Helical anchors, used widely to resist uplift loading for a variety of applications, including in transmission towers, pipelines, offshore structures, etc., are subjected to environmental cyclic loads that influence the anchor performance and may induce fatigue failure. However, the influence of cyclic loading on helical anchor behaviour is unknown. A comprehensive evaluation of the effect of cyclic loading on the load-displacement response of single-helix anchors in sandy soils is presented here, including an interaction diagram to help designers evaluate the impact of different conditions in cyclic loadings. The experimental work of this thesis includes geotechnical centrifuge modelling and field load tests. The centrifuge model tests were carried out with reduced scale models of helical anchors in sand, at IFSTTAR (Nantes, France). The field load tests were performed on helical anchors installed in a tropical residual soil of the Experimental Site of the University of São Paulo (São Carlos, Brazil). In addition, numerical modelling was used to predict the pre- and postcyclic responses of the single-helix anchors tested in a centrifuge. The main findings of this research are: (a) helical anchor behaviour is governed by helix bearing resistance, and no loss of helix bearing capacity was observed in the range of cyclic loadings tested, (b) the degradation of shaft resistance was noticed mainly during the first 100 cycles, when the accumulation of permanent displacements is more significant, (c) an interaction diagram showing the different conditions of cyclic stability is proposed from the results of the experimental data, (d) modified values of the bearing capacity factor in tension (Nq) are suggested for the estimation of post-cyclic uplift capacity of single-helix anchors in sand, (e) the installation effect of the anchor should be taken into account in the numerical model in order to obtain reliable predictions of the helical anchor performance. / As estacas helicoidais são largamente utilizadas para resistir a carregamentos de tração em uma variedade de aplicações como torres de linhas de transmissão de energia, dutos enterrados, estruturas offshore, etc. Estes tipos de estruturas são normalmente submetidos a carregamentos cíclicos que influenciam o desempenho de fundações por estacas helicoidais submetidas a esforços de tração, e podem induzir ruptura por degradação da capacidade de carga. Contudo, a influência do carregamento cíclico no comportamento das estacas helicoidais (ou ancoragens helicoidais, quando submetidas apenas a esforços de tração) é pouco conhecida. Uma avaliação abrangente do efeito de carregamentos cíclicos sobre o comportamento das ancoragens helicoidais é apresentada nesta tese, incluindo um diagrama de interação para auxiliar na avaliação do impacto de diferentes condições de carregamento cíclico. O trabalho experimental desta tese inclui modelagem em centrífuga geotécnica e ensaios de carregamento cíclico em estacas na grandeza real em campo. Os ensaios em centrífuga foram realizados com modelos reduzidos de estacas helicoidais em areia, no IFSTTAR (Nantes, França). Os ensaios de campo foram realizados em ancoragens helicoidais instaladas no solo residual tropical do Campo Experimental de Fundações da Universidade de São Paulo (São Carlos, Brasil). Além disso, modelos numéricos foram utilizados para simular os resultados do comportamento das ancoragens helicoidais ensaiadas em centrífuga nas condições pré- e pós-ciclos. Os principais resultados desta pesquisa são: (a) a capacidade de carga à tração da ancoragem helicoidal é controlada pela capacidade de carga da hélice, (b) a degradação da resistência por atrito lateral foi observada principalmente durante os primeiros 100 ciclos, período em que a acumulação dos deslocamentos permanentes é mais significante, (c) um diagrama de interação mostrando as diferentes condições de estabilidade cíclica é proposto a partir dos resultados experimentais em centrífuga, (d) valores modificados do fator de capacidade de carga em tração (Nq) são sugeridos para estimativa da capacidade pós-ciclos de ancoragens helicoidais com uma hélice em areia, (e) o efeito da instalação da ancoragem deve ser levado em consideração no modelo numérico para que se obtenha previsões confiáveis do desempenho de ancoragens helicoidais.

O uso de fundações por estacas helicoidais tem aumentado consideravelmente nos últimos anos, devido às suas vantagens comparadas a outros tipos de fundação, como a sua rápida instalação e sua capacidade de resistir simultaneamente a esforços de tração e de compressão. No entanto, os métodos de previsão do comportamento deste tipo de fundação submetida a esforços de tração (denominadas ancoragens helicoidais neste caso), ainda são insatisfatórios, e normalmente são observadas discrepâncias entre os resultados estimados por métodos teóricos e medidos em provas de carga. Entre outras razões, estas diferenças ocorrem principalmente pelo fato dos efeitos da instalação destas ancoragens no solo não serem considerados nos métodos de previsão disponíveis. No momento da instalação, os parâmetros do solo atravessado são modificados, e como é o volume de solo alterado que deve resistir ao carregamento da ancoragem sob tração, é essencial entender e quantificar este efeito de instalação para uma previsão adequada da capacidade de carga deste tipo de ancoragem. Para contribuir com o entendimento deste efeito, no presente trabalho foram realizadas simulações numéricas com o software FLAC3D, para se conhecer as modificações ocorridas no solo devido à instalação de uma ancoragem helicoidal em areia compacta. Para este fim, na simulação do solo penetrado pela hélice, foram reduzidos os valores de ângulo de atrito e do módulo de elasticidade da areia. O modelo foi validado por meio da comparação com a curva carga-deslocamento obtida experimentalmente em ensaios realizados em centrifuga. Após o ajuste do modelo numérico, foi realizada uma análise paramétrica com o objetivo de investigar o efeito da instalação no fator de capacidade de carga (Nq). Por meio da análise paramétrica também foram avaliados o deslocamento da ancoragem sob carga máxima e as tensões horizontais atuantes na superfície de ruptura. Os resultados estimados de Nq foram comparados com estudos anteriores, e mostraram um bom ajuste com resultados de provas de carga in situ e em centrifuga. Além disso, o estudo paramétrico indicou que as tensões horizontais atuantes na zona de ruptura são distribuídas em forma de tronco de cone, e variam de acordo com o diâmetro da hélice. / The use of helical foundations has increased considerably in recent years due to its advantages compared to other types of foundations, such as rapid installation and the capacity of resisting tensile and compressive loads. However, the methods normally used to predict the behavior of this type of foundation under tensile loads (called helical anchors in this case), are still unsatisfactory, and discrepancies are usually observed between the results estimated by theoretical methods and measured in load tests. Among other reasons, these differences occur mainly because the effects of helical anchor installation in the soil are not considered in the available predicting methods. During installation, the parameters of the soil penetrated are modified, and since it is this disturbed soil volume that must support the loading of the anchor under tension, it is essential to understand and quantify this installation effect for an adequate prediction of the uplift capacity of this type anchor. In order to contribute to the understanding of this effect, in the present work numerical simulations with the software FLAC3D were performed to evaluate the modifications occurred in the soil due to the installation of a helical anchor in dense sand. For this purpose, in the simulation of the soil penetrated by the helices, the values of friction angle and modulus of elasticity of the sand were reduced. The model was validated by means of the comparison with a load-displacement curve obtained experimentally in centrifuge model tests. After adjusting the numerical model, a parametric analysis was carried out to investigate the effect of the installation on the breakout factor (Nq). The parametric analyses were also used to investigate the anchor displacement at the peak load and the horizontal stresses acting on the failure surface. The estimated Nq values were compared with previous studies, and showed a good agreement with experimental results obtained by field and centrifuge tests. Additionally, the parametric study indicated that the horizontal stresses acting on the failure zone are distributed in the shape of a truncated cone, and vary with the helix diameter.

O presente trabalho apresenta os resultados obtidos na avaliação dos problemas ambientais relacionados a lixiviação de poluentes do lixão próximo ao Ribeirão dos Moinhos na cidade de Poços de Caldas (MG). O estudo considera as características geológicas - geotécnicas e climáticas da área e os vários tipos de técnicas de \"cleanup\". O software Visual Modflow foi usado para desenvolver simulações em termos de fluxo de água subsuperficial e de transporte de poluentes. / This work presents the results obtained from assessment of the environment problems related to the pollutant lixiviation from the urban wastes disposed near the Moinho River in Poços de Caldas (MG) city. The study considered the geological - geotechnical and climatic characteristics of the area and the main kinds of cleanup techniques. The software Visual Modflow were used to developed the simulation in terms of groundwater flow and pollutant transport.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:03:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcel Bruno.pdf: 3105575 bytes, checksum: 74afefa960dbfbf05720cec24a294ec9 (MD5) Previous issue date: 2006-09-28 / Neste trabalho são realizadas modelagens numéricas de vigas de concreto armado, reforçadas ou não com fibras metálicas. Este procedimento possibilita a análise de diversas variáveis em uma estrutura, com relativa economia. O objetivo é a determinação da energia de fratura de vigas de concreto armado empregando programas comerciais de elementos finitos. Tem ainda por escopo analisar o modo de fratura II, ocasionado por tensões cisalhantes. Para tanto foi utilizado o programa comercial DIANA. A validação das modelagens é realizada através da comparação dos resultados numéricos obtidos, com valores experimentais da literatura. Esta validação foi inicialmente realizada com vigas e por fim prismas de concreto com e sem a adição de fibras. A não-linearidade física do material foi levada em consideração. Foram utilizadas na modelagem das vigas as teorias de Rankine e Drucker Prager. No caso dos prismas utilizou-se de teorias da mecânica da fratura, onde ao invés de se utilizar as funções de plastificação do material (ou de ruptura dos mesmos), utilizar-se-ão modelos que retratam o surgimento e propagação das trincas. Os resultados obtidos foram satisfatórios fazendo-se uma comparação com os experimentais, porém a energia da fratura utilizada à tração foi tirada do CEB (1.990) para os casos das vigas de Lopes (2005) e a compressão obtida através do gráfico: tensão x deformação. Será ainda enfocado neste trabalho a retro-análise, pela combinação de variações no volume de fibras, procurando obter gráficos que retratem o comportamento tensão x volume de fibras para a resistência do concreto. Nota-se que a utilização de fibras metálicas diminui consideravelmente a armadura longitudinal para combater esforços de flexão. Porém, deve-se proceder outros ensaios de modo a obter o volume de fibra ideal a ser utilizado para diversas resistências do concreto.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:18:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ErikaSakai.pdf: 1917728 bytes, checksum: 5cc92bff51598c6d8147b5abba80383d (MD5) Previous issue date: 2010-12-16 / Through studies on the choice of type of foundation to use a certain work, always when the foundation is to pile it is necessary to build another structural element, the block of crowing or also called pile caps. Several studies have been made taking into account the block on stilts without the influence of soil. So this work demonstrates the relationship of methods of calculation of reactions in piles and tensions in chunks of some authors that take into account the influence of soil or not, with the numerical analysis. To analyzethe fundations the program DIANA was used in conjunction with MIDAS / FX +. With these results, ground-structure in the study of these blocks can be concluded on the importance of the interaction, being distinguished that as example, that if the ground are taken in consideration in the analyses of rigid blocks, the biggest reactions if are concentrate near the corners of the block, independent of the type of load application studied and not in the props central offices as some simplified methods consider. This leads to a closer examination of reality and therefore more accurate. / Através de estudos sobre a escolha do tipo de fundação a usar numa determinada obra, sempre quando a fundação for com estaca faz-se necessário a construção de outro elemento estrutural, o bloco de coroamento ou também denominado bloco sobre estacas. Vários estudos foram feitos levando-se em consideração o bloco sobre estacas sem a influência do solo. Portanto este trabalho demonstra a relação de métodos de cálculos de reações nas estacas e tensões nos blocos de estacas envolvidas pelo solo, através de análise numérica baseado no Método dos Elementos finitos, com características tridimensionais e não-lineares. Para a análise foi usado o programa DIANA em conjunto com o MIDAS/FX+. Com os resultados obtidos, pode-se concluir sobre a importância da interação solo estrutura no estudo destes blocos, destacandose que como exemplo, que se o solo é levado em consideração nas análises de blocos rígidos, as maiores reações se concentram nas estacas laterais do bloco, independente do tipo de aplicação de carga estudada e não nas estacas centrais como alguns métodos simplificados propõem. Isto leva a uma análise mais próxima da realidade e, consequentemente, mais preciso.

Este trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento de tubos metálicos enterrados, submetidos ao carregamento móvel de um veículo. Foram realizadas análises numéricas utilizando o método de elementos finitos para o cálculo da tensão vertical no solo, momento fletor, tensão normal e deformação diametral vertical do tubo. Foram analisados 630 modelos, obtidos da variação das características do solo (módulo de elasticidade) com o objetivo de representar diferentes níveis de compactação do solo, características do tubo (espessura da parede do tubo) e da altura da camada de recobrimento do solo. O programa utilizado nas análises numéricas foi o SIGMA/W do pacote Geostudio. Os resultados encontrados apontam que as maiores tensões no solo, momentos, tensões normais e deformações no tubo ocorrem devido ao carregamento móvel quando este se localiza exatamente acima do tubo. Observou-se que o aumento da espessura da camada de solo que recobre a tubulação causa uma diminuição de 15% a 55% das tensões verticais no solo, momentos fletores, tensões normais e deformações no tubo. Foram desenvolvidas equações para o cálculo das deformações para os casos estudados. Foi também desenvolvido um procedimento para a moldagem de corpos de prova de areia no estado fofo (índice de vazios máximo) para realização de ensaios triaxiais. / This paper presents a study on the behavior of buried metal pipes, subjected to the vehicle live load. Numerical analysis using the finite element method to calculate the vertical stress were made on the ground, bending moment, normal stress and diametral vertical pipe deformation. 630 models were analyzed, obtained from the variation of the soil characteristics (modulus) in order to represent different levels of soil compaction, the pipe characteristics (thickness of the pipe wall) and the height of the soil cover layer. The program used in numerical analysis was the SIGMA/W Geostudio package. The results show that the highest stresses on the ground moments, normal stresses and strains in the tube occur due to live loading when it is located just above the tube. It was observed that increasing the thickness of the layer of soil covering the pipe causes a decrease from 15% to 55% of the vertical tensions in the ground, bending moments, normal stress and strain on the pipe. Equations were developed to calculate the deformations in the cases studied. It has also developed a procedure for molding sand specimens into the soft state (maximum void ratio) to perform triaxial tests.

Nesta pesquisa são apresentadas as contribuições dos métodos GPR e eletromagnético indutivo (equipamento EM-38) nos estudos de sítios arqueológicos de sambaquis costeiros Jabuticabeira II, Santa Marta IV, V, VII e VIII, e Encantada III, localizados no município de Jaguaruna, litoral centro-sul de Santa Catarina. Estes sítios são caracterizados por acúmulos de conchas carbonáticas construídos por sociedades do período pré-colonial (7,5 a 1,3 mil anos AP). Os estudos foram desenvolvidos, visando o mapeamento de artefatos de interesse arqueológico e de estruturas estratigráficas que auxiliem a compreensão do processo construtivo e funcional destes sítios. A interpretação dos resultados GPR foi apoiada nas modelagens numéricas GPR 2D e nas imagens 3D e integrada com os levantamentos EM-38, e tiveram como objetivos orientar as escavações arqueológicas. Os resultados permitiram encontrar alvos e artefatos arqueológicos, reduziram os custos no processo exploratório e preservaram o patrimônio histórico. Complementando o processo de interpretação integrada, os perfis estratigráficos e as análises granulométricas dos sedimentos provenientes dos furos de sondagens foram importantes para a definição dos ambientes de deposição onde os sambaquis estão assentados, corroborando de maneira significativa com as pesquisas em desenvolvimento no litoral de Santa Catarina. Em termos metodológicos, as antenas GPR blindadas de 200 MHz propiciaram um melhor compromisso entre a profundidade de investigação e a resolução vertical das camadas geo-arqueológicas, e a implementação da técnica de aquisição radial permitiu um mapeamento detalhado do sítio Jabuticabeira II de forma rápida, cobrindo uma grande área. Por outro lado, com o método eletromagnético indutivo (EM-38), a correção do efeito topográfico dos dados melhorou os contrastes de condutividade elétrica entre as estruturas arqueológicas e o background, permitindo assim, que os alvos pontuais, antes mascarados pela influência da topografia, fossem realçados. Com relação aos resultados geofísicos em estudos geoarqueológicos, no sambaqui Jabuticabeira II, foi possível caracterizar a geometria de uma estrutura geológica, associada a um paleo-canal e a deposição dos sedimentos em barras de pontal; mapear alvos arqueológicos e metálicos contemporâneos; traçar os limites do sítio; imagear uma camada conchífera, camadas antrópicas recentes e a profundidade do nível dágua; detectar a presença de dois sistemas deposicionais, paleolaguna e paleoduna, bem como delimitar o assentamento do sítio sobre estes ambientes por meio das informações das análises granulométricas dos sedimentos coletados nos furos de sondagens. Nos sambaquis de Santa Marta IV, V, VII e VIII, a integração dos dados GPR e EM38 permitiram o mapeamento de diversos alvos de grande importância para os estudos arqueológicos, tais como, paleofogueiras, sepultamentos e concentração de materiais cerâmicos e líticos, bem como feições geológicas, tais como, estruturação de camadas e paleotômbolos. Além disso, a redução do efeito topográfico sobre os dados de condutividade elétrica (EM-38) permitiu relacionar as regiões anômalas com um paleofogueira e uma concentração de material cerâmico. No sambaqui Encantada III, duas fortes anomalias GPR, caracterizadas por reflexões hiperbólicas, estavam associadas: i) a uma estrutura escura pontual, caracterizada como um bolsão de conchas carbonáticas; e ii) a presença de uma raiz de árvore concrecionada, que embora não seja de interesse arqueológico, é significativa, pois serve como um bom exemplo de ambiguidade na interpretação de dados geofísicos. Também foi possível delimitar o assentamento do sítio sobre os sedimentos da paleo-laguna, evidenciado pelas análises granulométricas dos sedimentos. / In this study, GPR and electromagnetic induction (EM-38 instrument) methodcontributions in coastal sambaqui archaeological sites (Jabuticabeira II, Santa Marta IV, V, VII and VIII as well as Encantada III) are presented. These sites are placed in Jaguaruna, Santa Catarina center-south coast. They are characterized by accumulation of carbonate shells built by societies in pre-colonial period (7.5 to 1.3 thousand years BP). The studies were developed aimed at mapping archaeological artifacts and stratigraphic structures that help to understand constructive and functional process of these sites. The interpretation of GPR results was supported by 2D GPR numerical modeling, 3D images and integrated with EM-38 surveys. They had as objectives to guide archaeological excavations. The results allowed finding archaeological targets and artifacts, reduced costs in exploratory process, and preserved historical heritage. Complementing integrated interpretation process, stratigraphic profiles and granulometric analysis of sediment from sounding drifts were important for defining the deposition environments where sambaquis (shell mounds) are settled, significantly supporting in developing research on Santa Catarina coast. Methodologically, 200 MHz shielded GPR antennas provided a better agreement between depth of investigation and vertical resolution of geoarchaeological layers, and the implementation of radial acquisition technique allowed a quickly detailed mapping of Jabuticabeira II site, covering a large area. Furthermore, with electromagnetic inductive method (EM-38), the topographic effect correction of data has improved the contrast in electrical conductivity between archaeological structures and background. Thus, punctual targets before masked by topography influence were highlighted. Regarding geophysical results in geoarchaeological studies, in Jabuticabeira II sambaqui, it was possible to characterize the geometry of a geological structure associated with a paleochannel and sediment deposition in point bars; to map archaeological and contemporary metal targets; to trace site boundary; to image shell layer, recent anthropic layers and water level depth; to detect the presence of two deposicional systems, paleolagoon and paleodune as well as to delimit the settlement site on these environments through information of granulometric analysis of sediments collected in sounding drifts. In Santa Marta IV, V, VII and VIII sambaquis, GPR and EM-38 data integration allowed mapping several targets of great importance for archaeological studies, such as paleofires, burials and concentration of ceramic and litic material as well as geological features, such as layer structuring and paleotombolos. Moreover, the reduction of topographic effect on electrical conductivity data (EM-38) allowed relating anomalous regions with a paleofire, and a concentration of ceramic material. In Encantada III sambaqui, two strong GPR anomalies characterized by hyperbolic reflections were associated with: i) a dark punctual structure, characterized as a pocket of shell carbonate, and ii) the presence of a concretion tree root that is significant, despite not of archaeological interest, because it serves as a good example of ambiguity in geophysical data interpretation. It was also possible to delimit the settlement site on paleolagoon sediments, evidenced by granulometric analysis of sediments.

Nesta pesquisa são apresentadas as contribuições dos métodos GPR e eletromagnético indutivo (equipamento EM-38) nos estudos de sítios arqueológicos de sambaquis costeiros Jabuticabeira II, Santa Marta IV, V, VII e VIII, e Encantada III, localizados no município de Jaguaruna, litoral centro-sul de Santa Catarina. Estes sítios são caracterizados por acúmulos de conchas carbonáticas construídos por sociedades do período pré-colonial (7,5 a 1,3 mil anos AP). Os estudos foram desenvolvidos, visando o mapeamento de artefatos de interesse arqueológico e de estruturas estratigráficas que auxiliem a compreensão do processo construtivo e funcional destes sítios. A interpretação dos resultados GPR foi apoiada nas modelagens numéricas GPR 2D e nas imagens 3D e integrada com os levantamentos EM-38, e tiveram como objetivos orientar as escavações arqueológicas. Os resultados permitiram encontrar alvos e artefatos arqueológicos, reduziram os custos no processo exploratório e preservaram o patrimônio histórico. Complementando o processo de interpretação integrada, os perfis estratigráficos e as análises granulométricas dos sedimentos provenientes dos furos de sondagens foram importantes para a definição dos ambientes de deposição onde os sambaquis estão assentados, corroborando de maneira significativa com as pesquisas em desenvolvimento no litoral de Santa Catarina. Em termos metodológicos, as antenas GPR blindadas de 200 MHz propiciaram um melhor compromisso entre a profundidade de investigação e a resolução vertical das camadas geo-arqueológicas, e a implementação da técnica de aquisição radial permitiu um mapeamento detalhado do sítio Jabuticabeira II de forma rápida, cobrindo uma grande área. Por outro lado, com o método eletromagnético indutivo (EM-38), a correção do efeito topográfico dos dados melhorou os contrastes de condutividade elétrica entre as estruturas arqueológicas e o background, permitindo assim, que os alvos pontuais, antes mascarados pela influência da topografia, fossem realçados. Com relação aos resultados geofísicos em estudos geoarqueológicos, no sambaqui Jabuticabeira II, foi possível caracterizar a geometria de uma estrutura geológica, associada a um paleo-canal e a deposição dos sedimentos em barras de pontal; mapear alvos arqueológicos e metálicos contemporâneos; traçar os limites do sítio; imagear uma camada conchífera, camadas antrópicas recentes e a profundidade do nível dágua; detectar a presença de dois sistemas deposicionais, paleolaguna e paleoduna, bem como delimitar o assentamento do sítio sobre estes ambientes por meio das informações das análises granulométricas dos sedimentos coletados nos furos de sondagens. Nos sambaquis de Santa Marta IV, V, VII e VIII, a integração dos dados GPR e EM38 permitiram o mapeamento de diversos alvos de grande importância para os estudos arqueológicos, tais como, paleofogueiras, sepultamentos e concentração de materiais cerâmicos e líticos, bem como feições geológicas, tais como, estruturação de camadas e paleotômbolos. Além disso, a redução do efeito topográfico sobre os dados de condutividade elétrica (EM-38) permitiu relacionar as regiões anômalas com um paleofogueira e uma concentração de material cerâmico. No sambaqui Encantada III, duas fortes anomalias GPR, caracterizadas por reflexões hiperbólicas, estavam associadas: i) a uma estrutura escura pontual, caracterizada como um bolsão de conchas carbonáticas; e ii) a presença de uma raiz de árvore concrecionada, que embora não seja de interesse arqueológico, é significativa, pois serve como um bom exemplo de ambiguidade na interpretação de dados geofísicos. Também foi possível delimitar o assentamento do sítio sobre os sedimentos da paleo-laguna, evidenciado pelas análises granulométricas dos sedimentos. / In this study, GPR and electromagnetic induction (EM-38 instrument) methodcontributions in coastal sambaqui archaeological sites (Jabuticabeira II, Santa Marta IV, V, VII and VIII as well as Encantada III) are presented. These sites are placed in Jaguaruna, Santa Catarina center-south coast. They are characterized by accumulation of carbonate shells built by societies in pre-colonial period (7.5 to 1.3 thousand years BP). The studies were developed aimed at mapping archaeological artifacts and stratigraphic structures that help to understand constructive and functional process of these sites. The interpretation of GPR results was supported by 2D GPR numerical modeling, 3D images and integrated with EM-38 surveys. They had as objectives to guide archaeological excavations. The results allowed finding archaeological targets and artifacts, reduced costs in exploratory process, and preserved historical heritage. Complementing integrated interpretation process, stratigraphic profiles and granulometric analysis of sediment from sounding drifts were important for defining the deposition environments where sambaquis (shell mounds) are settled, significantly supporting in developing research on Santa Catarina coast. Methodologically, 200 MHz shielded GPR antennas provided a better agreement between depth of investigation and vertical resolution of geoarchaeological layers, and the implementation of radial acquisition technique allowed a quickly detailed mapping of Jabuticabeira II site, covering a large area. Furthermore, with electromagnetic inductive method (EM-38), the topographic effect correction of data has improved the contrast in electrical conductivity between archaeological structures and background. Thus, punctual targets before masked by topography influence were highlighted. Regarding geophysical results in geoarchaeological studies, in Jabuticabeira II sambaqui, it was possible to characterize the geometry of a geological structure associated with a paleochannel and sediment deposition in point bars; to map archaeological and contemporary metal targets; to trace site boundary; to image shell layer, recent anthropic layers and water level depth; to detect the presence of two deposicional systems, paleolagoon and paleodune as well as to delimit the settlement site on these environments through information of granulometric analysis of sediments collected in sounding drifts. In Santa Marta IV, V, VII and VIII sambaquis, GPR and EM-38 data integration allowed mapping several targets of great importance for archaeological studies, such as paleofires, burials and concentration of ceramic and litic material as well as geological features, such as layer structuring and paleotombolos. Moreover, the reduction of topographic effect on electrical conductivity data (EM-38) allowed relating anomalous regions with a paleofire, and a concentration of ceramic material. In Encantada III sambaqui, two strong GPR anomalies characterized by hyperbolic reflections were associated with: i) a dark punctual structure, characterized as a pocket of shell carbonate, and ii) the presence of a concretion tree root that is significant, despite not of archaeological interest, because it serves as a good example of ambiguity in geophysical data interpretation. It was also possible to delimit the settlement site on paleolagoon sediments, evidenced by granulometric analysis of sediments.

La compréhension des écoulements préférentiels dans la zone non saturée en fond de bassins d’infiltration est une condition préalable à une gestion optimale de ces ouvrages. Le basin d’infiltration étudié repose sur un dépôt fluvioglaciaire hétérogène constitué d’un lithofaciès majoritaire contenant des lentilles de sable et de gravier. Une étude géophysique (radar) a permis de caractériser cette hétérogénéité sédimentologique le long de radar-grammes (sections de quelques mètres de profondeurs et de plusieurs dizaines de mètre de long). Les écoulements ont été modélisés pour toutes ces sections ainsi qu’une section fictive remplie uniquement du lithofaciès majoritaire (témoin) et pour divers évènements pluvieux type incluant une chronique météorologique complète. Les résultats montrent clairement que l'hétérogénéité lithologique a un effet significatif sur l’écoulement avec la mise en place d’écoulements hétérogènes du fait de phénomènes de barrière capillaire au niveau des lentilles de sable et de gravier en non-saturé. Cet effet se répercute sur les chemins de l’eau dans le dépôt et sur les flux en surface (infiltration et ruissellement). Les résultats montrent aussi que cet effet dépend fortement de la section considérée. La variabilité spatiale de l’hétérogénéité lithologique induit donc une variabilité spatiale des écoulements préférentiels. Certains paramètres architecturaux et géométriques relatifs à l’hétérogénéité lithologique ont été proposés pour expliquer l’effet de l’hétérogénéité lithologique sur les écoulements préférentiels, de sorte à proposer une première tentative de modélisation des écoulements à méso-échelle. / Understanding preferential flows in the vadose zone is a prerequisite for a proper management of infiltration basins. The studied infiltration basin lies on a strongly heterogeneous glaciofluvial deposit made of a predominant lithofacies that embeds lenses of sand and gravel. Geophysics (GPR) were used to characterize the lithological heterogeneity along radar-grammes (sections few meters deep and dozens of meters long). Flow was modelled for all these sections and compared to a synthetic section filled only with the predominant lithofacies (control). Numerical results show that, under unsaturated conditions, the lithological heterogeneity has a strong impact on flow with the establishment of preferential flows induced by capillary-barrier effects in the vicinity of lenses of sand and gravel. These effects have also consequences on water fluxes at surface (infiltration and runoff) and depend strongly on the section considered for numerical modelling. It can thus be concluded that the spatial variability of lithological heterogeneity induces a spatial variability of preferential flow. Geometrical and architectural parameters were defined to quantity lithological heterogeneity and link it to preferential flows, with the aim to propose a first step towards modelling flow in the basin at the meso-scale. / O entendimento do fluxo na zona não saturada em formações heterogêneas é um prérequisito para uma gestão adequada de poluentes em bacias de infiltração inseridas nessas formações. Este estudo aborda o efeito da heterogeneidade litológica nos processo de escoamento numa bacia de infiltração com geologia inserida num depósito fluvioglacial. A bacia de infiltração é a Bacia Django Reinhardt, existente em Lyon. Esta bacia foi objeto de vários estudos que demonstraram algumas avaliações do impacto da heterogeneidade do solo. Os objetivos desses trabalhos foram todos baseados apenas no estudo sedimentológico de uma trincheira. Nenhum estudo abordou a potencial variabilidade espacial dos atributos do solo. Neste trabalho, foi modelizado o fluxo na zona vadosa através de três casos: drenagem interna, infiltração de água durante um evento de precipitação pluviométrica constante e solicitação hidrológica a partir de um fluxo variável escoamento superficial. Estes cálculos foram realizados para várias seções, que foram previamente caracterizadas quanto a sua heterogeneidade estrutural usando a técnica não destrutiva do GPR com uma frequência de 200MHz e 100MHz. O comportamento hidráulico dessas seções foi comparado com a de uma seção homogênea. Foi comparada o efeito da resolução da imagem nas estimativas das variáveis de fluxo. Alguns indicadores arquiteturais, geométricos e texturais foram propostos para esclarecer e avaliar a variabilidade espacial do efeito da heterogeneidade do solo sobre o fluxo em condições não saturadas. Os resultados mostram claramente que a heterogeneidade gera impactos nas variáveis de fluxo em condições não saturadas. Os impactos dependem da seção considerada.Os resultados mostram também que: a) a heterogeneidade estrutural do subsolo na meso-escala apresenta um efeito sobre a geração de escoamento preferencial e isso independe do tipo de solicitação aplicada na seção; b) O efeito da heterogeneidade se mostrou independentende das condições de contorno aplicadas na superfície; c) Nos períodos de ocorrência de chuvas intensas quem controla o comportamento das variáveis de fluxo é a intensidade de precipitação. No entanto, nos períodos em que ocorre ausência de precipitação, as variáveis de fluxo são controladas pela heterogeneidade da zona não saturada; d) A utilização de diferentes frequências influencia na estimativa das variáveis de fluxo. Isso é decorrente do impacto na quantificação da heterogeneidade decorrente do efeito da resolução de cada antena; e) Os indicadores não apresentaram relação direta com as variáveis de fluxo estudadas. Isso demonstra que o efeito da heterogeneidade não pode ser explicado por um único fator, mas por um conjunto de fatores.