil properties in an indirect way. In these studies, in general, specific soil properties are measured and the result is an interpretation made, aiming to reach conclusions about the state of mass analyzed. The measurement of electrical resistivity of the soil appears as a good example of indirect measurement. The objective of this technique is to understand the characteristics of the geotechnical profile, measuring the electrical resistivity of the environment, making it as a potential alternative for obtaining physical characteristics of the soil in a process of compacting control. Within this context, the present study conducts an initial study and seeks to assess in the laboratory, the behavior of the electrical resistivity of a compacted clayey soil characteristic from the Federal District, in the changing of his physical characteristics. It was verified, in general, that the relationship between electrical resistivity and gravimetric moisture content and volumetric moisture content are good and their use is shown, in a first moment, as a good alternative in a process of compacting control, being distinguished, however, the need to better assess the sensitivity of the method.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Programa de Pós-Graduação em Geotecnia, 2011. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2011-12-09T12:34:10Z No. of bitstreams: 1 2011_TubalHenriqueCandidoMatos.pdf: 3338732 bytes, checksum: 489959b8e1494630098effca08a1da6c (MD5) / Approved for entry into archive by Leila Fernandes (leilabiblio@yahoo.com.br) on 2011-12-12T11:22:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_TubalHenriqueCandidoMatos.pdf: 3338732 bytes, checksum: 489959b8e1494630098effca08a1da6c (MD5) / Made available in DSpace on 2011-12-12T11:22:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_TubalHenriqueCandidoMatos.pdf: 3338732 bytes, checksum: 489959b8e1494630098effca08a1da6c (MD5) / Atualmente, devido à escassez de recursos naturais para o emprego em obras de engenharia civil, seja por indisponibilidade ou por restrições ambientais, torna-se necessário a utilização de materiais alternativos que possam substituir estes recursos de forma satisfatória. Neste contexto, tem-se o resíduo fosfogesso, que é um material com potencial para utilização em obras geotécnicas. O fosfogesso é um resíduo resultante da produção do ácido fosfórico, o qual é utilizado na produção de fertilizantes fosfatados. Esse resíduo é gerado em larga escala, necessitando cada vez mais da utilização de grandes áreas para sua estocagem, fato que produz sérias degradações no meio ambiente. Visando minimizar os impactos ambientais causados pelo armazenamento do fosfogesso, esta pesquisa tem o objetivo de realizar uma caracterização hidro-mecânica deste resíduo bem como de suas misturas formadas com solo tropical para fins de utilização em obras geotécnicas. Para isso foram estudados o solo, o fosfogesso e as misturas solo-fosfogesso com teores de 10% (Mistura A), 20% (Mistura B) e 50% (Mistura C) de fosfogesso. As amostras de solo e fosfogesso di-hidratado foram coletadas nas cidades de Aparecida de Goiânia e Catalão, respectivamente, ambas situadas no Estado de Goiás. Nestas amostras foram realizados ensaios de caracterização geotécnica e ensaios de compactação na energia Proctor Intermediária e, a partir das amostras compactadas, foram retirados corpos de prova para realização de ensaios de adensamento, cisalhamento direto, permeabilidade, papel filtro, inundação dos corpos de prova, microfotografias e análises químicas das amostras e da água percolada pelos corpos de prova. Os resultados mostram como o percentual de fosfogesso utilizado nas misturas interfere nos comportamentos mecânicos e hidráulicos do solo. Com base nos resultados obtidos pôde-se concluir que a mistura com 10% de fosfogesso em sua composição é a que menos interfere nas qualidades apresentadas pelo solo, possuindo inclusive melhor distribuição granulométrica e menor coeficiente de permeabilidade quando comparada ao solo. Desta forma, tem-se que a utilização da mistura com 10% de fosfogesso pode ser considerada uma alternativa viável para a inserção do fosfogesso em obras geotécnicas. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Nowadays, due to the scarcity of natural resources for utilization in civil engineering works, either because of unavailability or because of environmental restrictions, it becomes essential to use alternative materials that can replace those resources in a satisfactory way. In this context, there is the phosphogypsum waste, which is a material with potential for use in geotechnical works. The phosphogypsum is a kind of waste resulting from the production of phosphoric acid, which one is used in the production of phosphate fertilizers. This waste is generated on a large scale, requiring more and more the use of large areas for its storage; as a result, it may produce serious degradation in the environment. In order to minimize the environmental impacts caused by phosphogypsum storage, this research aims to carry out a hidromechanical characterization of this waste as well as their mixtures formed with tropical soil in order that we can observe how they be used in geotechnical works. For this, we studied the soil, the phosphogypsum, and the mixtures soil-phosphogypsum at levels of 10% (Mixture A), 20% (Mixture B), and 50% (Mixture C) phosphogypsum. Soil and phosphogypsum dihydrate samples were collected in towns Aparecida de Goiânia and Catalão, both located in the State of Goiás. In these samples were carried out characterization tests and geotechnical tests in Intermediate Proctor compaction energy, and from the compacted samples were removed specimens for compaction test, direct shear test, permeability test, filter paper test, flooding of the specimens test, and microphotographs and chemical analyses from samples and from the water percolated through the specimens. The results show how the phosphogypsum percentage used in the mixtures interferes on the mechanical and hydraulic behavior of the soil. The results point out that the mixture with 10% phosphogypsum in its composition is the one which least interferes in the qualities shown by the soil, and it has even a better particle size distribution and a lower coefficient of permeability when compared to the soil. Thus, it follows that the use of the mixture with 10% phosphogypsum can be considered a viable alternative to the insertion of phosphogypsum in geotechnical works.