A utilizaÃÃo das redes neurais artificiais (RNA) na estimativa de recalques em fundaÃÃes profundas à comprovadamente uma ferramenta eficiente. Nos trabalhos de AmÃncio (2013) e Silveira (2014), o emprego das RNA apresentou bons resultados para a previsÃo de recalques em estacas hÃlices contÃnuas, estacas cravadas metÃlicas e estacas escavadas. PorÃm, algumas estacas modeladas apresentaram comportamento muito distante dos resultados reais, onde os resultados da modelagem indicaram aumentos bruscos na rigidez do sistema solo-estaca. Nesta pesquisa, foi desenvolvido um modelo com uma rede neural do tipo perceptron multicamadas de forma a melhorar o desempenho dos modelos de AmÃncio (2013) e Silveira (2014). Para desenvolvimento do trabalho, inicialmente foram feitas anÃlises dos resultados de sondagens à percussÃo do tipo SPT e provas de carga estÃticas das 199 estacas utilizadas no trabalho apresentado por Silveira (2014), fazendo-se uma avaliaÃÃo da consistÃncia das informaÃÃes, com o objetivo de ter um conjunto mais heterogÃneo e representativo. ApÃs a realizaÃÃo de alteraÃÃes, chegou-se a um conjunto com 141 estacas, totalizando 1.320 exemplos do tipo entrada-saÃda. Foram definidas como variÃveis de entrada do modelo: o tipo de estaca, o comprimento da estaca, o diÃmetro da estaca, o nÃmero representativo dos valores de NSPT ao longo do fuste da estaca (denominada NF), o NSPT na ponta da estaca, profundidade da camada de influÃncia da carga em relaÃÃo a ponta da estaca, o fator representativo das camadas de solo argiloso, o fator representativo das camadas de solo siltoso, o fator representativo das camadas de solo arenoso e a carga aplicada. Foram estudadas quatro diferentes formas de cÃlculo da variÃvel de entrada NF, sendo estas: soma, mÃdia, soma ponderada e mÃdia ponderada. Com as variÃveis de entrada apresentadas foram trabalhados modelos onde a variÃvel de saÃda fosse o recalque da fundaÃÃo profunda. A modelagem das RNA foi feita utilizando o programa QNET 2000, e foram realizados o treinamento e a validaÃÃo de diferentes arquiteturas. O modelo que teve melhor desempenho apresentou coeficiente de correlaÃÃo entre os recalques reais e os recalques modelados no treinamento de 0,99 e na validaÃÃo de 0,98. Os resultados obtidos mostraram-se melhores que os de AmÃncio (2013) e Silveira (2014), que na fase de validaÃÃo, apresentaram correlaÃÃes de 0,89 e 0,94 respectivamente. O modelo final deste trabalho possui uma arquitetura formada por 10 nÃs na camada de entrada, 34 neurÃnios distribuÃdos ao longo de quatro camadas ocultas e um neurÃnio na camada de saÃda (A:10-15-9-7-3-1), utilizando a mÃdia para cÃlculo do nÃmero representativo dos valores de NSPT ao longo do fuste da estaca. / use of artificial neural networks (ANN) in the estimation of settlements in foundations deep has proven an effective tool. The work of Amancio (2013) and Silveira (2014), the use of RNA showed good results for predicting settlements in continuous stakes propellers, metal piles driven and bored piles. However, some modeled stakes had far behavior of real results, where modeling results indicate sharp increases in stiffness soil-cutting system. In this research, it developed a model with a neural network of the multilayer perceptron to improve the performance of the models AmÃncio (2013) and Silveira (2014). To development work initially polls results of analyzes were made Percussion SPT and static load tests of 199 stakes used at work presented by Silveira (2014), making up an assessment of the consistency of the information, in order to have a more heterogeneous and the representative assembly. After conducting changes, has come up with a set with 141 stakes, totaling 1,320 examples of the type entrance exit. Were defined as model input variables: the type of pile, the length of the pile, the pile diameter, the number of representative values ​​when NSPT Over stake stem (called NF), the NSPT on the edge of the pile, depth of the layer the influence of load relative to the cutting edge, the factor representative of the soil layers clay, the representative factor of silty soil layers, the representative factor of the layers sandy soil and the applied load. Four different ways of calculation have been studied in NF input variable, which are: sum, average, weighted sum and weighted average. With input variables presented were worked models where the output variable was the repression of deep foundation. The modeling of RNA was made using the QNET program 2000 and were carried out training and validation of different architectures. The model had better performance showed correlation coefficient between the actual settlements and settlements modeled in the training of 0.99 and 0.98 in the validation. The results proved to be better than those of Amancio (2013) and Silveira (2014), which in the validation phase, They showed correlations of 0.89 and 0.94 respectively. The final model of this work has an architecture comprised of 10 nodes in the input layer, 34 neurons distributed throughout four hidden layers, and one neuron in the output layer (A: 10-15-9-7-3-1) using to calculate the average number of NSPT representative values ​​along the cutting shaft.

Para representar o comportamento de compressão dos resíduos sólidos urbanos (RSU), têm-se utilizado teorias da mecânica dos solos (adensamento de argilas, estado crítico ou solo reforçado com fibras) ou modelos que representam a biodegradação dos materiais orgânicos, assim como ajustes empíricos de dados de monitoramento de campo a funções matemáticas. Algumas tentativas vêm sendo realizadas para descrever todos os diversos mecanismos de compressão a que estão submetidos os maciços sanitários. Esta pesquisa investiga a capacidade de dois modelos viscoelásticos para prever o comportamento de RSU submetidos a carregamento vertical constante sem deformação lateral. O primeiro é o modelo tridimensional de Kelvin-Voigt, que foi aplicado para compressão confinada, e o segundo baseia-se na junção em série de dois corpos de Kelvin-Voigt. Os parâmetros elásticos do primeiro modelo são: módulo de cisalhamento G , módulo de elasticidade E, módulo volumétrico k e coeficiente de Poisson v, os quais podem ser expressos pelo módulo edométrico M; o parâmetro viscoso foi denominado H3. No segundo modelo, há dois parâmetros elásticos, M1 e M2, e dois parâmetros viscosos, H4 e H5. Utilizaram-se dados da literatura de ensaios de campo (sobrecarga por aterro de solo compactado e ensaio de placa) e laboratório (ensaio de adensamento edométrico), para estimar os parâmetros e avaliar a capacidade dos modelos de prever a evolução dos recalques de RSU em compressão confinada. O primeiro modelo viscoelástico não conseguiu representar adequadamente os ensaios de laboratório, enquanto o segundo modelo proporcionou boa aderência das curvas teóricas aos dados experimentais, tanto de campo como de laboratório, com coeficientes de determinação r² maiores ou iguais a 0,87. Os valores dos parâmetros elásticos M do primeiro modelo e M1 M2 foram estimados entre 0,80 e 6,65 MPa. Os parâmetros viscosos H3 do primeiro modelo e H4 e H5 do segundo modelo apresentaram variação de ordens de grandeza. Esta grande variação pode ser devida à diferente composição dos resíduos, como também de poder ter ocorrido uma contribuição significativa da biodegradação no ensaio de campo de maior duração (600 dias), incorporando a perda de massa sólida ao parâmetro viscoso. Os valores de H3, H4 e H5 nos ensaios de laboratório foram estimados na ordem de 10-¹ a 106 kPa.dia, sendo o parâmetro H4 de 2,5 a 142 vezes o valor de H5. A estimativa dos parâmetros viscosos deve ser melhorada pela aplicação do segundo modelo viscoelástico a mais ensaios, procurando correlacionar as faixas de valores a características do material, como a composição e a idade dos RSU. / Compression of municipal solid waste (MSW) has been represented by theories of soil mechanics (consolidation of clays, critical state or soil reinforcement with fibers), by models based on the degradation of organic matter, and by empirical fittings of field monitoring data to mathematical functions. Some attempts have been made to describe all compression mechanisms to which MSW masses are subjected. This research investigates the efficiency of two viscoelastic models to predict MSW compression under a constant vertical load without lateral deformation. The first is the three-dimensional Kelvin-Voigt model, which was simplified to confined compression, and the second results from linking in series two Kelvin-Voigt bodies. The elastic parameters of the first model are: the shear modulus G, modulus of elasticity E, volumetric modulus k and Poisson\'s ratio v, which can be expressed by the edometric modulus M; the viscous parameter was named H3. The second model has two elastic parameters, M1 and M2, and two viscous parameters, H4 and H5. Data from field and laboratory tests were used to estimate parameters and to evaluate the efficiency of the two models in predicting the evolution of MSW settlements in confined compression. The first viscoelastic model could not adequately represent the laboratory tests, while the second model provided good adhesion of the theoretical curves to field and laboratory data, with determination coefficients r² equal or higher than 0.87. The values of the elastic parameters M of the first model and M1 and M2 of the second model were estimated between 0.80 and 6.65 MPa. Viscous parameters H3 of the first model and H4 and H5 of the second model varied in a large range of values. This variation may be due to the different composition of the waste, but also a significant contribution of biodegradation in the longer field trial (600 days) may have occurred, incorporating loss of solid matter to the viscous parameter. The values of H3 , H4 and H5 in laboratory tests were estimated in the order of 10-1 to 106 kPa.dia, with H4 parameter 2.5 to 142 times higher than H5. The evaluation of the viscous parameters could be improved by the application of the second viscoelastic model to a greater number of tests in order to correlate ranges of values to MSW composition and age.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O presente trabalho procura contribuir para o estudo da influência de escavações nos recalques superficiais de construções vizinhas, tema este de grande interesse em regiões urbanas, com grande concentração de construções. Apresenta-se uma análise detalhada dos principais métodos empíricos disponíveis na literatura para a previsão dos recalques deflagrados por escavações vizinhas. Detalham-se alguns aspectos de uma ferramenta numérica utilizada, bem como sua validação à análise de escavações escoradas pela aplicação do MEF. Um caso de obra bem documentado em pesquisas anteriores é selecionado para uma análise que procura confrontar os resultados da previsão procedida pelos métodos empíricos, pelo método numérico, com os resultados experimentais. A presente pesquisa mostrou que o método empírico de Hsieh e Ou (1998) foi o que revelou uma melhor capacidade de previsão do comportamento observado no caso de obra analisado, tanto na avaliação do recalque máximo como na obtenção do perfil de recalques superficiais com a distância à face da escavação. A aplicação da modelagem numérica ao caso de obra selecionado confirmou as observações ressaltadas por alguns autores, revelando sua capacidade de reproduzir de forma bastante satisfatória os deslocamentos horizontais da parede, porém apresentando um resultado menos aproximado na previsão dos recalques superficiais. / The present thesis aims at contributing to the study of the influence of excavations on settlements of nearby structures. This is a theme of major interest in urban areas where a concentration of tall buildings is very common. A detailed analysis of the main available empirical methods is presented dealing with the settlement prediction caused by nearby excavations. Some aspects of the numerical tools employed in the analysis are also detailed. The validation of the numerical analysis is made through a comparison of its results for a strutted excavation with the results of the same application using a well estabilished method, adopted in design, based on plastic equilibrium equations. A case history extensively documented in previous research was chosen for a comparative analysis confronting the prediction of ground surface settlement during excavation based on empirical methods and also by means of the numerical approach. The results are then compared with the experimental data. The present research has shown that the empirical method proposed by Hsieh and Ou (1998) best reproduced the experimental behavior. Not only has the method been able to predict the maximum settlement but it has also shown ability to predict the ground settlement profile. The numerical analysis of the selected case history confirmed the observations of some authors that the finite element analysis is able to predict horizontal displacements of the excavation wall but less accurately predict ground surface settlements.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O presente trabalho procura contribuir para o estudo da influência de escavações nos recalques superficiais de construções vizinhas, tema este de grande interesse em regiões urbanas, com grande concentração de construções. Apresenta-se uma análise detalhada dos principais métodos empíricos disponíveis na literatura para a previsão dos recalques deflagrados por escavações vizinhas. Detalham-se alguns aspectos de uma ferramenta numérica utilizada, bem como sua validação à análise de escavações escoradas pela aplicação do MEF. Um caso de obra bem documentado em pesquisas anteriores é selecionado para uma análise que procura confrontar os resultados da previsão procedida pelos métodos empíricos, pelo método numérico, com os resultados experimentais. A presente pesquisa mostrou que o método empírico de Hsieh e Ou (1998) foi o que revelou uma melhor capacidade de previsão do comportamento observado no caso de obra analisado, tanto na avaliação do recalque máximo como na obtenção do perfil de recalques superficiais com a distância à face da escavação. A aplicação da modelagem numérica ao caso de obra selecionado confirmou as observações ressaltadas por alguns autores, revelando sua capacidade de reproduzir de forma bastante satisfatória os deslocamentos horizontais da parede, porém apresentando um resultado menos aproximado na previsão dos recalques superficiais. / The present thesis aims at contributing to the study of the influence of excavations on settlements of nearby structures. This is a theme of major interest in urban areas where a concentration of tall buildings is very common. A detailed analysis of the main available empirical methods is presented dealing with the settlement prediction caused by nearby excavations. Some aspects of the numerical tools employed in the analysis are also detailed. The validation of the numerical analysis is made through a comparison of its results for a strutted excavation with the results of the same application using a well estabilished method, adopted in design, based on plastic equilibrium equations. A case history extensively documented in previous research was chosen for a comparative analysis confronting the prediction of ground surface settlement during excavation based on empirical methods and also by means of the numerical approach. The results are then compared with the experimental data. The present research has shown that the empirical method proposed by Hsieh and Ou (1998) best reproduced the experimental behavior. Not only has the method been able to predict the maximum settlement but it has also shown ability to predict the ground settlement profile. The numerical analysis of the selected case history confirmed the observations of some authors that the finite element analysis is able to predict horizontal displacements of the excavation wall but less accurately predict ground surface settlements.

Para representar o comportamento de compressão dos resíduos sólidos urbanos (RSU), têm-se utilizado teorias da mecânica dos solos (adensamento de argilas, estado crítico ou solo reforçado com fibras) ou modelos que representam a biodegradação dos materiais orgânicos, assim como ajustes empíricos de dados de monitoramento de campo a funções matemáticas. Algumas tentativas vêm sendo realizadas para descrever todos os diversos mecanismos de compressão a que estão submetidos os maciços sanitários. Esta pesquisa investiga a capacidade de dois modelos viscoelásticos para prever o comportamento de RSU submetidos a carregamento vertical constante sem deformação lateral. O primeiro é o modelo tridimensional de Kelvin-Voigt, que foi aplicado para compressão confinada, e o segundo baseia-se na junção em série de dois corpos de Kelvin-Voigt. Os parâmetros elásticos do primeiro modelo são: módulo de cisalhamento G , módulo de elasticidade E, módulo volumétrico k e coeficiente de Poisson v, os quais podem ser expressos pelo módulo edométrico M; o parâmetro viscoso foi denominado H3. No segundo modelo, há dois parâmetros elásticos, M1 e M2, e dois parâmetros viscosos, H4 e H5. Utilizaram-se dados da literatura de ensaios de campo (sobrecarga por aterro de solo compactado e ensaio de placa) e laboratório (ensaio de adensamento edométrico), para estimar os parâmetros e avaliar a capacidade dos modelos de prever a evolução dos recalques de RSU em compressão confinada. O primeiro modelo viscoelástico não conseguiu representar adequadamente os ensaios de laboratório, enquanto o segundo modelo proporcionou boa aderência das curvas teóricas aos dados experimentais, tanto de campo como de laboratório, com coeficientes de determinação r² maiores ou iguais a 0,87. Os valores dos parâmetros elásticos M do primeiro modelo e M1 M2 foram estimados entre 0,80 e 6,65 MPa. Os parâmetros viscosos H3 do primeiro modelo e H4 e H5 do segundo modelo apresentaram variação de ordens de grandeza. Esta grande variação pode ser devida à diferente composição dos resíduos, como também de poder ter ocorrido uma contribuição significativa da biodegradação no ensaio de campo de maior duração (600 dias), incorporando a perda de massa sólida ao parâmetro viscoso. Os valores de H3, H4 e H5 nos ensaios de laboratório foram estimados na ordem de 10-¹ a 106 kPa.dia, sendo o parâmetro H4 de 2,5 a 142 vezes o valor de H5. A estimativa dos parâmetros viscosos deve ser melhorada pela aplicação do segundo modelo viscoelástico a mais ensaios, procurando correlacionar as faixas de valores a características do material, como a composição e a idade dos RSU. / Compression of municipal solid waste (MSW) has been represented by theories of soil mechanics (consolidation of clays, critical state or soil reinforcement with fibers), by models based on the degradation of organic matter, and by empirical fittings of field monitoring data to mathematical functions. Some attempts have been made to describe all compression mechanisms to which MSW masses are subjected. This research investigates the efficiency of two viscoelastic models to predict MSW compression under a constant vertical load without lateral deformation. The first is the three-dimensional Kelvin-Voigt model, which was simplified to confined compression, and the second results from linking in series two Kelvin-Voigt bodies. The elastic parameters of the first model are: the shear modulus G, modulus of elasticity E, volumetric modulus k and Poisson\'s ratio v, which can be expressed by the edometric modulus M; the viscous parameter was named H3. The second model has two elastic parameters, M1 and M2, and two viscous parameters, H4 and H5. Data from field and laboratory tests were used to estimate parameters and to evaluate the efficiency of the two models in predicting the evolution of MSW settlements in confined compression. The first viscoelastic model could not adequately represent the laboratory tests, while the second model provided good adhesion of the theoretical curves to field and laboratory data, with determination coefficients r² equal or higher than 0.87. The values of the elastic parameters M of the first model and M1 and M2 of the second model were estimated between 0.80 and 6.65 MPa. Viscous parameters H3 of the first model and H4 and H5 of the second model varied in a large range of values. This variation may be due to the different composition of the waste, but also a significant contribution of biodegradation in the longer field trial (600 days) may have occurred, incorporating loss of solid matter to the viscous parameter. The values of H3 , H4 and H5 in laboratory tests were estimated in the order of 10-1 to 106 kPa.dia, with H4 parameter 2.5 to 142 times higher than H5. The evaluation of the viscous parameters could be improved by the application of the second viscoelastic model to a greater number of tests in order to correlate ranges of values to MSW composition and age.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2019-03-13T12:04:09Z No. of bitstreams: 1 Léa Beatriz Dai-Prá_.pdf: 4210748 bytes, checksum: fbb91b300aa495b3e46ee2c0c609252d (MD5) / Made available in DSpace on 2019-03-13T12:04:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Léa Beatriz Dai-Prá_.pdf: 4210748 bytes, checksum: fbb91b300aa495b3e46ee2c0c609252d (MD5) Previous issue date: 2018-12-20 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho objetivou desenvolver um modelo matemático para predição de recalques, aplicado ao aterro sanitário de São Leopoldo, gerenciado pela Companhia Riograndense de Valorização de Resíduos (CRVR). Primeiramente foram desenvolvidos ensaios de adensamento em uma amostra de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) coletada no aterro da CRVR/SL, obtendo os parâmetros: índice de compressão primária (Cc = 0,17), índice de compressão secundária (Cα = 0,14), índice de vazios (e = 0,224 – 0,241), que foram aplicados aos modelos clássicos de adensamento (Sowers, 1973 e Bjarngard e Edgers, 1990). Os modelos mostraram baixa aderência aos dados reais, medidos em campo, com erros de 67,6% a 99,9%. Após, foram analisados os dados de monitoramento de lixiviado e recalques da CRVR/SL, e estes foram aplicados ao modelo de Gomes e Caetano (2010). Este modelo apresentou boa aderência aos dados reais, com erro médio de 27,9%. Por fim, foi gerado o modelo matemático de predição de recalques, através de análise estatística de regressão linear múltipla, incluindo análise fatorial pelo método das componentes principais, via rotação ortogonal do tipo Varimax. O modelo utilizou os parâmetros de monitoramento de lixiviado da CRVR/SL e apresentou erro médio de 20% aos dados reais de recalque. Foi constatado que a utilização de modelos de predição de recalques, através da análise de regressão, é adequada para a estimativa da vida útil dos aterros, desde que considerados alguns ajustes no monitoramento dos dados (frequência de monitoramento e monitoramento contínuo), e que cada aterro tem suas particularidades, sendo necessário analisar cada caso a fim de certificar-se de que um modelo atende a um determinado aterro sanitário. / The objective of this work was to develop a mathematical model for the prediction of settlements, applied to the sanitary landfill of São Leopoldo, managed by Companhia Riograndense de Valorização de Residuos (CRVR). Firstly, confined compression tests were performed on a sample of MSW collected at the CRVR landfill, obtaining the parameters: primary compression index (Cc = 0.17), secondary compression index (Cα = 0.14), void index (e = 0.224 to 0.241) which were applied to the classical settlement models (Sowers, 1973; and Bjarngard & Edgers, 1990). The models showed low adherence to real data, measured in the field, with errors from 67.6% to 99.9%. After, were analyzed the CRVR leachate and settlement monitoring data, these were applied to the Gomes & Caetano (2010) model. This model showed good adherence to real data, with a mean error of 27.9%. Finally, the mathematical model of settlement prediction was generated, through statistical analysis of multiple linear regression, including factorial analysis by principal component method, via orthogonal rotation of Varimax. The model used the CRVR leachate monitoring parameters and presented an average error of 20% to the actual settlement data. It was found that the use of regression prediction models, through regression analysis, is adequate to estimate the useful life of landfills, considering some adjustments in data monitoring (frequency of monitoring and continuous monitoring), and that each landfill has its particularities, and it is necessary to analyze each case to make sure that a model meets a given landfill.