In the turbine industry today, thermal barrier coatings are a commonly used, these are 0.1-2mm thick. So to be able to do some type of mechanical testing to receive material data so one can build an opinion regarding the health of the material. One needs a procedure that can work with small specimens and achieve clear results that can be transformed and compared with known data and known procedures. One of those methods is Small Punch Testing. This thesis describes one way to develop and test a functioning prototype of a Small Punch Testing device. The thesis includes; the reason it was developed in the beginning and how it has been developed throughout the decades, also in which areas the main research is made. It also shortly describes a working procedure in Ansys to get a Finite Element Method [FEM] model working. This method showed itself as useful, when just a small sample is at hand. The trials in this thesis also show that repetitive test can be done with good results which can be compared with real and FEM analysis data such as σ uts· / Inom turbin industrin idag så är keramiska värme barriärer vanligt förekommande dessa är normalt 0,1-2mm tjocka. För att kunna utföra mekanisk provning som grund för att bilda en åsikt om materialets kondition. Så behöver man en metod som kan åstadkomma tydliga data med små provbitar, Small Punch Testing är en av dem. Den här rapporten beskriver hur man kan gå tillväga för att få en fungerande prototyp. Den tar upp metodens ursprung och hur den har utvecklats under år tiondena, också mot vad den nuvarande forskningen riktar sig. Den beskriver även kort hur man ställer upp en finita element metod [FEM] modell i Ansys. Metoden visade sig användbar när man bara har en liten provbit att tillgå. Försöken visade att repetitiva tester kan göras med bra resultat som går att jämföra med verkliga och FEM analys data.

O presente trabalho apresenta um estudo detalhado da monitoração de energia durante a cravação do amostrador no ensaio SPT, bem como da identificação dos fatores que influenciam estas medidas. Para tanto foi desenvolvido um equipamento para a aquisição dos sinais de força e de aceleração que consta de uma célula de carga, amplificadores e condicionadores de sinais de força e aceleração, sistema de aquisição de sinal e tratamento numérico dos registros. Paralelamente foi implementado um programa embasado na técnica de diferenças finitas que simula numericamente o ensaio, inclusive o balanço das distintas energias ao longo do processo. De posse dessas ferramentas e tecnologia efetuou-se uma extensa campanha de ensaios totalmente controlados. Os resultados da campanha experimental, associados aos fundamentados e princípios básicos da física, permitiram o entendimento do processo de cravação do amostrador no solo com a determinação das perdas (eficiências) ocorridas ao longo do processo e a proposição de uma nova abordagem de interpretação fundamentada no trabalho efetivamente consumido na cravação do amostrador no solo. O conhecimento deste trabalho abre uma gama de alternativas para a estimativa de propriedades de comportamento de solos com base em resultados de medidas de SPT. Exemplos da aplicação destas alternativas são apresentados Ao longo do trabalho verificou-se que: O intervalo de integração utilizado na apropriação da energia deve ser tal que leva em consideração os golpes subseqüentes mesmo em se tratando de hastes longas; A energia assim determinada é dependente da resistência do solo; Existem perdas de energia ao longo das hastes; Estas perdas são diretamente proporcionais ao comprimento das hastes; O ensaio é um fenômeno de grandes deslocamentos e, portanto, deve ser interpretado com a adoção de um referencial fixo e fora do sistema; A variação da energia potencial das hastes deve ser considerada no computo da energia consumida na cravação do amostrador no solo e esta variação da energia é diretamente proporcional à massa das hastes.

A previsão da capacidade de carga de estacas constitui-se um dos desafios da engenharia de fundações por requerer, na teoria, a estimativa de propriedades do solo, suas alterações pela execução da fundação e o conhecimento do mecanismo de interação solo-estaca. Devido à dificuldade de reproduzir analítica e numericamente o mecanismo de interação solo-estaca, a prática brasileira faz uso correlações empíricas, relacionando diretamente os resultados do ensaio SPT com o desempenho do elemento de fundação. Apesar da grande contribuição dos métodos tradicionalmente utilizados, a sua validade está limitada à prática construtiva regional e às condições específicas dos casos históricos utilizados em seu estabelecimento. Com o objetivo de incorporar à engenharia de fundações brasileira um novo método de previsão de capacidade de carga de estacas, obtido diretamente a partir de ensaios SPT, desenvolveu-se nesta pesquisa uma metodologia baseada na interpretação do ensaio SPT sugerida por Odebrecht (2003). À luz desta nova interpretação, utiliza-se a força dinâmica de reação do solo à cravação do amostrador SPT para estimar a capacidade de carga de estacas, relacionando os mecanismos de mobilização de resistência do amostrador (modelo) com os da estaca (protótipo). No intuito de validar a metodologia proposta, organizou-se neste trabalho, um expressivo banco de dados compostos por 325 provas de carga à compressão e 43 provas de carga à tração, executadas em diferentes regiões do país. Das provas de carga à compressão, 132 casos são de estacas cravadas pré-moldadas de concreto, 28 de estacas metálicas, 95 de estacas hélice contínua e 70 casos de estacas escavadas. Já nas provas de carga à tração, 3 casos são de estacas cravadas pré-moldadas, 31 de estacas hélice contínua e 9 casos de estacas escavadas. Conclui-se a partir de análises comparativas entre cargas previstas e medidas que o método proposto é capaz de prever de forma satisfatória a capacidade de carga de estacas. Uma análise estatística dos dados possibilitou atribuir à estimativa de capacidade de carga, um intervalo de confiança das previsões, baseado na confiabilidade requerida para o projeto.

O presente trabalho apresenta um estudo detalhado da monitoração de energia durante a cravação do amostrador no ensaio SPT, bem como da identificação dos fatores que influenciam estas medidas. Para tanto foi desenvolvido um equipamento para a aquisição dos sinais de força e de aceleração que consta de uma célula de carga, amplificadores e condicionadores de sinais de força e aceleração, sistema de aquisição de sinal e tratamento numérico dos registros. Paralelamente foi implementado um programa embasado na técnica de diferenças finitas que simula numericamente o ensaio, inclusive o balanço das distintas energias ao longo do processo. De posse dessas ferramentas e tecnologia efetuou-se uma extensa campanha de ensaios totalmente controlados. Os resultados da campanha experimental, associados aos fundamentados e princípios básicos da física, permitiram o entendimento do processo de cravação do amostrador no solo com a determinação das perdas (eficiências) ocorridas ao longo do processo e a proposição de uma nova abordagem de interpretação fundamentada no trabalho efetivamente consumido na cravação do amostrador no solo. O conhecimento deste trabalho abre uma gama de alternativas para a estimativa de propriedades de comportamento de solos com base em resultados de medidas de SPT. Exemplos da aplicação destas alternativas são apresentados Ao longo do trabalho verificou-se que: O intervalo de integração utilizado na apropriação da energia deve ser tal que leva em consideração os golpes subseqüentes mesmo em se tratando de hastes longas; A energia assim determinada é dependente da resistência do solo; Existem perdas de energia ao longo das hastes; Estas perdas são diretamente proporcionais ao comprimento das hastes; O ensaio é um fenômeno de grandes deslocamentos e, portanto, deve ser interpretado com a adoção de um referencial fixo e fora do sistema; A variação da energia potencial das hastes deve ser considerada no computo da energia consumida na cravação do amostrador no solo e esta variação da energia é diretamente proporcional à massa das hastes.

A previsão da capacidade de carga de estacas constitui-se um dos desafios da engenharia de fundações por requerer, na teoria, a estimativa de propriedades do solo, suas alterações pela execução da fundação e o conhecimento do mecanismo de interação solo-estaca. Devido à dificuldade de reproduzir analítica e numericamente o mecanismo de interação solo-estaca, a prática brasileira faz uso correlações empíricas, relacionando diretamente os resultados do ensaio SPT com o desempenho do elemento de fundação. Apesar da grande contribuição dos métodos tradicionalmente utilizados, a sua validade está limitada à prática construtiva regional e às condições específicas dos casos históricos utilizados em seu estabelecimento. Com o objetivo de incorporar à engenharia de fundações brasileira um novo método de previsão de capacidade de carga de estacas, obtido diretamente a partir de ensaios SPT, desenvolveu-se nesta pesquisa uma metodologia baseada na interpretação do ensaio SPT sugerida por Odebrecht (2003). À luz desta nova interpretação, utiliza-se a força dinâmica de reação do solo à cravação do amostrador SPT para estimar a capacidade de carga de estacas, relacionando os mecanismos de mobilização de resistência do amostrador (modelo) com os da estaca (protótipo). No intuito de validar a metodologia proposta, organizou-se neste trabalho, um expressivo banco de dados compostos por 325 provas de carga à compressão e 43 provas de carga à tração, executadas em diferentes regiões do país. Das provas de carga à compressão, 132 casos são de estacas cravadas pré-moldadas de concreto, 28 de estacas metálicas, 95 de estacas hélice contínua e 70 casos de estacas escavadas. Já nas provas de carga à tração, 3 casos são de estacas cravadas pré-moldadas, 31 de estacas hélice contínua e 9 casos de estacas escavadas. Conclui-se a partir de análises comparativas entre cargas previstas e medidas que o método proposto é capaz de prever de forma satisfatória a capacidade de carga de estacas. Uma análise estatística dos dados possibilitou atribuir à estimativa de capacidade de carga, um intervalo de confiança das previsões, baseado na confiabilidade requerida para o projeto.

O presente trabalho apresenta um estudo detalhado da monitoração de energia durante a cravação do amostrador no ensaio SPT, bem como da identificação dos fatores que influenciam estas medidas. Para tanto foi desenvolvido um equipamento para a aquisição dos sinais de força e de aceleração que consta de uma célula de carga, amplificadores e condicionadores de sinais de força e aceleração, sistema de aquisição de sinal e tratamento numérico dos registros. Paralelamente foi implementado um programa embasado na técnica de diferenças finitas que simula numericamente o ensaio, inclusive o balanço das distintas energias ao longo do processo. De posse dessas ferramentas e tecnologia efetuou-se uma extensa campanha de ensaios totalmente controlados. Os resultados da campanha experimental, associados aos fundamentados e princípios básicos da física, permitiram o entendimento do processo de cravação do amostrador no solo com a determinação das perdas (eficiências) ocorridas ao longo do processo e a proposição de uma nova abordagem de interpretação fundamentada no trabalho efetivamente consumido na cravação do amostrador no solo. O conhecimento deste trabalho abre uma gama de alternativas para a estimativa de propriedades de comportamento de solos com base em resultados de medidas de SPT. Exemplos da aplicação destas alternativas são apresentados Ao longo do trabalho verificou-se que: O intervalo de integração utilizado na apropriação da energia deve ser tal que leva em consideração os golpes subseqüentes mesmo em se tratando de hastes longas; A energia assim determinada é dependente da resistência do solo; Existem perdas de energia ao longo das hastes; Estas perdas são diretamente proporcionais ao comprimento das hastes; O ensaio é um fenômeno de grandes deslocamentos e, portanto, deve ser interpretado com a adoção de um referencial fixo e fora do sistema; A variação da energia potencial das hastes deve ser considerada no computo da energia consumida na cravação do amostrador no solo e esta variação da energia é diretamente proporcional à massa das hastes.

A previsão da capacidade de carga de estacas constitui-se um dos desafios da engenharia de fundações por requerer, na teoria, a estimativa de propriedades do solo, suas alterações pela execução da fundação e o conhecimento do mecanismo de interação solo-estaca. Devido à dificuldade de reproduzir analítica e numericamente o mecanismo de interação solo-estaca, a prática brasileira faz uso correlações empíricas, relacionando diretamente os resultados do ensaio SPT com o desempenho do elemento de fundação. Apesar da grande contribuição dos métodos tradicionalmente utilizados, a sua validade está limitada à prática construtiva regional e às condições específicas dos casos históricos utilizados em seu estabelecimento. Com o objetivo de incorporar à engenharia de fundações brasileira um novo método de previsão de capacidade de carga de estacas, obtido diretamente a partir de ensaios SPT, desenvolveu-se nesta pesquisa uma metodologia baseada na interpretação do ensaio SPT sugerida por Odebrecht (2003). À luz desta nova interpretação, utiliza-se a força dinâmica de reação do solo à cravação do amostrador SPT para estimar a capacidade de carga de estacas, relacionando os mecanismos de mobilização de resistência do amostrador (modelo) com os da estaca (protótipo). No intuito de validar a metodologia proposta, organizou-se neste trabalho, um expressivo banco de dados compostos por 325 provas de carga à compressão e 43 provas de carga à tração, executadas em diferentes regiões do país. Das provas de carga à compressão, 132 casos são de estacas cravadas pré-moldadas de concreto, 28 de estacas metálicas, 95 de estacas hélice contínua e 70 casos de estacas escavadas. Já nas provas de carga à tração, 3 casos são de estacas cravadas pré-moldadas, 31 de estacas hélice contínua e 9 casos de estacas escavadas. Conclui-se a partir de análises comparativas entre cargas previstas e medidas que o método proposto é capaz de prever de forma satisfatória a capacidade de carga de estacas. Uma análise estatística dos dados possibilitou atribuir à estimativa de capacidade de carga, um intervalo de confiança das previsões, baseado na confiabilidade requerida para o projeto.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:58:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11421_Max Correia.pdf: 502543 bytes, checksum: 6da80bebbea69ca2c85187d546caf14e (MD5) Previous issue date: 2017-06-23 / Criado com intuito de ser um equipamento simples e versátil, devido à velocidade de execução e à possibilidade de ser facilmente transportado, o Penetrômetro Dinâmico Leve (PDL) é um ensaio geotécnico de campo utilizado no exterior há vários anos e que vem timidamente ganhando espaço no cenário nacional brasileiro. No entanto, apesar de alguns trabalhos publicados, esse método de investigação carece de mais pesquisas, principalmente correlacionando-o a ensaios clássicos, em que se pretenda, além de consolidar seus conceitos, buscar maior confiabilidade na sua utilização. Assim, neste trabalho, com a contribuição de algumas empresas da Região Metropolitana da Grande Vitória, no Espírito Santo, foram realizados ensaios de laboratório e de campo com objetivo de confrontar o PDL com outros ensaios. Em laboratório, com amostras de solos moldadas em cilindros metálicos, foram realizados os ensaios PDL, Cone Penetration Test Adaptado (CPTAD), Califórnia Bearing Ratio (CBR) e cisalhamento direto em dois materiais com caraterísticas distintas, para que a resistência de ponta do ensaio PDL pudesse ser confrontada e correlacionada com a resistência de ponta do CPTAD, Índice de suporte Califórnia e ângulo de atrito. As análises desses resultados consideraram diferentes condições de umidade e densidade dos solos. Para o levantamento em campo, realizaram-se campanhas de ensaios em áreas experimentais com características de solo selecionadas, onde foram executados os ensaios PDL e Standard Penetration Test (SPT), com locação dos furos devidamente aproximados. Os resultados foram correlacionados por meio de equações obtidas de regressões estatísticas. Em laboratório, a resistência de ponta do PDL apresentou resultados similares ao ensaio CPTAD e uma correlação muito boa com o CBR. Quanto ao cisalhamento direto, a pesquisa limitou-se pelo pequeno número de amostras, porém, apresentou compatibilidade razoável entre o PDL e o ângulo de atrito. Já os resultados de campo do PDL e SPT apresentaram boa concordância em alguns casos e nem tão boa em outros. Palavras-chave: Ensaios penetrométricos, Penetrômetro, PDL, CPT, SPT, CBR.

Made available in DSpace on 2018-08-23T22:04:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12477_CARLA BARAQUI DA COSTA.pdf: 12777065 bytes, checksum: 38087bef018e82d5f4807169418aab52 (MD5) Previous issue date: 2018-05-24 / A presente pesquisa tem por objetivo obter e reunir informações dos bairros Mata da Praia e Jardim da Penha (Vitória ES) a fim de caracterizar e elaborar modelos geológicogeotécnico da região. Para alcançar o objetivo em questão foram coletados dados de investigações geotécnicas realizadas nos últimos dez anos por meio de Sondagens a Percussão (Standard Penetration Test SPT). O trabalho consiste em reunir a maior quantidade de informações características das camadas sedimentares da área. Após realizar o reconhecimento das camadas foi feita a locação de cada furo de sondagens em seus respectivos terrenos com o auxilio do software Google Earth, possibilitando a obtenção das coordenadas UTM, na terceira etapa, tais dados foram copilados na planilha que tem por base o Excel, essa planilha foi exportada do RockWorks com intuito de agilizar o lançamento dados. Todos os dados reunidos até esta etapa (Altitude, coordenada geográfica, litologia, estratigrafia e NSPT), foram agrupados no mesmo arquivo dando a última etapa da pesquisa onde os dados foram importados para o software RockWorks® e processados. Por fim foram gerados três modelos geológico-geotécnicos, sendo eles: i) litológico ii) estratigráfico iii) SPT (Nspt) sendo que para o litológico e estratigráfico foram gerados três modelos diferentes um para as sondagens que atingem o impenetrável ao trépano, outro agregando as sondagens em que foram paralisadas pelo cliente e por fim um modelo em que os sedimentos foram reclassificados e nomeados conforme a NBR 6484:2011. A partir dos modelos criados confirmou-se que a região de estudo faz parte dos depósitos quaternários que foram formados na era cenozoica, comprovando que sua estratigrafia é composta por sedimentos fluviais de deltas, denominados por processos fluviais e aluvionares constituídos de areia e cascalho, também conseguimos comprovar a existência de camadas de argila muito mole nas proximidades de regiões onde possui afloramentos rochosos. Com todos os resultados alcançados, foi possível compreender a formação geológica da região e entender melhor sua litologia e estratigrafia. Palavras-Chave: Modelo Geológico-Geotécnico; Perfil Geológico; SPT; Litologia; Estratigrafia; Interpolação de Dados.

Devido ao seu crescimento acelerado o município de Curitiba deverá, em breve, ter seu espaço subterrâneo ocupado com maior intensidade. Este processo deve ser devidamente planejado, levando-se em conta as propriedades geotécnicas do subsolo. Assim, buscou-se desenvolver e aplicar um método de caracterização geotécnica do meio urbano para fins de planejamento do espaço subterrâneo. O trabalho consistiu no mapeamento tridimensional das principais unidades geotécnicas e na sua caracterização em termos de adequação para obras subterrâneas. Para tanto, inicialmente, reuniu-se dados geotécnicos existentes (sondagens, poços, mapas topográficos), e levantou-se pontos em campo. A partir do mapa topográfico gerou-se imagens artificiais do terreno, que foram reunidas aos demais dados em um sistema de informações geográficas (SIG). Este processo permitiu a elaboração de um mapa geológico simplificado. Os dados armazenados no sistema (SPT, profundidades das unidades geológicas, entre outros) passaram por uma filtragem, sendo exportados para a realização de análises geoestatísticas, interpolações e geração de cartas de isovalores. Grades regulares com valores interpolados foram então inseridas no SIG, constituindo-se um modelo geotécnico digital tridimensional que permite a navegação virtual entre unidades geotécnicas. Através de classificação geomecânica determinou-se as condições de suporte e estabilidade para possíveis túneis em rochas do município. No caso dos solos realizaram-se análises limite considerando informações de campo e ensaios SPT. Integrando- e, em um único documento, cartas de profundidade das unidades geotécnicas, o mapa geológico simplificado e informações construtivas para túneis, gerou-se um mapa orientativo para a construção de obras subterrâneas no município de Curitiba. Este mapa pode ser diretamente aplicado no planejamento de ocupação do subterrâneo. / Due to its fast population increase, the city of Curitiba will soon have to use its underground space. However, underground space use should be previously planned, taking geotechnical information into consideration. Therefore, the present research is intended to develop and apply an urban geotechnical characterisation method for underground space planning. The work consisted of a 3D mapping of main geotechnical units and determination of their suitability for underground constructions. At first, existing geotechnical data, such as borehole logs, well logs and topographic maps, have been collected and stored. Field studies were carried out subsequently. Digital terrain models have been obtained from topographic maps, and integrated with the other data in a geographical information system (GIS). This process allowed for the production of a simplified geological map. The stored data have been filtered and exported for the development of geostatistical analysis, interpolations and contour maps. Interpolated grids were then reinserted in the GIS software, where a 3D digital geotechnical model has been produced, permitting virtual navigation through soil layers. Tunnel stability and support design evaluations have been performed by means of rock mass classifications. For soil tunnel stability and support assessments, field studies and N-SPT correlations have been used along with limit analysis. A decision support geotechnical map for underground constructions has been obtained by representing, in a single document: the simplified geological map, geotechnical unit depth contour charts, tunnel stability and support analysis results. This decision support map may be directly applied for underground space planning activities.