As células solares orgânicas, ou dispositivos fotovoltaicos orgânicos (OPVs), vêm se consolidando como uma tecnologia promissora para a geração de energia limpa e renovável devido aos progressos observados nos últimos anos em termos de eficiência e, sobretudo, ao seu baixo custo e facilidade de processamento, e à sua adaptabilidade à eletrônica flexível. Entretanto, ainda se faz necessário aumentar sua eficiência, sua estabilidade e seu tempo de vida de operação. Esses desafios só serão superados por meio de uma melhor compreensão dos processos de geração e de recombinação dos portadores fotogerados, e dos fenômenos de transporte eletrônico ao longo do dispositivo, desde a geração dos portadores até sua coleta pelos eletrodos. A perda de propriedades quando em operação sob condições ambientais é outro obstáculo a ser vencido, e para isso, é necessário conhecer as razões que provocam a degradação do dispositivo. Neste contexto, esta tese tem por objetivo o estudo de propriedades fundamentais que governam a geração, recombinação, transporte e coleta de cargas pelos eletrodos de células solares orgânicas com estrutura ITO/PEDOT:PSS/PTB7-Th:PC71BM/Ca/Al em diferentes condições de funcionamento. Em específico, em atmosfera inerte de nitrogênio e em atmosfera ambiente. O primeiro passo nesse sentido foi a fabricação e otimização dos dispositivos através de diferentes métodos experimentais. Conseguimos progredir muito na parte de confecção, produzindo células OPVs com eficiência de 7,85 %. Posteriormente, realizamos um estudo comparativo entre dois dispositivos com essa estrutura, sendo a diferença entre eles a adição de um aditivo durante a preparação da camada ativa (PTB7-Th:PC71BM): a molécula de 1,8-diiodooctano (DIO). Os dispositivos foram então caracterizados por técnicas de absorção de UVVis e Microscopia de Força Atômica (AFM). Os estudos elétricos dos dispositivos foram realizados por medidas de J-V no escuro e sob iluminação (1 sol), em diferentes temperaturas (150 a 300 K). Com o auxílio da equação de Mott-Gurney obtivemos os valores de mobilidade eletrônica (μ) dos portadores de cargas, para diferentes temperaturas, em ajustando-se as curvas de retificação no escuro. Os ajustes das respostas J-V (fotocorrente) sob iluminação foram ajustadas por uma equação derivada da cinética das taxas de geração e extração, em considerando-se cinética de segunda ordem para a recombinação bimolecular, de onde extraímos a razão μ2k (k é o coeficiente de recombinação) também para diferentes temperaturas. Deste estudo, foi possível concluir que o efeito do DIO na morfologia da camada ativa melhora o processo de condução por hopping e diminui o coeficiente de recombinação, o que possibilita um melhor desempenho fotovoltaico do dispositivo. Esse estudo permitiu obter o fator de redução (ζ) do coeficiente de recombinação, e sua variação com a temperatura. O nosso último estudo foi investigar os mecanismos de degradação de um dispositivo com DIO exposto em condições ambientais, sobretudo devido à ação do oxigênio. Nesse estudo foram realizadas medidas de Foto-CELIV (Extração da Corrente pelo Aumento Linear da Tensão -CELIV) e os ajustes das curvas de J-V sob iluminação foram feitos pela equação de circuito equivalente de uma célula solar dos quais obteve-se a variação das resistências série e paralelo em função do tempo de exposição ao ambiente. / Organic solar cells, or organic photovoltaics devices (OPVs), have been consolidating as a promising technology for the generation of clean and renewable energy due to the progress observed in recent years in terms of efficiency, and above all by its low cost and ease of processing, and their adaptability to flexible electronics. However, it is still required to increase its efficiency, its stability and its operating life. These challenges will only be overcome through a better understanding of the processes of generation and recombination of the photogenerated carriers, and of the phenomena of electronic transport throughout the device, from the generation of the carriers to their collection by the electrodes. The loss of properties when operating under environmental conditions is another obstacle to be overcome, and for this, is mandatory to well known the reasons of degradation effects. In this context, this thesis aims at the study of fundamental properties that govern the generation, recombination, transport and collection of charges by the electrodes, at different operating conditions, having ITO/PEDOT:PSS/PTB7-Th:PC71BM/Ca/Al as structure. Specifically, in an inert atmosphere of nitrogen, and in an ambient atmosphere. The first step in this direction was the manufacturing and optimization of the devices through different experimental methods. We achieved a great of progress in the manufacturing process, producing OPV cells with 7.85% efficiency. Afterward, we performed a comparative study between two devices of this structure, the difference between them being the addition of an additive during the preparation of the active layer (PTB7-Th: PC71BM): the 1,8-diiodooctane (DIO) molecule. The devices were then characterized by UV-Vis absorption techniques and Atomic Force Microscopy (AFM).The electrical studies of the devices were performed by J-V measurements, in the dark and under illumination (1 sol), at different temperatures (150 to 300 K). With the aid of the Mott-Gurney equation we obtained the values of electronic mobility (μ) of the charge carriers, for different temperatures, by adjusting the rectification curves in the dark. The adjustments of the JV responses under illumination were obtained by an equation that was derived from the kinetics of the generation and extraction rates, considering second-order kinetics for bimolecular recombination. From such fitting, it was extracted the μ2k ratio (k is the coefficient of recombination) also for different temperatures. From this study, it was possible to conclude that the effect of DIO on the active layer morphology improves the hopping conduction and decreases the recombination coefficient, leading to a better photovoltaic performance of the device. This study allowed to obtain the reduction factor (ζ) of the recombination coefficient, and its variation with temperature. Our last study was to investigate the mechanisms of degradation of a device with DIO exposed in environmental conditions, mainly due to the action of oxygen. In this study, photo-CELIV (Current Extraction by Linear Increasing Voltage - CELIV).technique was performed and the adjustments of the J-V curves under illumination were made by the equivalent circuit equation of a solar cell, from which the variation of the series and parallel resistances was obtained as a function of the exposure time to the environment.

A implantação segura e a viabilidade de um projeto de barragem dependem de se conhecer, com o máximo de clareza, as características geotécnicas do substrato rochoso do local de implantação. Para tanto, são realizadas campanhas de investigação geotécnica para a elaboração de modelos geológicos e geomecânicos, os quais podem apresentar erros devido à variabilidade natural, amostragem insuficiente, interpretação bidimensional e subjetividade das interpretações. Visando diminuir a subjetividade das interpretações acerca das características geomecânicas, a mecânica das rochas utiliza classificações de maciço rochoso, tais como sistema Q, de Barton, e RMR, de Bieniawski. Surgida por volta de 1960, a geoestatística permite analisar fenômenos que não são totalmente aleatórios e cujos valores dependem de sua posição no espaço. Este trabalho consistiu em desenvolver modelos numéricos tridimensionais a partir da aplicação da classificação de maciço rochoso pelo sistema RMR (Rock Mass Rating), utilizando técnicas geoestatísticas para a interpolação em regiões não amostradas. Os objetivos foram identificar feições e zonas com características geotécnicas de menor qualidade, verificar a representatividade dos modelos numéricos frente as estruturas geológicas mapeadas, observar a influência de fatores de redução nas classificações de RMR e analisar a variação de resultados quando são usadas malhas de amostragem diferentes. Os resultados obtidos foram satisfatórios, tanto do ponto de vista geoestatístico quanto do ponto de vista geotécnico. Foram delimitadas as regiões de atenção e identificadas as principais estruturas e feições geológicas nos modelos de RMR. Foi possível avaliar a influência dos fatores de redução na classificação de maciço, assim como a influência da malha de amostragem nos resultados estatísticos, geoestatísticos e de interpolação. Os dados amostrais foram comparados entre si e evidenciaram a importância e superioridade da classificação por RMR em detectar as principais feições e características geológicas, assim como demonstraram a variação da sensibilidade quando se utiliza diferentes fatores de redução. / A safe dam installation and its project feasibility, necessarily, depends on knowing, to the clearest, the geotechnical rock substrate characteristics in the installation place. Therefore, geotechnical investigation campaigns are undertaken to elaborate geological and geomechanics models, which may present errors due to natural variability, insufficient sampling, two-dimensional interpretation and subjectivityes. Aiming to decrease the subjectivism in the interpretations regarding the geomechanics characteristics, the rock mechanics makes use of rock mass classifications such as Q, by Barton, and RMR, by Bieniawski. Developed about 1960, geostatistics allows to analyze phenomena not completely random and whose values depend on its special position. This study consisted in developing three-dimensional numerical models from the rock mass assessment with RMR, using geostatistics to interpolate data in regions without sampling. The objectives were to identify features and zones with poor geotechnical characteristics, to evaluate how representative the numerical models are compared to the mapped geological structures, to observe the influence of reduction factors in the RMR classification and to analyze the variation of the results when different sampling grids are used. The obtained results were satisfactory, both in the geostatistical and geotechnical aspects. The critical regions were delimitated and the main geological structures and features were identified in the RMR model. It was possible to evaluate the influence of the reduction factors in the rock mass assessment, as well as the influence caused by the sampling grids in the statistic, geostatistics and interpolated results. Sampled data were compared and demonstrated how important and how superior the RMR assessment is to detect the major features and geological characteristics, as well as to demonstrate how sensitive the variation of the results is when different reduction factors are used.

A implantação segura e a viabilidade de um projeto de barragem dependem de se conhecer, com o máximo de clareza, as características geotécnicas do substrato rochoso do local de implantação. Para tanto, são realizadas campanhas de investigação geotécnica para a elaboração de modelos geológicos e geomecânicos, os quais podem apresentar erros devido à variabilidade natural, amostragem insuficiente, interpretação bidimensional e subjetividade das interpretações. Visando diminuir a subjetividade das interpretações acerca das características geomecânicas, a mecânica das rochas utiliza classificações de maciço rochoso, tais como sistema Q, de Barton, e RMR, de Bieniawski. Surgida por volta de 1960, a geoestatística permite analisar fenômenos que não são totalmente aleatórios e cujos valores dependem de sua posição no espaço. Este trabalho consistiu em desenvolver modelos numéricos tridimensionais a partir da aplicação da classificação de maciço rochoso pelo sistema RMR (Rock Mass Rating), utilizando técnicas geoestatísticas para a interpolação em regiões não amostradas. Os objetivos foram identificar feições e zonas com características geotécnicas de menor qualidade, verificar a representatividade dos modelos numéricos frente as estruturas geológicas mapeadas, observar a influência de fatores de redução nas classificações de RMR e analisar a variação de resultados quando são usadas malhas de amostragem diferentes. Os resultados obtidos foram satisfatórios, tanto do ponto de vista geoestatístico quanto do ponto de vista geotécnico. Foram delimitadas as regiões de atenção e identificadas as principais estruturas e feições geológicas nos modelos de RMR. Foi possível avaliar a influência dos fatores de redução na classificação de maciço, assim como a influência da malha de amostragem nos resultados estatísticos, geoestatísticos e de interpolação. Os dados amostrais foram comparados entre si e evidenciaram a importância e superioridade da classificação por RMR em detectar as principais feições e características geológicas, assim como demonstraram a variação da sensibilidade quando se utiliza diferentes fatores de redução. / A safe dam installation and its project feasibility, necessarily, depends on knowing, to the clearest, the geotechnical rock substrate characteristics in the installation place. Therefore, geotechnical investigation campaigns are undertaken to elaborate geological and geomechanics models, which may present errors due to natural variability, insufficient sampling, two-dimensional interpretation and subjectivityes. Aiming to decrease the subjectivism in the interpretations regarding the geomechanics characteristics, the rock mechanics makes use of rock mass classifications such as Q, by Barton, and RMR, by Bieniawski. Developed about 1960, geostatistics allows to analyze phenomena not completely random and whose values depend on its special position. This study consisted in developing three-dimensional numerical models from the rock mass assessment with RMR, using geostatistics to interpolate data in regions without sampling. The objectives were to identify features and zones with poor geotechnical characteristics, to evaluate how representative the numerical models are compared to the mapped geological structures, to observe the influence of reduction factors in the RMR classification and to analyze the variation of the results when different sampling grids are used. The obtained results were satisfactory, both in the geostatistical and geotechnical aspects. The critical regions were delimitated and the main geological structures and features were identified in the RMR model. It was possible to evaluate the influence of the reduction factors in the rock mass assessment, as well as the influence caused by the sampling grids in the statistic, geostatistics and interpolated results. Sampled data were compared and demonstrated how important and how superior the RMR assessment is to detect the major features and geological characteristics, as well as to demonstrate how sensitive the variation of the results is when different reduction factors are used.

Despite the developments in the last decades, field performance information for short aggregate pier improved ground is needed for future design and to develop a better understanding of the performance of the short (floating) aggregate piers. A full-scale field study was performed to investigate the floating aggregate pier behavior in a soft clayey soil. Site investigations included five boreholes and sampling, four CPT soundings, and SPT and laboratory testing. The soil profile consisted of 8m thick compressible clay overlying weathered rock. Four large plate load test stations were prepared. A rigid steel footing having plan dimensions of 3.0m by 3.5m were used for loading. Four 65cm diameter reaction piles and steel cross beams were used to load the soil in each station. First test comprised of loading the untreated soil up to 250 kPa with increments, and monitoring the surface settlements. Moreover, distribution of settlements with depth is recorded by means of deep settlement gages installed prior to loading. Other three tests were conducted on clay soil improved by rammed aggregate piers. In each station, seven stone columns were installed, having a diameter of 65cm, area ratio of 0.25, placed in a triangular pattern with a center to center spacing of 1.25m. The length of the columns were 3m, 5m in the two station resembling floating columns, and 8m in the last station to simulate end bearing columns to observe the level of the improvement in the floating columns. Field instrumentations included surface and deep settlement gages, and load cell placed on a aggregate pier to determine distribution of the applied vertical stress between the column and the natural soil , thus to find magnitude of the stress concentration factor, n , in end bearing and floating aggregate piers. It has been found that, the presence of floating aggregate piers reduce settlements, revealing that major improvement in the settlements takes place at relatively short column lengths. It has been also found that the stress concentration factor is not constant, but varies depending on the magnitude of the applied stress. The magnitude of stress concentration factor varies over a range from 2.1 to 5.6 showing a decreasing trend with increasing vertical stress.

Liquefied natural gas (LNG) storage tanks are often supported by very large pile groups (≥ 100 piles). As these superstructures tend to be located along coastal areas, there is often a high risk of extreme lateral loading caused by either seismic, flooding or hurricane activity. In many cases, the foundation design can be governed by the required lateral resistance. At present, the responses of large pile groups subjected to lateral loading are not well understood. Published guidance for design is premised upon experimental testing of smaller pile groups (< 25 piles), and no additional commentary is provided to advise the design for groups of a larger scale. A typical approach for design of laterally loaded pile groups uses the beam on Winkler foundations method, where nonlinear p-y curves are reduced by a p-multiplier to account for the group effects. Alternatively, an average p-multiplier known as a group reduction factor (GRF) can be used. Chapter 1 details the study of using 3D continuum finite element (FE) models to measure the group effects in large pile groups using p-multipliers and GRF. Soil conditions, pile spacing, pile number, and pile head condition were varied to observe their effects. The study also looked at the effect of the circular configuration of pile groups used in LNG tank foundations. The design standards and prevailing methods were shown to overestimate trailing row p-multipliers for large pile groups, particularly with larger pile spacing. Based on the study data and published data, a predictive equation was proposed for estimating GRF of a laterally loaded large pile group. In addition, geotechnical engineers tend to evaluate the lateral responses of pile groups regardless of the presence of superstructures. It is not known whether this approach is suited for large infrastructure such as LNG storage tanks and their respective foundations. Chapter 2 captures the results from 3D finite element (FE) models used to observe the integrated tank and piled foundation behaviour and evaluate whether the current design approach used in practice is suitable. In addition, changes to soil-foundation stiffness, including varying soil conditions and pile spacing, were made to observe their effects. The results found that the foundation responses in the integrated model varied significantly from models which only considered the foundation. It was also found that the amount of LNG in the tank, soil conditions, and pile spacing also affected the lateral pile responses, particularly the leading and trailing piles. / Graduate

臺閔地區65歲以上的老年人口於民國82年底占總人口之7.1%，達到聯合國所界定之「高齡化」水準，至民國94年底老年人口大幅增加為占總人口之9.74%，人口老化的趨勢使得退休後的生活保障更顯重要;年長者生活保障的主要來源是退休金，而我國已於民國94年7月1日由確定給付制轉變為確定提撥制(DC制)。基於醫學的快速成長，以及生活環境水準亦顯著提昇，採用現有的生命表預測未來死亡率可能會有極大的誤差，故本文參考許鳴遠(2006)的Reduction Factor模型，預測台灣未來的高齡人口死亡率，進而推計未來的各年齡人口數，再將改善的死亡率應用在確定提撥制的退休基金，並參考MacDonald and Cairns (2007)，假設退休基金投資在五種不同的投資標的，分別考慮20歲的個人與不同時間點20~55歲的各年齡人口，在不同限制函數下找尋確定提撥制退休基金的最適投資策略，並比較不同限制函數對依賴比造成的影響。

A maioria dos poços de petróleo offshore explorados no Brasil utilizam a técnica de elevação artificial de petróleo conhecida como gas-lift. Mais importante, há previsão de uso intensivo dessa técnica nos poços do pré-sal, sob pressões extremas e condições operacionais ainda não compreendidas completamente. O efeito de injetar gás em um escoamento em tubo vertical é o decréscimo do componente gravitacional do gradiente de pressão total. Por outro lado, os óleos pesados (10 < ºAPI < 19) são viscosos e difíceis de escoar. Em certas ocasiões, este tipo de petróleo não é extraído pela falta de tecnologia viável ou pelo alto custo do processo de produção. Alguns estudos recentes indicam que, para óleos ultra viscosos, o cisalhamento viscoso (componente \"friccional\") seria significativo no computo do gradiente de pressão total. Percebe-se, portanto, que deve existir, para cada condição de escoamento específica, um grau API ou uma viscosidade limite do fluido, acima do qual a técnica gas-lift torna-se ineficiente, quando não inútil. Dessa forma, o estudo do uso da água como fluido coadjuvante para a elevação artificial torna-se válido para óleos viscosos e pode ser indicado para melhorar a produtividade e reduzir a potência requerida de bombeamento. Outra questão é a possibilidade do escoamento trifásico gás-óleo-água ser promissor na redução do gradiente de pressão total. Dessa forma, para a prospecção dessa problemática e a avaliação dessas questões foram realizados testes em laboratório, utilizando misturas de óleos de diversas viscosidades (100 cP, 220 cP e 325 cP), onde foram quantificados os ganhos oferecidos pela injeção de gás, no caso ar, e de água em termos de fatores de redução de gradiente de pressão e fatores de desempenho. Além disso, com o intuito de melhor compreender a fenomenologia de escoamentos trifásicos, foram realizadas análises quanto ao deslizamento entre as fases e a aplicabilidade do modelo de deslizamento. Por fim, através de uma modelagem, foi verificado o efeito do deslizamento entre as fases na queda de pressão total em tubulações de elevado comprimento. / Most of the offshore oil wells operated in Brazil use the artificial lifting technique known as gas-lift. More importantly, an intensive use of this technique in the pre-salt wells under extreme pressures and operating conditions not yet completely understood is planned. The effect of injecting gas into the flow in a vertical pipe is the decrease of the gravitational component of the total pressure gradient. On the other hand, the heavy oils (10 < ºAPI < 19) are viscous and difficult to flow. In some occasions, this type of oil is not extracted by the lack of viable technology or by the high cost of the production process. Some recent studies indicated that for ultra-viscous oils, viscous shear stress (\"frictional\" component) would be significant in the total pressure gradient. Therefore, there must be an API degree or a fluid viscosity limit for each specific flow condition above which the \"gas-lift\" technique becomes inefficient. Thus, the study of water used as method of artificial lift becomes valid for viscous oils and can be indicated to improve productivity and reduce the pumping power required. Another issue is that the gas-oil-water three-phase flow can be advantageous in reducing the overall pressure gradient. Thus, for prospecting of this problems and the evaluation of these issues, tests were performed in laboratory using mixtures of oils with different viscosities (100 cP, 220 cP e 325 cP), at which the gains offered by gas (air) and water injection were quantified by pressure gradient reduction factors and performance factors. Furthermore, in order to better understand the phenomenology of three phase flows, analyzes were performed about the slip between the phases and the applicability of the drift flux model. Finally, the effect of slippage between the phases in the total pressure drop in long pipes was checked through modeling.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 METODO PARA A DETERMINACAO DO FATOR.PDF: 2167463 bytes, checksum: 01a16749c59f2e7aa42c668adc5ce053 (MD5) Previous issue date: 2012-06-18 / The main objective of this work was to develop an empirical areal reduction factor - ARF - determination method for urban basins, which is a coefficient applied to average rainfall estimates for projects, given rainfall at a point. After a review about the subject, it was verified the needs of developing regional studies and the existence of some deficienes on current approaches. In this sense, it was tried to create an appropriate methodology given the spatial variability of extreme rainfall on urban basins. Therefore, the new suggested method, differently from the observed in others techniques, is primarily based on objective assessment of the ratio between extreme average rainfall calculated above several areas and the extreme point rainfall observed in gauges located in the center of those areas. After structuring it, the proposed method was tested in a pilot implementation with data obtained from a new raingauge network in the region of Córrego Botafogo Basin's, urban zone of Goiânia. The results were analyzed as to the dependence of ARF to area, duration and exceedance probability. It was found a strong relation with area, a minor with duration and the need of further studies about the exceedance probability influence. Lastly, the ARF values obtained with results fitting were compared with those indicated from other employed empirical models. From this study, it can be concluded that proposed methodology is appropriated to determine ARF, as its results are compatibles with assumptions established. However, new studies are needed, with a greater amounts of data, to obtain practical results. / O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método empírico para determinação do fator de redução de área - FRA - em bacias urbanas, coeficiente empregado na estimativa de chuvas de projeto médias a partir de chuvas de projeto pontuais. Após uma revisão sobre o tema na literatura existente, foi verificada a necessidade do desenvolvimento de estudos regionais e a existência de lacunas nas atuais abordagens sobre o tema. Neste sentido, buscou-se elaborar uma metodologia adequada à variabilidade espacial dos eventos extremos usuais em bacias urbanas. Assim sendo a nova metodologia sugerida, diferentemente do observado nas demais técnicas, se baseia fundamentalmente na avaliação objetiva da razão entre as chuvas extremas calculadas sobre diversas áreas e as chuvas extremas observadas nos postos centrais à estas áreas. Após sua estruturação, o modelo proposto foi testado em uma implementação piloto com dados de uma rede pluviográfica recém instalada na região da Bacia do Córrego Botafogo, zona urbana de Goiânia. Os resultados obtidos da aplicação direta da metodologia foram então analisados quanto à dependência do FRA em relação às variáveis área, duração e período de retorno. Dos testes realizados, foi possível identificar uma forte dependência do comportamento estatístico dos resultados em relação à variação da área, uma dependência em relação à duração e a necessidade de estudos mais elaborados em relação ao período de retorno. Por fim, os valores de FRA obtidos após ajustes dos resultados foram comparados com os valores indicados por métodos empíricos mais difundidos. Dos estudos, concluí-se que a metodologia proposta é adequada para a obtenção do FRA, bem como seus resultados são compatíveis com os pressupostos pré-estabelecidos. Há no entanto a necessidade de novos estudos, com maior quantidade de dados, para a obtenção de resultados aplicáveis na prática.

A maioria dos poços de petróleo offshore explorados no Brasil utilizam a técnica de elevação artificial de petróleo conhecida como gas-lift. Mais importante, há previsão de uso intensivo dessa técnica nos poços do pré-sal, sob pressões extremas e condições operacionais ainda não compreendidas completamente. O efeito de injetar gás em um escoamento em tubo vertical é o decréscimo do componente gravitacional do gradiente de pressão total. Por outro lado, os óleos pesados (10 < ºAPI < 19) são viscosos e difíceis de escoar. Em certas ocasiões, este tipo de petróleo não é extraído pela falta de tecnologia viável ou pelo alto custo do processo de produção. Alguns estudos recentes indicam que, para óleos ultra viscosos, o cisalhamento viscoso (componente \"friccional\") seria significativo no computo do gradiente de pressão total. Percebe-se, portanto, que deve existir, para cada condição de escoamento específica, um grau API ou uma viscosidade limite do fluido, acima do qual a técnica gas-lift torna-se ineficiente, quando não inútil. Dessa forma, o estudo do uso da água como fluido coadjuvante para a elevação artificial torna-se válido para óleos viscosos e pode ser indicado para melhorar a produtividade e reduzir a potência requerida de bombeamento. Outra questão é a possibilidade do escoamento trifásico gás-óleo-água ser promissor na redução do gradiente de pressão total. Dessa forma, para a prospecção dessa problemática e a avaliação dessas questões foram realizados testes em laboratório, utilizando misturas de óleos de diversas viscosidades (100 cP, 220 cP e 325 cP), onde foram quantificados os ganhos oferecidos pela injeção de gás, no caso ar, e de água em termos de fatores de redução de gradiente de pressão e fatores de desempenho. Além disso, com o intuito de melhor compreender a fenomenologia de escoamentos trifásicos, foram realizadas análises quanto ao deslizamento entre as fases e a aplicabilidade do modelo de deslizamento. Por fim, através de uma modelagem, foi verificado o efeito do deslizamento entre as fases na queda de pressão total em tubulações de elevado comprimento. / Most of the offshore oil wells operated in Brazil use the artificial lifting technique known as gas-lift. More importantly, an intensive use of this technique in the pre-salt wells under extreme pressures and operating conditions not yet completely understood is planned. The effect of injecting gas into the flow in a vertical pipe is the decrease of the gravitational component of the total pressure gradient. On the other hand, the heavy oils (10 < ºAPI < 19) are viscous and difficult to flow. In some occasions, this type of oil is not extracted by the lack of viable technology or by the high cost of the production process. Some recent studies indicated that for ultra-viscous oils, viscous shear stress (\"frictional\" component) would be significant in the total pressure gradient. Therefore, there must be an API degree or a fluid viscosity limit for each specific flow condition above which the \"gas-lift\" technique becomes inefficient. Thus, the study of water used as method of artificial lift becomes valid for viscous oils and can be indicated to improve productivity and reduce the pumping power required. Another issue is that the gas-oil-water three-phase flow can be advantageous in reducing the overall pressure gradient. Thus, for prospecting of this problems and the evaluation of these issues, tests were performed in laboratory using mixtures of oils with different viscosities (100 cP, 220 cP e 325 cP), at which the gains offered by gas (air) and water injection were quantified by pressure gradient reduction factors and performance factors. Furthermore, in order to better understand the phenomenology of three phase flows, analyzes were performed about the slip between the phases and the applicability of the drift flux model. Finally, the effect of slippage between the phases in the total pressure drop in long pipes was checked through modeling.

To investigate the passive force-displacement relationships provided by a transitional zoned backfill consisting of cement treated aggregate (CTA) and compacted gravel, a series of full-scale lateral abutment load tests were performed. The transitional zoned backfill was designed to minimize differential settlement adjacent to bridge abutments for the California High Speed Rail project. Tests were performed with a 2-D or plane strain backfill geometry to simulate a wide abutment. To investigate the effect of skew angle on the passive force, lateral abutment load tests were also performed with a simulated abutment with skew angles of 30º and 45º. The peak passive force developed was about 2.5 times higher than that predicted with the California HSR design method for granular backfill material with a comparable backwall height and width. The displacement required to develop the peak passive force decreased with skew angle and was somewhat less than for conventional granular backfills. Peak passive force developed with displacements of 3 to 1.8% of the wall height, H in comparison to 3 to 5% of H for conventional granular backfills.The skew angle had less effect on the peak passive force for the transitional backfill than for conventional granular backfills. For example, the passive force reduction factor, Rskew, was only 0.83 and 0.51 for the 30º and 45º skew abutments in comparison to 0.51 and 0.37 for conventional granular backfills. Field measurements suggest that the CTA backfill largely moves with the abutment and does not experience significant heave while shear failure and heaving largely occurs in the granular backfill behind the CTA backfill zone.