Submitted by Albertina Ferreira (albertina2010@gmail.com) on 2018-06-08T18:30:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DissertaçãoPPGEC-Almeida D.J..pdf: 6607772 bytes, checksum: b66235e95203902025e76b8331109f52 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-06-11T14:06:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DissertaçãoPPGEC-Almeida D.J..pdf: 6607772 bytes, checksum: b66235e95203902025e76b8331109f52 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-06-11T14:09:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DissertaçãoPPGEC-Almeida D.J..pdf: 6607772 bytes, checksum: b66235e95203902025e76b8331109f52 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-11T14:09:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DissertaçãoPPGEC-Almeida D.J..pdf: 6607772 bytes, checksum: b66235e95203902025e76b8331109f52 (MD5) Previous issue date: 2018-03-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Atypical situations in Amazonas State, which contribute to the accelerated deterioration of conventional pavements, raise the need to develop specific paving solutions. This work aims to identify changes of the mechanical and microstructural properties of tropical soil with cement (8.20%) and chemical additive based on synthetic zeolite, called Roadcem® (RC) at different rates (0%, 0.087% and 0.174%). Changing its moisture condition during compaction (0%, 30% and 60% of optimum moisture) and different curing conditions (wet, submerged and under cycles of durability), in order to represent the expected conditions of the execution. After extensive characterization of the materials used, non-confined compression tests and diametral compression stress, mass loss through the durability test and investigation of microscopic changes were performed. Systematic procedures for soil stabilization work with cement and RC are also proposed. An experimental stretch was built, structural design developed and its mechanical performance evaluated. A regression model considering the results of compressive strength of the material for condition of curing under cycles of durability (R² = 0.85) indicated maximum resistance predicted for 0.174 % RC and 0% increase of moisture, in the value of 5, 97 MPa. With excess water, the chemical reactions that promote the greatest interaction between the grains do not occur at the same intensity. Rates of 0.174% RC reduced the mass loss to 0.6% for samples molded at optimal moisture in the durability test. Ettringite crystals and lower occurrence of fractures was observed only in samples with RC additive in microstructural analysis. The proposed work procedures describe in a broad way the steps to be successful in the execution of subgrade soil stabilization with cement and RC additive. The resistance of the samples extracted from the experimental section reach 3,01 MPa after 28 days curing and the track presented with no surface cracks evolution. Thus, the results indicated that RC additive contributed with mechanical properties conservation under studied conditions. / Situações atípicas no estado do Amazonas, que contribuem para a deterioração acelerada dos pavimentos convencionais, despertam a necessidade de desenvolver soluções específicas. Este estudo buscou identificar as alterações nas propriedades mecânicas e microestruturais de solo tropical com cimento (8,20 %) e aditivo químico a base de zeólito sintético, denominado Roadcem® (RC) em diferentes taxas (0 %, 0,087 % e 0,174 %). Os teores de umidade na compactação foram variados em 0 %, 30 % e 60 % da umidade ótima. O processo de cura foi realizado de três formas: via úmida, submersa e sob ciclos de molhagem e secagem. Após caracterização dos materiais, realizou-se ensaios de compressão não-confinada e tração por compressão diametral, perda de massa pelo ensaio de durabilidade e investigação das alterações microscópicas. Adicionalmente, foi proposto procedimentos sistemáticos de execução de obra de estabilização do solo de subleito com cimento e RC. Um trecho experimental foi construído, projeto estrutural desenvolvido e seu desempenho mecânico avaliado. Um modelo de regressão, considerando os resultados de resistência à compressão do material, indicou máxima resistência predita para condição de cura sob ciclos de durabilidade (R² = 0,85), com 0,174 % de RC e 0 % de acréscimo de umidade, no valor de 5,97 MPa. Nas amostras com excesso de água, as reações químicas que promovem a maior interação entre os grãos não ocorrem na mesma intensidade. No ensaio de durabilidade, amostras com 0,174 % de RC reduziram a perda de massa em 0,6 % para as moldadas na umidade ótima e indicou redução na taxa de absorção para todas umidades na compactação. Cristais de etringita e menor ocorrência de fraturas foi observada apenas em amostras com aditivo RC. Os procedimentos de obra propostos descreveram de maneira ampla as etapas afim de obter sucesso na execução de estabilização de solos de subleito. A resistência à compressão das amostras extraídas do trecho experimental obteve média de 3,01 MPa para 28 dias e não houve evolução de trincas superficiais. De modo geral, os resultados indicaram que a adição do aditivo RC contribui com a conservação das propriedades mecânicas nas condições estudadas.

Esta pesquisa apresenta uma ampliação da investigação da capacidade de um modelo constitutivo hipoplástico de representar o comportamento tensão-deformação dos solos. Os modelos hipoplásticos apresentam características que os toram mais adequados, em muitas situações, a fornecer respostas mais realistas que os modelos baseados na elastoplasticidade clássica, que são os mais utilizados na prática da engenharia atual. O trabalho então consistiu da simulação, através de um equacionamento hipoplástico, de ensaios triaxiais drenados realizados em solos e trajetórias de tensão aos quais o modelo em estudo ainda não havia sido aplicado, tais como em corpos de prova adensados anisotropicamente e em trajetórias com decréscimos da tensão desviadora, bem como da comparação entre a resposta do modelo e os respectivos resultados desses ensaios. Em termos qualitativos, os resultados obtidos nesse confronto são bons em todas as situações estudadas. Quantitativamente, são bons na maioria das situações e razoavelmente bons em outras. / This research presents an extension of the investigation of the capacity of a hypoplastic constitutive model to represent the stress-strain behavior of soils. Hipoplastic models have characteristics that make them more suitable, in many situations, to provide more realistic answers than models based on classical elastoplasticity, which are most often used in engineering practice today. The work then consisted in the simulation, through a hypoplastic equation, of drained triaxial tests performed on soils and stress paths to which the model had not been applied yet, such as anisotropically consolidated specimens and paths with decreasing deviatoric stress as well as in the comparison between the response of the model and the results of those tests. The results obtained in this comparison are qualitatively good in all the situations studied. Quantitatively, they are good in most situations and reasonably in the others.

Submitted by Amauri Alves (amauri.alves@ufv.br) on 2015-11-12T16:16:01Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2058901 bytes, checksum: b7b97cab04926977768309e53edadc03 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-12T16:16:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2058901 bytes, checksum: b7b97cab04926977768309e53edadc03 (MD5) Previous issue date: 2014-12-08 / Fatores como aumento da demanda mundial por minério de ferro, decréscimo da qualidade do minério extraído e impactos associados à disposição final de rejeitos têm motivado estudos que visam o reaproveitamento dos materiais contidos em barragens de rejeito da mineração de ferro. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar as perspectivas para o reaproveitamento de rejeitos da mineração de ferro na construção civil. Para tanto, realizou-se um estudo envolvendo: a avaliação de impactos ambientais, riscos e danos potenciais associados à estas barragens; a análise de método para segregação a seco de rejeitos da mineração de ferro; e a caracterização destes rejeitos na forma bruta e em concentrados de minério de ferro, sílica e argila. Os riscos e danos potenciais associados foram analisados com base em dados do DNPM, database 2103. A avaliação de impactos ambientais foi realizada pelo método de valoração de atributos, levando-se em consideração barragens de rejeito do Quadrilátero Ferrífero. Por fim, para caracterização de rejeitos, procedeu-se à análises de granulometria por peneiramento e a laser, microfluorescência de raios-X, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura de rejeitos de quatro barragens do Quadrilátero Ferrífero. Desta forma, determinou-se a distribuição do tamanho das partículas, a composição química, a identificação das fases minerais e a morfologia das partículas. Os resultados obtidos demostram, do ponto de vista técnico, que os rejeitos apresentam características e propriedades semelhantes às requeridas por diferentes materiais de construção. Os principais usos para estes rejeitos na construção civil, tendo em vista a granulometria, composição química e mineralógica e forma das partículas, estão associados à incorporação no cimento, fabricação de concretos, argamassas e cerâmicas e utilização em obras de pavimentação. Constata-se, dessa forma, um cenário bastante propício para aplicação dos rejeitos da mineração de ferro como materiais da construção civil. / The increasing global demand for iron ore, in addition to a reduction in ore content and environmental impacts associated with the disposal of ore waste have motivated studies about the reuse of materials from tailings dams. In this context, this work aims to evaluate some existing alternatives to reuse tailings from iron mines as materials for civil construction. To accomplish this objective, the work was divided into three phases: evaluation of the environmental impacts, risks and potential damages related to tailings dams; analysis of a dry segregation method for iron ore waste; and characterization of these tailings based on its total composition and on its iron ore, silica and clay fractions. Data from DNPM, database 2013, were used to analyze the potential risk of these tailings. The evaluation of environmental impacts was performed by using the attribute valuation method, considering tailings dams from Quadrílatero Ferrífero region. The characterization of tailings was done through sieving and laser particle size analysis, X-ray microfluorescence, X-ray diffraction and electronic microscopy scan of material collected on four tailings dams within the Quadrilatero Ferrífero. This methodology has enabled the determination of particle size distribution, chemical composition, mineral phases identification and particle morphology for all samples. The results show that, from a technical approach, that the tailings have characteristics similar to some materials currently used in civil construction in Brazil. Based on the particle size analysis, chemical and mineralogical composition, and on particle shape analysis, it was found that waste from these tailing dams can be incorporated to cement, concrete, mortar, ceramics and paving works. Additionally, reutilization of these materials can reduce risks and environmental impacts caused by the construction, operation and deactivation of tailings dams. The results from this work demonstrates that waste from iron ore mines is suitable to be used as material for civil construction.

Orientador: Paulo César Lodi / Resumo: O poliestireno expandido (EPS), que entre vários materiais, também da origem a um gessintético, o geoexpandido, que é muito utilizado em obras geotécnicas, pois quando comparado a outros materiais, possui um menor peso específico o que diminui o peso próprio da estrutura, minimizando eventuais recalques. Além disso, a combinação de alta resistência e baixa compressibilidade o tornam uma boa escolha para obras geotécnicas. No entanto, o EPS é extremamente susceptível a solventes, hidrocarbonetos e raios ultravioletas. Nesse sentido, poucos trabalhos tem explorado os aspectos de degradação do material em aplicações geotécnicas. Assim, o presente trabalho avaliou a degradação do poliestireno expandido (EPS) por meio de ensaios laboratoriais. Para tanto, utilizaram-se amostras de EPS em cinco diferentes massas específicas, a saber: 10,0, 14,5, 18,0, 22,0 e 33,5 kg/m³. O processo de degradação das amostras foi avaliado por meio da exposição à intempérie por catorze, trinta e quarenta e cinco dias e exposição ao vapor de gasolina por sete, catorze e trinta dias. Para avaliação do processo degradativo foram realizados ensaios de absorção de água, compressão uniaxial e cisalhamento direto de interface (EPS/EPS). Os ensaios foram realizados após cada período de exposição e os resultados obtidos foram comparados aos valores de referência das amostras intactas. Os resultados mostram que os valores de absorção de água, para ambos os tipos de exposição, apresentam comportamento similar, d... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Expanded polystyrene (EPS), which among many materials, also gives rise to a gessynthetic, geo-expanded, which is widely used in geotechnical works, because when compared to other materials, has a lower specific weight which decreases the structure's own weight. , minimizing any repression. In addition, the combination of high strength and low compressibility make it a good choice for geotechnical works. However, EPS is extremely susceptible to solvents, hydrocarbons and ultraviolet rays. In this sense, few studies have explored the degradation aspects of the material in geotechnical applications. Thus, the present work evaluates the degradation of expanded polystyrene (EPS) by results of laboratory tests. For this purpose, EPS samples were used in five different specific masses, namely: 10.0, 14.5, 18.0, 22.0 and 33.5 kg/m³. The degradation process of the samples was evaluated by exposure to the weather for fourteen, thirty and forty five days and exposure to gasoline vapor for seven, fourteen and thirty days. To evaluate the degradation process water absorption, uniaxial compression and (EPS/EPS) interface direct shear tests were performed. The tests were performed after each exposure period and the results obtained were compared to the reference values of the fresh samples. The main results show that the water absorption values, for both types of exposure, present similar behavior, so that the absorption is inversely proportional to the specific mass. Regarding uniaxial re... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

La presente tesis aplica métodos estadísticos asociados a la probabilidad de falla y factor de seguridad para determinar el riesgo y por consiguiente, desarrollar una propuesta de ingeniería más precisa con respecto al diseño geotécnico de cimentaciones ya que, esta investigación tomaría en cuenta el riesgo de falla a los que se exponen las estructuras; así mismo, se evaluará el impacto económico, del costo de la construcción más la ruina entre el costo de la edificación y el riesgo disminuido; obteniendo así, la respuesta de modificar la normativa y mejorarla consiguiendo así una calidad de vida alta ya que se mejoraría la sostenibilidad y la seguridad. Para el desarrollo de esta tesis se estudió 8 puentes de la carretera Huánuco – Conococha los cuales cuentan cada uno con su análisis geotécnico. / This thesis applies statistical methods associated with the probability of failure and safety factor to determine the risk; and consequently, develop a more precise engineering proposal regarding geotechnical design of foundations. The present investigation considers the risk of failure to which the structures are exposed; likewise, the economic impact of the construction cost plus the ruin, between the construction cost and the diminished risk is evaluated; obtaining the response to modify the regulations and improve it, thus achieving a high quality of life with better sustainability and security. For the development of this thesis, 8 bridges of the Huánuco - Conococha highway were studied, each one having its own geotechnical analysis. / Tesis

Ingeniero Civil / Las propiedades particulares de los suelos de origen volcánico han sido sujeto de estudio por diversos investigadores, quienes han reportado sus altos valores en los límites de Atterberg y su gran potencial de retención de agua. También han dado a conocer la alta sensitividad de estos suelos y los cambios que se producen en la plasticidad cuando el material es secado. Las experiencias se realizan con dos suelos, derivados de cenizas volcánicas (Trumaos), del sur de Chile. El primero proveniente de las cercanías de Temuco y el segundo de las cercanías de Chillán. La determinación de sus propiedades índice se realiza, en una primera instancia, de forma habitual (ASTM D4318), para luego dar paso a variaciones en las condiciones de la muestra para realizar los ensayos. Las muestras son secadas hasta llegar a distintas humedades y se les procede a determinar los límites de Atterberg, observando un descenso progresivo en ellos. Esta experiencia se realiza tamizando la muestra y sin tamizar, para luego realizar una serie secando las muestras a una temperatura mucho más agresiva, observando una pérdida de plasticidad mucho más brusca. Por otra parte, dos grupos de muestras son secadas hasta llegar a masa constante para luego rehidratarlas a distintas humedades y distintos tiempos a la misma humedad, observando una nula recuperación en sus propiedades índice. Las muestras además son sometidas a ensayos edométricos, a similares esfuerzos con series de carga y descarga, variando la confección de la probeta. Las muestras son ensayadas de forma natural, secadas al aire y al horno, remoldeadas con material natural y rehidratado. Resultando en una pérdida en la estructura, reflejada en las curvas e-log(σ) y en la disminución de los valores del módulo de compresibilidad volumétrica (mv). No se muestra una gran diferencia a partir del tipo de secado, ni el tipo de remoldeo, pero si entre los anteriores y la muestra inalterada. Se incluye la superficie específica como una propiedad relevante en los suelos provenientes de ceniza volcánica chilenos. Se presenta una recopilación de las metodologías más utilizadas para la medición, donde se sugiere que la óptima es mediante la absorción de EGME (Superficie Específica Total), debido a sus características y su alcance, y la medición mediante adsorción de nitrógeno, como una medición complementaria (Superficie Específica Externa). Además, el tratamiento previo que requiere la muestra es un tema a considerar al momento de realizar la medición de la superficie específica, debido a la alta sensitividad de la arcilla alofánica frente a un proceso de secado. Es por ello que se sugiere la utilización de técnicas minuciosas que produzcan el menor daño posible a la microestructura. En este trabajo se realiza la medición de superficie específica por medio de la adsorción de nitrógeno de 12 muestras de suelos de origen volcánico del sur de Chile. Con los resultados obtenidos se buscan relaciones entre la superficie específica y los límites de Atterberg.

Ingeniera Civil / Chile se caracteriza por ser un país con más de 6 mil kilómetros de borde costero, condición que aprovecha construyendo puertos para el comercio nacional e internacional. Y todo proyecto debe realizar un estudio geotécnico con el objetivo de determinar la naturaleza del terreno, sus propiedades, y cómo cimentar la obra. El objetivo de la presente memoria es hacer una revisión de la metodología de la exploración geotécnica para obras marítimas en Chile, y evaluar sus posibles mejoras. Al mejorar la exploración, se reducirá incertidumbre, permitiendo la generación infraestructura más económica. Se comenzó estudiando la manera en que se realizan los estudios geotécnicos marítimos, revisando normativa y/o manuales nacionales y se comparó con el modo en el que se realizan estos trabajos en otros países. Luego, se investigó la factibilidad de introducir algunas de las metodologías extranjeras con aplicación en Chile y se buscó obtener los costos de la metodología sugerida. A nivel internacional los ensayos más utilizados corresponden a CPT y CPTU, seguidos de Corte por Veleta. Y en Chile se utiliza SPT en sondajes, sin tecnologías adicionales como SPT Analyzer, para medición de energía, ni PS Logging, para medición de velocidades de ondas sísmicas. Se generó una propuesta metodológica en función de la tipología de obra y su ubicación (zona abrigada o mar abierto). Entre los ensayos propuestos se pueden encontrar CPTU, SCPT, Corte por Veleta, PS Logging, Reflexión UHR, SPT Analyzer, Presiómetro y toma de muestras con tubos Shelby. Además, se propone la creación de una base de datos nacional que contenga los informes de mecánica de suelos de estudios anteriores, con la intención de que en los proyectos exista un estudio de gabinete previo a la selección de los puntos de exploración. Al analizar los costos se obtuvo que los valores de los ensayos CPTU y SCPT son similares, por lo que se recomienda el ensayo con medición de onda de corte. Al comparar SPT, con medición de energía y de ondas de corte, con CPTU para una columna de agua cercana a 10 metros, resulta más conveniente económicamente el uso de CPTU, mientras que para una columna de agua cercana a 30 metros resulta más óptimo el ensayo SPT con SPT Analyzer y PS Logging. Finalmente, al comparar los costos de una obra con campaña geotécnica y los costos de aplicar los ensayos propuestos en este trabajo se definió que una campaña geotécnica más amplia no genera grandes diferencias en los costos finales de proyecto, y permite reducir la incertidumbre, generando infraestructura más económica.

O estudo apresentado fundamenta-se no evento extremo ocorrido em março de 1967, na Bacia do Rio Santo Antônio, no Município de Caraguatatuba, Brasil, tendo por objetivo esclarecer os reais impactos do fenômeno de debris flows, ou corridas de detritos, produzido por precipitações intensas. Os riscos intangíveis de vítimas humanas e tangíveis de danos materiais associados a tal evento na região são muito maiores nos dias de hoje, devido ao crescimento demográfico e à implantação de grandes empreendimentos industriais, como os do setor petrolífero, com reduzidos e, muitas vezes inexistentes, sistemas de defesa. Considerando tais fatores, a região necessita de estudos detalhados que possibilitem a elaboração de planos diretores mais eficazes, com objetivas diretrizes para a tomada de decisões, planos de contingência, regulação da distribuição da população, medidas estruturais mitigadoras e remediadoras. Para chegar aos resultados do estudo, foi definido o modelo digital do terreno a partir de análises topográficas, geográficas, hidrográficas e de uso e ocupação do território. A simulação de um evento similar ao ocorrido em 1967 resultou em valiosas informações para a definição de planos de evacuação, diretrizes de zoneamento, critérios de desmobilização, planos diretores para o município e implantação de obras de defesa. / The study here proposed aims to define the real impacts of the debris flows phenomenona, caused by a very intense rainfall, based on the disaster occurred in March of 1967, in Caraguatatuba, Brazil. The risk regarding mainly human casualties and material losses associated to such events in the region is higher nowadays, due to the increasing population rates and the settling of large companies such as oil industry, with reduced defense measures and works. Considering these factors, the region needs more detailed studies that will enable more effective master plans, decision making guidelines, contingency plans, population distribution regulation and structures of mitigation and remediation. In order to achieve these results, it was defined a digital terrain model through analysis of topographic, geographic, hydrographic and soil occupation data. The simulation of a similar extreme event as of 1967\'s on this model will result in valuable information to define evacuation plans, zoning guidelines, demobilization criteria, master plans and structural defenses.

O jet grouting é uma das técnicas de tratamento de solos mais utilizadas em todo o mundo. Consiste em jatear uma calda de cimento a altíssima velocidade no subsolo, com ou sem a adição de água e/ou ar comprimido. Os fluidos são injetados através de minúsculos bicos posicionados na extremidade de uma composição especial de hastes, que giram à velocidade constante enquanto sobem lentamente em direção à superfície do terreno. O jato remove e mistura o solo, produzindo um corpo consolidado de formato aproximadamente cilíndrico (a coluna de jet grouting). Variando os parâmetros operacionais (pressão de bombeamento, quantidade e diâmetro dos bicos, velocidade de extração das hastes, relação água/cimento da calda) e em função do tipo de solo, podem ser obtidas colunas de diâmetros variáveis dentro de um amplo intervalo. Na busca do diâmetro desejado, a escolha dos parâmetros de tratamento é feita atualmente com base em regras empíricas nem sempre pertinentes, causando muitas vezes o fracasso do tratamento ou, ainda, tornando-o excessivamente oneroso. Esta tese de doutorado apresenta um método simplificado para a previsão do diâmetro das colunas de jet grouting (sistema monofluido). Conjugando a análise racional do fenômeno físico de interação jatosolo (Modoni et al., 2006) à facilidade de aplicação característica dos métodos empíricos, propõe-se uma ferramenta ágil para a escolha da combinação mais adequada dos parâmetros de tratamento. / Jet grouting is one of the most popular ground improvement techniques all over the world. The method is based on high-speed grouting of water-cement mixtures and/or other fluids (air, water) into the subsoil. The fluids are injected through small diameter nozzles placed on a grout pipe, which is continuously rotated at a constant rate and slowly raised towards the ground surface. The jet removes and mixes the soil, producing a cemented body of quasi-cylindrical shape (the jet grouting column). Varying the operational parameters (grout pressure, number and diameter of the nozzles, monitor lifting rate, water-cement ratio of the grout) and as a function of the soil type, columns of variable diameters can be obtained in a wide interval. Currently, in search of the required diameter, the choice of the operational parameters is done on the basis of empirical rules not always relevant, causing very often the failure of the treatment or making it excessively onerous. This thesis presents a simplificated method for the prediction of the column diameter (single fluid system). Conjugating the rational analysis of the physical phenomenon of jetsoil interaction (Modoni et al., 2006) to the typical easiness of empirical methods application, an agile tool is proposed for the choice of the most appropriate combination of the operational parameters.

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