Esta dissertação apresenta o método de análise espectral de ondas superficiais (SASW) para a obtenção das variações do módulo cisalhante (Gmáx) com a profundidade, no domínio das deformações muito pequenas (abaixo de 0,001%). O SASW é um método sísmico in situ, não destrutivo, baseado na geração e detecção de ondas Rayleigh e na natureza dispersiva desta onda. Pela aplicação de um impacto na superfície do solo e detecção da onda em vários pontos, através de dois receptores, é construída uma curva de dispersão (velocidade de fase versus comprimento de onda). Esta curva de dispersão é, então, invertida. A inversão é um processo analítico para a reconstrução do perfil de velocidade de onda de cisalhamento (VS), partindo-se da curva de dispersão experimental de campo. O módulo de cisalhamento máximo de cada camada é facilmente obtido a partir do perfil de VS. No conteúdo teórico da dissertação discutem-se propriedades dinâmicas dos solos e descrevem-se as equações que dominam a propagação das ondas elásticas, tanto em meios homogêneos como em meios estratificados. A metodologia desenvolvida para a obtenção das curvas de dispersão, através da realização de ensaios SASW, apresenta os resultados obtidos em ensaios realizados na Cidade Universitária em São Paulo, sendo esses resultados comparados com estimativas feitas a partir de correlações baseadas em ensaios SPT existentes. Essas comparações permitem concluir que a metodologia SASW é uma boa alternativa para a determinação do perfil de rigidez (Gmáx) do solo, concordando com o nível de deformação envolvido nos ensaios. São desenvolvidos estudos de sensibilidade do método para verificar a influência na mudança dos parâmetros assumidos (peso específico, coeficiente de Poisson e espessuras das camadas) no processo de redução de dados (inversão) sobre o perfil final de VS, concluindo-se que o parâmetro que apresenta maior influência é o coeficiente de Poisson. / This dissertation presents the spectral-analysis-of-surface-waves (SASW) method as a tool for obtaining the variations in the modulus shear (Gmax) with depth in the field of very small strains (below 0,001%). The SASW method is a nondestructive in situ seismic method, based on the generation and measurement of Rayleigh wave and on its dispersive characteristic nature. Throughout the implementation of an impact on the soil surface and the detection of the wave at various points by two receptors a dispersion curve is constructed (phase velocity versus wave-length). This dispersion curve is then inverted. Inversion is an analytical process for reconstructing the shear wave velocity profile from the experimental field. The shear modulus of each layer is readily obtained from the shear wave velocity profile. The theoretical content of the dissertation presents dynamic properties of the soils and is described in the equations that dominate the propagation of elastic waves, both in homogeneous media and in stratified media. The methodology developed to obtain the dispersion curves through the implementation of SASW test is defined, and results from tests carried out at the University Campus in São Paulo are presented and compared with values obtained from correlations based on SPT tests. These comparisons indicate that the SASW method is a good alternative to determine the profile of stiffness (Gmax) of the soil, agreeing with the level of deformation involved in the tests. Studies on the methods sensitivity are developed to verify the influence on the changing of the parameters given (natural unit weight, Poisson coefficient and thickness of layers) in reduction of data (inversion) on the final profile of VS. The conclusion is that the Poisson coefficient is the parameter with greater influence.

Esta dissertação apresenta o método de análise espectral de ondas superficiais (SASW) para a obtenção das variações do módulo cisalhante (Gmáx) com a profundidade, no domínio das deformações muito pequenas (abaixo de 0,001%). O SASW é um método sísmico in situ, não destrutivo, baseado na geração e detecção de ondas Rayleigh e na natureza dispersiva desta onda. Pela aplicação de um impacto na superfície do solo e detecção da onda em vários pontos, através de dois receptores, é construída uma curva de dispersão (velocidade de fase versus comprimento de onda). Esta curva de dispersão é, então, invertida. A inversão é um processo analítico para a reconstrução do perfil de velocidade de onda de cisalhamento (VS), partindo-se da curva de dispersão experimental de campo. O módulo de cisalhamento máximo de cada camada é facilmente obtido a partir do perfil de VS. No conteúdo teórico da dissertação discutem-se propriedades dinâmicas dos solos e descrevem-se as equações que dominam a propagação das ondas elásticas, tanto em meios homogêneos como em meios estratificados. A metodologia desenvolvida para a obtenção das curvas de dispersão, através da realização de ensaios SASW, apresenta os resultados obtidos em ensaios realizados na Cidade Universitária em São Paulo, sendo esses resultados comparados com estimativas feitas a partir de correlações baseadas em ensaios SPT existentes. Essas comparações permitem concluir que a metodologia SASW é uma boa alternativa para a determinação do perfil de rigidez (Gmáx) do solo, concordando com o nível de deformação envolvido nos ensaios. São desenvolvidos estudos de sensibilidade do método para verificar a influência na mudança dos parâmetros assumidos (peso específico, coeficiente de Poisson e espessuras das camadas) no processo de redução de dados (inversão) sobre o perfil final de VS, concluindo-se que o parâmetro que apresenta maior influência é o coeficiente de Poisson. / This dissertation presents the spectral-analysis-of-surface-waves (SASW) method as a tool for obtaining the variations in the modulus shear (Gmax) with depth in the field of very small strains (below 0,001%). The SASW method is a nondestructive in situ seismic method, based on the generation and measurement of Rayleigh wave and on its dispersive characteristic nature. Throughout the implementation of an impact on the soil surface and the detection of the wave at various points by two receptors a dispersion curve is constructed (phase velocity versus wave-length). This dispersion curve is then inverted. Inversion is an analytical process for reconstructing the shear wave velocity profile from the experimental field. The shear modulus of each layer is readily obtained from the shear wave velocity profile. The theoretical content of the dissertation presents dynamic properties of the soils and is described in the equations that dominate the propagation of elastic waves, both in homogeneous media and in stratified media. The methodology developed to obtain the dispersion curves through the implementation of SASW test is defined, and results from tests carried out at the University Campus in São Paulo are presented and compared with values obtained from correlations based on SPT tests. These comparisons indicate that the SASW method is a good alternative to determine the profile of stiffness (Gmax) of the soil, agreeing with the level of deformation involved in the tests. Studies on the methods sensitivity are developed to verify the influence on the changing of the parameters given (natural unit weight, Poisson coefficient and thickness of layers) in reduction of data (inversion) on the final profile of VS. The conclusion is that the Poisson coefficient is the parameter with greater influence.

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