The main aim of the research was to study the behaviour of a silty clay under two-way cyclic loading. Equipment was developed for the application of a sinusoidally varying deviator stress to a sample in the triaxial cell. The equipment was designed to apply deviator stresses in both compression and extension during each cycle. ii A programme of monotonic and two-way cyclic triaxial tests has been performed on samples of Keuper Marl, isotropically consolidated to a range of stress histories. The build-up of strain and pore pressure during repeated loading is discussed. A model is developed, within the framework of the critical state theory of soil mechanics, to predict the amount of pore pressure produced by a given number of loading cycles at a known stress level. An extension of the model is suggested whereby the varied loading, more appropriate to offshore foundation conditions, may be analysed. In addition, a programme of monotonic and cyclic simple shear tests has been performed. The equipment has been developed, during the course of the research, to enable the direct measurement of pore pressure during shear. At attempt has also been made to monitor the change in lateral stress during shear by means of an instrumented membrane. The results of the simple shear tests have been analysed and are presented in terms of horizontal shear stress and effective vertical stress. An attempt has been made. to deduce the principal stresses present in a sample subject to simple shear loading and a method of relating the results from monotonic tests using simple shear and triaxial devices is discussed.

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Orientador: David de Carvalho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-09T05:45:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MirandaJunior_Gentil_D.pdf: 36304791 bytes, checksum: 88909d0a8735e0e6ebf6251c718ba4cb (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O problema de estacas carregadas horizontalmente no topo é freqüente em obras de construção civil e há uma reduzida bibliografia sobre os parâmetros a serem adotados em projetos. Uma situação mais crítica é a de estacas carregadas horizontalmente em solos de alta porosidade, não saturados e colapsíveis. Os objetivos deste trabalho são: (1) proporcionar subsídios para o projeto de fundações com carregamento horizontal, chamando a atenção para o danoso efeito de uma inundação de um solo colapsível; (2) fornecer valores do coeficiente de reação horizontal ('n IND. h') para uma argila silto arenosa de alta porosidade, solo de diabásio, comum na região de Campinas, para condições de umidade natural, solo pré-inundado, solo melhorado com solocimento e solo-cimento pré-inundado; (3) compararos valores obtidos com valores de 'n IND. h' para solos freqüentemente encontrados no interior do Estado de São Paulo e em outras regiões do Brasil; (4) propor uma melhoria das condições do sistema solo-estaca através da troca do solo ao redor do topo da estaca por solo-cimento compactado. Para a análise deste problema, foram realizadas vinte e uma provas de cargas horizontais no Campo Experimental de Fundações da Unicamp, em catorze estacas de quatro tipos, nas quatro condições de solo citadas acima. E foram analisadas outras provas de carga realizadas em Campos Experimentais do Estado de São Paulo, todos localizados em regiões com solos superficiais com características desfavoráveis ao carregamento horizontal. Comparam-se valores do coeficiente de reação horizontal do solo ('n IND. h') para diferentes condições do solo, destacando-se a importância de se obter parâmetros do solo regionalmente. Os principais resultados encontrados foram, além dos valores de coeficiente de reação horizontal para o solo de basalto do local e a compilação de valores para solos de alta porosidade de outras regiões - encontrando-se valores diferentes dos propostos na bibliografia -, a acentuada redução do 'n IND. h' (valoresem tomo de 40 vezes menores) ocasionada pela préinundação do solo, o acentuado aumento do 'n IND. h'(valores em média 5 vezes maiores) com a melhora do solo através do solo-cimento compactado,e a redução do 'n IND. h' com a pré-inundação do solo-cimento (valores em média 7 vezes menores). Nota-se que a redução devido à préinundação do solo-cimento é bem inferior a da pré-inundaçãodo solo na umidade natural. Conclui-se que, num projeto onde há a atuação de esforços horizontais e presença de solo colapsível, é necessário contar com a possibilidade de uma inundação do solo, tomar medidas preventivas contra a mesma e utilizar parâmetros do solo adequados. Ou adotar soluções de melhoria do solo, como a utilização do solo-cimento compactado ao redor da cabeça da estaca, que também podem ser adotadas em casos de baixa resistência do solo superficial (seja o solo colapsível ou não) / Abstract: The problem with piles loaded horizontally at the top is frequently met in civil construction projects and there is a reduced bibliography on the parameters to be adopted in designoA more critical situation is that of horizontally loaded piles in high porosity, non saturated and collapsible soils. The objectives of this paper are: (1) produce subsidies for the design of foundations with horizontalloads, calling attention to the damaging effect of flooding on a collapsible soil; (2) supply values for the horizontal reaction coefficient ('n IND. h') for the soil of the Experimental Field at Unicamp, for the conditions of natural humidity, pre-flooded soil, soil improved with soil-cement and pre-flooded soil-cement; (3) compare values of nh for the soils frequently found in the interior of the State of São Paulo and in other regions in Brazil; (4) propose an improvement in the conditions of the soil-pile system soils by changing the soil around the top of the pile for compacted soil-cement. To analyze this problem, twenty one horizontal loading tests were made in the Experimental Foundation Field at Feagri-Unicamp, on fourteen piles of four types, under the four soil conditions mentioned above. Other loading tests made in Experimental Fields in the State of São Paulo were analyzed, alI of them located in regions with surface soils with unfavorable characteristics for horizontal loading. The coefficients of horizontal soil reaction ('n IND. h') for different soil conditions are compared, emphasizing the importance of obtaining regional soil parameters. The principal results found were, besides the values for the coefficient of horizontal reaction for the basalt soil at the location and the compilation of values for high porosity soils of other regions - encountering different values from °those proposed in literature - an accentuated reduction of nh (values around 40 times less) caused by the pre-flooding of the soil, the accentuated increase in 'n IND. h' values (as a mean, 5 times greater) with the soil improvement by compacted soil-cement and the reduction in 'n IND. h' with pre-flooding of the soilcement (mean values 7 times smaller). It is seen that the reduction due to pre-flooding of the soil-cement is much less than that for pre-flooding the soil at natural humidity. One concludes that in a project where horizontal forces act and in collapsible soil, one must count with the possibility of soil flooding, taking preventive measures against this and using adequate soil parameters or, adopt solutions for soil improvement, as by using compacted soil-cement around the pile head, a procedure which can also be adopted in cases of low surface soil resistance (collapsible soil or not) / Doutorado / Construções Rurais e Ambiencia / Doutor em Engenharia Agrícola

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第20760号 / 工博第4412号 / 新制||工||1686(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科社会基盤工学専攻 / (主査)教授 杉浦 邦征, 教授 白土 博通, 教授 清野 純史 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

Um ensaio de carga dinâmica pode ser efetuado em tubulões, estacas hélice continua, estacas moldadas in situ ou estacas cravadas. Tal ensaio se baseia na Teoria da Propagação de Onda em estacas e visa avaliar a capacidade de carga estática mobilizada a partir do evento dinâmico. A análise do ensaio é feita mediante um programa (p.e. CAPWAP ou DLTWAVE), computacional que leva em conta tanto os sinais de força e velocidade obtidas em campo e o modelo do sistema estaca-solo Este trabalho apresenta uma metodologia para atualização bayesiana dos parâmetros de Smith da teoria de propagação de onda, levando em conta não só os sinais registrados, mas também a informação geotécnica-probabilista prévia sobre estes parâmetros. Uma aproximação semelhante já foi aplicada pelo orientador da pesquisa à estimativa de parâmetros geotécnicos de rochas a partir de medidas de deslocamento em túneis, e de campos de permeabilidade a partir de observações piezométricas em barragens. A técnica proposta está baseada firmemente em conhecimento empírico geotécnico que fornece o ensaio e erro do procedimento usual de comparação de sinais: a atualização bayesiana permite aos parâmetros afetados por incerteza maior ter um ajuste proporcionalmente maior de acordo com observações. O máximo deslocamento elástico (quake), o fator de amortecimento (damping) e a resistência estática unitária, de cada trecho da estaca, são considerados variáveis aleatórias com distribuições prévias estimadas dependendo do local de cravação da estaca. Discute-se e calcula-se a correlação cruzada entre parâmetros diferentes e autocorrelação ao longo de profundidade da estaca. As observações são escolhidas do sinal calculado por um software de análise de sinais de cravação, em espaços regulares ao longo do tempo. Postula-se um modelo linear de observação, pesquisa-se tal linearidade, também, deriva-se uma matriz de sensibilidade (ligando cada parâmetro a cada observação), e estimam-se também as incertezas nas observações (sinais). O resultado final é uma distribuição de parâmetros de Smith ao longo da profundidade de estacas, atualizada de acordo com as observações. A aproximação proposta é aplicada em sinais de um dos momentos da cravação, no final da cravação (\'end of driving\', EOD). / An dynamic loading test can be performed in concrete piles, bored piles, drilled shafts, auger cast-in-place (continuous flight auger) piles. Such essay bases on the Theory of the Propagation of Wave in piles with the aim of evaluate the capacity of static load mobilized from the dynamic event. The analysis of the test is made by a PC program (p.e. CAPWAP or DLTWAVE), that takes into account the signals of force and velocity obtained in field and the pile-soil model. This work presents a methodology for bayesian updating of Smith\'s parameters, taking into account not just the recorded signals, but also the prior geotechnical-probabilistic information about these parameters. A similar approach has already been applied by the senior author to the estimation of rock geotechnical parameters from displacement measurements in tunnels, and of permeability fields in embankment dams from piezometric observations. The proposed technique is deemed more firmly based on sound geotechnical knowledge than the usual trial and error signal matching procedure: bayesian updating allows for parameters affected by larger uncertainty to undergo proportionately larger adjustment according to observations. Quake, damping and static resistance are considered random variables, with prior distributions assessed from information about the geotechnical characteristics of the soils the pile is driven into. Cross-correlation between different parameters and auto-correlation along pile depth are discussed and estimated. Signals measured at some properly selected times are the chosen observations. A linear observation model, linking observations to parameters, is postulated, linearity is investigated, a sensitivity matrix (linking each parameter to each observation) is derived, and uncertainty in the observations (signals) is estimated. The final result is a distribution of Smith\'s parameters along pile depth, updated in accordance with the observations. The proposed approach is tested in end of driving (EOD) signal.

Um ensaio de carga dinâmica pode ser efetuado em tubulões, estacas hélice continua, estacas moldadas in situ ou estacas cravadas. Tal ensaio se baseia na Teoria da Propagação de Onda em estacas e visa avaliar a capacidade de carga estática mobilizada a partir do evento dinâmico. A análise do ensaio é feita mediante um programa (p.e. CAPWAP ou DLTWAVE), computacional que leva em conta tanto os sinais de força e velocidade obtidas em campo e o modelo do sistema estaca-solo Este trabalho apresenta uma metodologia para atualização bayesiana dos parâmetros de Smith da teoria de propagação de onda, levando em conta não só os sinais registrados, mas também a informação geotécnica-probabilista prévia sobre estes parâmetros. Uma aproximação semelhante já foi aplicada pelo orientador da pesquisa à estimativa de parâmetros geotécnicos de rochas a partir de medidas de deslocamento em túneis, e de campos de permeabilidade a partir de observações piezométricas em barragens. A técnica proposta está baseada firmemente em conhecimento empírico geotécnico que fornece o ensaio e erro do procedimento usual de comparação de sinais: a atualização bayesiana permite aos parâmetros afetados por incerteza maior ter um ajuste proporcionalmente maior de acordo com observações. O máximo deslocamento elástico (quake), o fator de amortecimento (damping) e a resistência estática unitária, de cada trecho da estaca, são considerados variáveis aleatórias com distribuições prévias estimadas dependendo do local de cravação da estaca. Discute-se e calcula-se a correlação cruzada entre parâmetros diferentes e autocorrelação ao longo de profundidade da estaca. As observações são escolhidas do sinal calculado por um software de análise de sinais de cravação, em espaços regulares ao longo do tempo. Postula-se um modelo linear de observação, pesquisa-se tal linearidade, também, deriva-se uma matriz de sensibilidade (ligando cada parâmetro a cada observação), e estimam-se também as incertezas nas observações (sinais). O resultado final é uma distribuição de parâmetros de Smith ao longo da profundidade de estacas, atualizada de acordo com as observações. A aproximação proposta é aplicada em sinais de um dos momentos da cravação, no final da cravação (\'end of driving\', EOD). / An dynamic loading test can be performed in concrete piles, bored piles, drilled shafts, auger cast-in-place (continuous flight auger) piles. Such essay bases on the Theory of the Propagation of Wave in piles with the aim of evaluate the capacity of static load mobilized from the dynamic event. The analysis of the test is made by a PC program (p.e. CAPWAP or DLTWAVE), that takes into account the signals of force and velocity obtained in field and the pile-soil model. This work presents a methodology for bayesian updating of Smith\'s parameters, taking into account not just the recorded signals, but also the prior geotechnical-probabilistic information about these parameters. A similar approach has already been applied by the senior author to the estimation of rock geotechnical parameters from displacement measurements in tunnels, and of permeability fields in embankment dams from piezometric observations. The proposed technique is deemed more firmly based on sound geotechnical knowledge than the usual trial and error signal matching procedure: bayesian updating allows for parameters affected by larger uncertainty to undergo proportionately larger adjustment according to observations. Quake, damping and static resistance are considered random variables, with prior distributions assessed from information about the geotechnical characteristics of the soils the pile is driven into. Cross-correlation between different parameters and auto-correlation along pile depth are discussed and estimated. Signals measured at some properly selected times are the chosen observations. A linear observation model, linking observations to parameters, is postulated, linearity is investigated, a sensitivity matrix (linking each parameter to each observation) is derived, and uncertainty in the observations (signals) is estimated. The final result is a distribution of Smith\'s parameters along pile depth, updated in accordance with the observations. The proposed approach is tested in end of driving (EOD) signal.

This diploma thesis deals with the analysis of the risks during the executing of the loading tests of building constructions. The thesis focuses on the explanation of some of the terms in the field of risk management, the description of the individual types of loading tests of building constructions, the identification of the risks during the loading tests and their assessment. Analytical methods were used for assessing of the individual risks. Ishikawa diagrams were used for the basic identification of the risks. These risks were further assessed in the FMEA analysis and the results were filled in the Pareto charts. In conclusion of the practical part of the diploma thesis the HRA method was used for the more precise assessment of the human failure in the whole process of executing of the loading tests of building constructions.

Aufgrund seines hervorragenden Verhaltens gegenüber verschiedenen Beanspruchungen ist hochduktiler Beton (engl.: Strain-hardening cement-based composite, SHCC) ein vielversprechender Baustoff für eine Vielzahl an Anwendungen unter statischen, stoßartigen und zyklischen Belastungen. Für einen sicheren Materialeinsatz ist ein tieferes Verständnis des zyklischen Verhaltens erforderlich. Dazu wurden zyklische Belastungsversuche an hochfestem SHCC mit Polyethylen (PE)- Fasern unter Variation des Belastungsregimes durchgeführt. Anhand der Versuche und der morphologischen Analysen konnte gezeigt werden, dass PE-SHCC eine große Sensitivität gegenüber der Variation der mechanischen Einwirkung zeigt.