MELO NETO, E. L. Consideração da sucção na análise de estabilidade em uma pequena barragem experimental de terra: ensaios e modelagem numérica. 2013. 127 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Geotecnia) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-03-27T11:32:48Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_elmeloneto.pdf: 7639704 bytes, checksum: 60b1172b3b51693fa94f8e93e89ed93d (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-31T14:38:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_elmeloneto.pdf: 7639704 bytes, checksum: 60b1172b3b51693fa94f8e93e89ed93d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-31T14:38:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_elmeloneto.pdf: 7639704 bytes, checksum: 60b1172b3b51693fa94f8e93e89ed93d (MD5) Previous issue date: 2013-10-16 / A construção de barragens de terra geralmente é realizada com a utilização do solo na condição não-saturada, sendo que nesta situação o comportamento mecânico depende, entre outros aspectos importantes, da distribuição da sucção no maciço. Quanto maior for a sucção, mais aumenta a rigidez e a resistência do solo e a condutividade hidráulica diminui. Pequenos barramentos de terra homogêneos construídos no semiárido utilizam solo residual de gnaisse que compactados com baixas energia e umidade. Assim os maciços, em geral, apresentam a estabilidade dos taludes como função da sucção e de uma estrutura rígida, mas com baixa densidade. Para verificar a estabilidade dos taludes dessas barragens é conveniente utilizar conceitos da Mecânica dos Solos Não-Saturados. Essa pesquisa tem como objetivo apresentra um estudo laboratorial e numérico dos taludes de uma barragem experimental construída em uma fazenda da UFC – Universidade Federal do Ceará, em Quixadá, Ceará. Para considerar o efeito da sucção, foi determinada a relação entre a sucção e a umidade do solo de construção da barragem (curva característica ou de retenção) através da técnica do papel filtro. Assim pode-se estimar os valores de sucção das amostras submetidas a ensaios de cisalhamento direto. Os resultados dos ensaios mostraram a dependência da resistência com a sucção caracterizada pela definição do ângulo de atrito interno para sucção, chamado de b. Comprovou-se experimentalmente que a variação do valor de b não é linear, confirmando as observações já encontradas na literatura científica. Esses resultados experimentais foram utilizados para verificação da estabilidade dos taludes da barragem com técnicas de equilíbrio limite e por elementos finitos com o procedimento denominado de redução de parâmetros de resistência. Essa técnica não pré-define a geometria da superfície potencial de ruptura. As análises apresentaram resultados mais realistas e confirmaram o caráter conservador utilizado na prática em projetos de barragens, quando não se considera a influência da sucção e quando se adota superfícies circulares de ruptura na determinação da estabilidade dos taludes de barragens de terra

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7114_1.pdf: 7714341 bytes, checksum: fac30a5fba7a45976b04c5ed3daa2fae (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / No presente trabalho estudou-se a simulação acoplada hidro-mecânica da re-construção, enchimento e comportamento da Barragem de Açú/RN, devido ao acidente ocorrido no final do ano de 1981, quando o reservatório se encontrava vazio. Trata-se de um caso interessante de engenharia de ruptura do talude de montante em final de construção. A barragem de terra de Açú, também conhecida como Açude Engenheiro Armando Ribeiro Gonçalves, está localizada na zona rural do município de Açú, no estado do Rio Grande do Norte, distante 250 km da capital Natal, com acesso pela BR 304. O objetivo desta tese é simular numericamente a reconstrução da barragem, avaliando o seu comportamento mecânico e hidráulico ao longo do seu processo construtivo, enchimento do reservatório e ao longo de 13 anos de instrumentação, comparando os dados obtidos na simulação através do acoplamento Hidro-Mecânico, com os dados de leitura dos instrumentos instalados no maciço e fundação da barragem. A ferramenta de trabalho utilizada na modelagem numérica foi o programa computacional CODE_BRIGHT (COupled DEformation and BRine, Gas and Heat Transport) no processo e no pré e pós-processo foi utilizado o GID que foi desenvolvido pelo CIMNE (Centro Internacional para Métodos Numéricos em Engenharia). Os resultados obtidos na modelagem numérica para a construção do maciço, assim como o comportamento da barragem, quando do primeiro enchimento do reservatório, foram bastante consistentes. As análises numéricas apresentaram bons resultados, como os deslocamentos verticais registrados pelos tassômetros e as medidas de poro pressão e sub pressão, respectivamente, no maciço e fundação da barragem e a evolução da pressão de pré-adensamento, que nos dá uma idéia do colapso que o maciço sofreu

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6176_1.pdf: 3230766 bytes, checksum: 53d85f9c9b23c39cb25db43ae232d7b1 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Esta dissertação apresenta um estudo sobre a capacidade de carga de estacas escavadas com bulbos, executadas em solo não saturado da Formação Barreiras da cidade de Maceió/AL. A pesquisa teve como base dois locais de estudo: primeiro, foi realizada uma extensa campanha de investigação de campo e laboratório em um perfil de solo no campus da Universidade Federal de Alagoas (UFAL), que é bem representativo da Formação Berreiras da cidade. A finalidade destes trabalhos foi conhecer propriedades e parâmetros de resistência ao cisalhamento, deformabilidade e sucção mátrica deste tipo de solo, até então desconhecidos. No segundo local estudado, localizado no bairro Gruta de Lurdes, foram realizadas quatro provas de carga estática em estacas escavadas com bulbos, as quais serviram como base para a aplicação de métodos de previsão da carga de ruptura destas estacas a partir das curvas carga-recalque. Com o objetivo de avaliar a aplicabilidade da metodologia de cálculo proposta por MARQUES (2004) para previsão da capacidade de carga dessas estacas para o tipo de solo da Formação Barreiras, extraiu-se uma estaca semelhante às ensaiadas para estudo da geometria real do fuste, bulbos e da ponta da estaca. De posse dessas informações, aplicou-se a metodologia de previsão utilizando os diâmetros dos bulbos de projeto e comparando com as previsões utilizando os bulbos reais. Os resultados da pesquisa revelaram a necessidade de ajustes na metodologia proposta por MARQUES (2004) para o caso dessas estacas executadas neste tipo de formação geológica, principalmente no que diz respeito às parcelas de resistência lateral e aos valores do diâmetro dos bulbos a serem considerados em projeto

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6428_1.pdf: 2604981 bytes, checksum: 874810cfd32cdcf003424e4187f4bf1c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho estudou-se a simulação da elevação de subpressão no dique A da Usina Hidroelétrica de Sobradinho (UHS), de propriedade da CHESF (Companhia Hidroelétrica do São Francisco). Trata-se de um caso de engenharia bastante ilustrativo da importância da instrumentação e acompanhamento de obras de terra, elementos fundamentais e indispensáveis para a segurança dessas obras ao longo de sua vida útil. Para tanto, foram realizadas simulações numéricas no regime estacionário em três situações (casos) diferentes ao longo da vida útil do dique. No primeiro caso, foi considerada uma análise do comportamento do dique funcionando como previsto no projeto. No segundo caso, foi considerado na simulação numérica o dique funcionando com o filtro de areia horizontal colmatado, sendo esta a principal causa da elevação da subpressão no dique A da UHS. No terceiro caso, além do filtro de areia colmatado, considerou-se a implantação de um sistema de poços de alívio no pé do talude de jusante. Esta ação corretiva foi responsável pela diminuição das poro-pressões a níveis seguros fixados no projeto. Outros possíveis mecanismos causadores do aumento de subpressão no dique (aumento gradativo da permeabilidade da fundação) assim como outras ações corretivas, tomadas pela CHESF (execução de um tapete impermeável à montante do dique), foram verificadas através da modelagem numérica porém demonstraramter menor impacto com relação ao comportamento hidráulico do dique em comparação aos três casos descritos anteriormente. Foi realizado também um estudo teórico sobre a possibilidade de ocorrência do fenômeno do sinfonamento capilar, que pode vir a ocorrer em barragens de terra, dando destaque para a importância da obtenção da curva de retenção para os materiais envolvidos em sua construção. A ferramenta de trabalho utilizada na modelagem numérica foi o programa computacional CODE_BRIGHT, que é baseado no método dos elementos finitos. Este programa representou de maneira coerente à elevação de subpressão observada nos piezômetros instalados no dique A, mostrando a importância da utilização da modelagem numérica no acompanhamento desse tipo de obra, assim como pode ser uma ferramenta de otimização de projetos de engenharia e de previsão futura do comportamento das barragens de terra, auxiliando na localização da instrumentação da barragem e sua fundação em zonas onde possam vir a ocorrer as máximas poro-pressões e fluxos de água

LEME, R. F. Avaliação de uma metodologia para projeto de pequenas barragens de terra no semiárido: construção, ensaios e modelagem numérica. 2015. 223 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-04-27T11:34:07Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_rfleme.pdf: 10125753 bytes, checksum: d65d99fca80e236032725b992b4ab045 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-29T18:02:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_rfleme.pdf: 10125753 bytes, checksum: d65d99fca80e236032725b992b4ab045 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-29T18:02:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_rfleme.pdf: 10125753 bytes, checksum: d65d99fca80e236032725b992b4ab045 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / A common problem of the Brazilian semiarid regions is water scarcity. An alternative to attenuate this severe regional problem consists in storing water during the rainy season, in dams with small storage volumes, usually built with inefficiently compacted embankments, which can contribute to the collapse during the first filling. The main goal of this work is to evaluate a construction methodology for earth dams in semiarid regions, taking into account the problems of inadequate compaction and water shortages. To achieve this, a study was done on a theoretical and experimental basis, in order to better understand the mechanical behavior of small dams that collapse during the first filling. An experimental dam was built in Quixadá-CE, following the proposition of Miranda (1988), which suggests a zoned cross section, built with low water content, with a better compacted core and side slopes with less efficient compaction. The embankment of this experimental dam was instrumented with piezometers (standpipes) and limnimetric rules, to monitor the filling and operation stages. Another developed study in this research refers to the avant-garde evaluation of suction in earth dams, using a device developed by researchers from the Department of Agricultural Engineering, at the Federal University of Ceará, a capacitive sensor. To obtain the geotechnical parameters for the embankment soil, some laboratory tests were performed, such as characterization tests, compaction, consolidation and permeability tests, as well as shear strength and triaxial compression (saturated and unsaturated) ones, and also tests to determine the soil-water characteristic curve (using the filter paper method). The results were used in a numerical modeling of transient flow, using the software Slide, associated with UNSTRUCT, to predict the stress-strain behavior of the experimental dam. The results pointed to the occurrence of collapse in the soil structure of the slopes, which indeed happened after the first filling, since large longitudinal cracks were found in loco. The dam stability was also evaluated, by reducing the shear strength parameters, noting its stability, and thus proving efficient what Miranda (1988) proposed: a zoned embankment built with reduced costs of earthworks and low water consumption, contributing to the development of a low-cost methodology for the construction of small dams in the Brazilian semiarid. / Uma das problemáticas do semiárido nordestino é a escassez de recursos hídricos. Para atenuar este forte problema regional, é comum realizar o armazenamento da água, durante o inverno, em barramentos com pequeno volume de acumulação, construídos geralmente com maciços ineficientemente compactados, o que pode contribuir para a ruptura da obra durante o enchimento. O objetivo principal deste trabalho é avaliar uma metodologia de construção de barragens de terra em regiões semiáridas, levando em consideração os problemas de compactação inadequada e escassez de água. Para tanto, foi empreendido um estudo, a partir de bases teóricas e experimentais, a fim de melhor entender o comportamento mecânico de pequenas barragens que entram em colapso durante seu primeiro enchimento. Para tanto, foi construída uma barragem experimental no Município de Quixadá-CE, seguindo a proposta de Miranda (1988), que sugere uma seção-tipo zoneada, construída com baixa umidade, tendo o núcleo melhor compactado e os espaldares executados com compactação menos eficiente. O maciço desta barragem experimental foi, então, instrumentado, com piezômetros e réguas linimétricas, para monitorar o enchimento e a operação. Outro estudo desenvolvido nesta pesquisa foi o emprego vanguardista, na avaliação da sucção em barragens de terra, de um equipamento desenvolvido por pesquisadores da Engenharia Agrícola da Universidade Federal do Ceará (UFC), para a determinação da umidade do solo, um sensor capacitivo. Para a obtenção dos parâmetros geotécnicos do maciço, foram realizados ensaios de caracterização, compactação, adensamento duplo, permeabilidade e cisalhamento direto e de compressão triaxial (saturado e não saturado), além de ensaios para a determinação da curva de retenção do solo (método do papel de filtro). Os resultados foram utilizados em uma modelagem numérica de fluxo em regime transiente, com o auxílio do programa Slide, associados ao UNSTRUCT, para a previsão do comportamento tensão x deformação do solo da barragem experimental. As análises indicaram a ocorrência de colapso da estrutura do solo dos taludes, fenômeno observado in loco após o enchimento, já que a obra apresentou grandes trincas longitudinais em seus taludes. A estabilidade da barragem também foi avaliada, através da redução dos parâmetros de resistência ao cisalhamento, constatando sua estabilidade, e comprovando, assim, a eficiência da proposta de Miranda (1988), de um maciço zoneado construído com redução de custos de terraplenagem e do consumo de água, contribuindo para o desenvolvimento de uma metodologia de baixo custo para a construção de pequenas barragens no semiárido brasileiro.

LEME, R. F. Influência da sucção mátrica nas condições de fluxo e estabilidade de taludes da Barragem Pesqueiro. 2009. 150 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-11-03T13:17:09Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_rfleme.pdf: 7572633 bytes, checksum: b065be24fa9a9eb0ffc2018540d4506d (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-11-03T18:40:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_rfleme.pdf: 7572633 bytes, checksum: b065be24fa9a9eb0ffc2018540d4506d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-03T18:40:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_rfleme.pdf: 7572633 bytes, checksum: b065be24fa9a9eb0ffc2018540d4506d (MD5) Previous issue date: 2009-06-22 / The importance of the unsaturated soil behavior has been recognized within the soil mechanics, so that in recent decades the geotechnical has much evolved in order to understand the behavior of soils with the objective of improving and improvement of engineering projects. One of the soil characteristics not saturated is the increase of internal stresses due to the suction phenomenon. This one voltage increase has proven influence on many characteristics of the soil as in its permeability, compressibility, shear strength, etc., but many studies currently performed using the concepts of the mechanics of traditional soil, not taking into account the behavior of unsaturated soils, among them are Stability analysis on earth dams. This work has as main goal to evaluate the influence of non-soil saturation on slope stability analysis in dam ground during filling. To this end, it conducted a flow analysis and stability in Fishing dam-CE. To determine the geotechnical parameters of the massif, were Soil samples taken for performing characterization tests, compression, permeability and direct shear. Also tests were performed for determining soil characteristic curve by the method of the filter paper. Starting from results of geotechnical, transient simulations were made for a period of 60 (sixty months) of operation Fishing dam. For flow simulations, it was possible know the flow conditions over the analysis period. Based on the results of the transient percolation study were performed stability analysis in the downstream slope period for filling the reservoir. The stability simulations were made by two methodologies: taking into account the suction present in massive and one based on traditional methodology. The results obtained was found to influence the stability of slope to consider suction, seeing a reduction in safety factor as It is the advance of the saturation front. It was also found that the results it was suction considered in stability analysis, the values of the factors of safety were higher than that provided by traditional methodology, noting the conservatism of traditional methodology. / A importância do comportamento de solos não saturados tem sido reconhecida no âmbito da mecânica dos solos, de forma que, nas últimas décadas a geotecnia tem evoluído muito no sentido de compreender-se o comportamento dos solos com o objetivo de melhoria e aperfeiçoamento dos projetos de engenharia. Uma das particularidades dos solos não saturados consiste no acréscimo de tensões internas devido ao fenômeno da sucção. Este acréscimo de tensões tem influência comprovada em muitas características do solo como na sua permeabilidade, compressibilidade, resistência ao cisalhamento, etc., porém muitos estudos realizados atualmente utilizam os conceitos da mecânica dos solos tradicional, não levando em consideração o comportamento dos solos não saturados, dentre eles estão as análises de estabilidade em barragens de terra. Este trabalho tem como principal meta avaliar a influência da não saturação dos solos em análises de estabilidade de taludes em barragens de terra durante o enchimento. Para este fim, foi realizado um estudo de fluxo e estabilidade na Barragem Pesqueiro-CE. Para a determinação dos parâmetros geotécnicos do maciço, foram obtidas amostras deformadas e indeformadas para a realização de ensaios de caracterização, compactação, permeabilidade e cisalhamento direto. Também foram realizados ensaios para a determinação da curva característica do solo por meio do método do papel-filtro. A partir dos resultados dos ensaios geotécnicos, foram feitos simulações transientes para um período de 60 (sessenta meses) de operação da barragem Pesqueiro. Pelas simulações de fluxo, foi possível conhecer as condições de fluxo durante o período analisado. Com base nos resultados do estudo de percolação transiente, foram realizadas análises de estabilidade no talude de jusante para o período de enchimento do reservatório. As simulações de estabilidade foram feitas por duas metodologias: levando em consideração a sucção presente no maciço e outra baseada na metodologia tradicional. Nos resultados obtidos foi constatada a influência na estabilidade de talude ao considerar a sucção, visualizando uma redução no fator de segurança conforme ocorre o avanço da frente de saturação. Também foi constatado que nos resultados em que foi considerada a sucção nas análises de estabilidade, os valores dos fatores de segurança foram mais elevados que os apresentados pela metodologia tradicional, constatando o conservadorismo da metodologia tradicional.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:10:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6405_DissertacaoKamilaCupertino_FINAL.pdf: 2942934 bytes, checksum: 009b4b3d1cfda45e620fac6f19cdd437 (MD5) Previous issue date: 2013-03-21 / A sucção do solo é uma das principais variáveis envolvidas no estudo do comportamento hidro-mecânico dos solos não saturados. Existem várias metodologias de medição da sucção no solo. O método do papel filtro é provavelmente um dos métodos mais simples disponíveis para estimar a sucção. Esse método consiste basicamente em colocar o papel filtro em contato com amostra do solo. O tipo de contato defininirá qual parcela de sucção será medida, a total ou a matricial. Assim, a sucção total (soma da sucção matricial e osmótica) será observada quando não houver contato entre o papel filtro e o solo e o equilíbrio de pressão ocorrer através de fluxo de vapor. Já a sucção matricial será observada quando houver contato entre o papel filtro e a amostra do solo e o equilíbrio de pressão ocorrer através de fluxo capilar. Uma vez atingido o equilíbrio de pressão, a sucção do solo será a mesma do papel filtro, e conhecida a relação entre o teor de umidade gravimétrica e a sucção do papel filtro é possível estimar a sucção do solo. Essa relação é denominada de curva de calibração (curvas de retenção da água no papel filtro). Várias calibrações para o papel filtro têm sido publicadas na literatura, e existe significativa discrepância entre elas. Grande parte das calibrações são chamadas bilineares (i.e., conjunto de duas diferentes equações lineares) com um ponto de inflexão ocorrendo entre 60 kPa e 120 kPa (correspondentes valores de umidades gravimétricas entre 40 e 50%). A possibilidade de definir uma única função de calibração para o papel filtro do tipo Whatman N° 42 é avaliada neste estudo. A idéia é de representar o melhor ajuste existente a partir de sete curvas de calibração já publicadas para o papel filtro Whatman N° 42 (Fawcett e Collis-George, 1967; Hamblin, 1981; Chandler e Gutierrez, 1986; Chandler et al.,1993; Leong et at., 2002 e ASTM D5296-03). A função obtida não apresenta bilinearidade entre os pares de umidade gravimétrica e sucções conforme é observado na maioria das publicações de curvas de retenção de água no solo. A variabilidade da calibração sugerida em relação as sete calibrações publicadas é quantificada com a utilização de ferramentas estatísticas. Avaliações da calibração sugerida foram realizadas utilizando resultados experimentais publicados por Fleureau et al. (2002), Soto (2004) (areias siltosas compactas) e Haghighi (2011) (argila caulim) obtidos com outras técnicas usadas para medir ou controlar sucção. Uma concordância entre os resultados experimentais de referência foi verificada. Quando comparado a curvas de retenção publicadas na literatura e parametrizadas para o papel filtro, a curva de calibração obtida neste trabalho indicou similaridade com os estudos de referência.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Geotecnia, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-02T11:44:49Z No. of bitstreams: 1 2015_ArlamCarneiroSilvaJúnior.pdf: 6188085 bytes, checksum: 87cfefb731fe24d2e5a7d33c3498ab95 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-26T18:35:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_ArlamCarneiroSilvaJúnior.pdf: 6188085 bytes, checksum: 87cfefb731fe24d2e5a7d33c3498ab95 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-26T18:35:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_ArlamCarneiroSilvaJúnior.pdf: 6188085 bytes, checksum: 87cfefb731fe24d2e5a7d33c3498ab95 (MD5) / As condições atmosféricas e de fluxo subsuperficial, caracterizadas pelo ritmo e aleatoriedade, são responsáveis pelas mudanças na quantidade de água no solo, sendo sua consideração fundamental para a análise de estruturas geotécnicas. Infelizmente, a quantidade de fenômenos e parâmetros, sua aleatoriedade e o alcance temporal do problema, podem ser citados como fatores que tornam tal análise desafiadora. O objetivo desta pesquisa foi desenvolver um modelo de avaliação do fluxo de água no solo e de estabilidade de taludes que considere o comportamento rítmico do clima e incertezas associadas. O monitoramento e caracterização das condições atmosféricas, de umidade e sucção de um perfil de solo tropical entre 2010 a 2013 compreendem as bases para a metodologia da pesquisa. Foi proposto um arcabouço teórico que combina equações que descrevem o comportamento do solo, condições de contorno especiais, para modelagem da interação dos maciços com a atmosfera (i.e., precipitação, evapotranspiração, escoamento) e condições subsuperficiais. O modelo desenvolvido foi implementado utilizando o programa FlexPDE. Para a análise de estabilidade foi empregado o programa SAFE-DF. Foram empregados os métodos probabilísticos FOSM e APEM, considerando como incertezas parâmetros hidráulicos, de resistência e do clima. O monitoramento das condições do campo experimental permitiram a avaliação das técnicas de medição e a análise dos dados atmosféricos, nível do lençol freático e umidade e sucção do solo segundo o comportamento rítmico. A análise transiente de fluxo durante dois anos ofereceu boas previsões dos resultados obtidos durante o monitoramento em campo. Foram identificadas as influências das condições atmosféricas na camada superficiais do terreno e do fluxo subsuperficial nas camadas inferiores. Foram ainda obtidas as distribuições probabilísticas dos perfis de poropressão e discutidas várias metodologias de simplificação das condições de contorno. Pela aplicação da abordagem rítmica probabilística na avaliação dos taludes hipotéticos foi obtido um extenso conjunto de dados que fornecem a variação da probabilidade de ruptura e dos fatores de contribuição dos parâmetros considerados incertos ao longo de um ano chuvoso crítico e dois cenários de chuvas máximas, de diferentes durações. Os resultados obtidos favorecem a tomada de decisões e o gerenciamento de riscos na Geotecnia. / The atmospheric condition, characterized by its rhythm and randomness, is the main cause for the change of water amount in the soil and its consideration in the flow analysis is essential for understanding and predicting the behavior of several types of geotechnical applications. The objective of this research is to develop an evaluation model of water flow in the soil and slope stability that considers the rhythmic behavior of the climate and the uncertainties related to the soil. The characterization and monitoring of water content and suction of a tropical soil profile are the basis for the methodology of this research which focuses on two practical applications: a probabilistic forecast of suction profiles considering the monitored tropical profile; and the analysis of the influence of the climatological rhythm in a system performance variable of two hypothetical slopes with different conditions of water level variation. The flow boundary conditions considered were: precipitation, evapotranspiration and groundwater flow. The analysis flow and tension were performed in FlexPDE software and the stability analysis at the program Safe-DF. Two probabilistic methods were used (FOSM and APEM) and the uncertainties considered were: properties associated with moisture flow, stability analyses and climate. The monitoring of experimental field was carried out from 2010 to 2013, allowing the evaluation of measurement techniques and the analysis of atmospheric data, water level, soil water content and soil suction according to the rhythmic behavior. A numerical model for moisture flow with duration of two years was implemented and water content and suction results were compared with the data monitored and considered satisfactory. The probability density function of pore pressure profiles was also obtained and various methods of simplifying boundary conditions were discussed. The rhythmic probabilistic approach was used to evaluate the hypothetical slope resulting in complex set of data that provides the variation of the probability of failure and sensitivity of uncertain parameters over a critical wet year, and two maximum precipitation events, considering different duration of the precipitation. The results favor the decision support system and the risk management in Geotechnical.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-12-08T11:14:19Z No. of bitstreams: 1 2014_EstefaniaMunozHoyos.pdf: 4697095 bytes, checksum: 13505943f21645535ce8a0e632d5a0bf (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-12-18T16:38:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_EstefaniaMunozHoyos.pdf: 4697095 bytes, checksum: 13505943f21645535ce8a0e632d5a0bf (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-18T16:38:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_EstefaniaMunozHoyos.pdf: 4697095 bytes, checksum: 13505943f21645535ce8a0e632d5a0bf (MD5) / O estudo do problema dos deslizamentos deflagrados pelas chuvas é uma questão de interesse tanto para a geotecnia como para a hidrologia. No entanto, os conceitos desenvolvidos por essas disciplinas não têm sido ligados adequadamente, fazendo grandes simplificações. Por outro lado, a ocorrência de escorregamentos envolve uma incerteza, que é em parte devida à variabilidade espacial e temporal inerente dos solos e dos processos que influenciam a entrada de água no solo. Visando avançar no entendimento do fenômeno, neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia em termos probabilísticos, considerando conceitos geotécnicos e hidrológicos. Como modelo hidrológico foi utilizada uma modificação do modelo proposto por Rodriguez-Iturbe et al. (1999) e melhorado por Laio et al. (2001), para obter o campo de poropressões do talude foi resolvida a equação de fluxo utilizado o Método dos Elementos Finitos e o Métodos das Diferenças Finitas, e para encontrar o FS foi usado o Método de Equilíbrio Limite. Em seguida, com o objetivo de avaliar a influência da variabilidade dos parâmetros envolvidos na análise de estabilidade no comportamento do fator de segurança (FS), foram realizadas duas análises. A primeira, uma análise transiente a curto prazo, avaliando a variabilidade espacial dos parâmetros mecânicos e hidráulicos do solo, enquanto a segunda corresponde a uma análise transiente a longo prazo, avaliando a influência das componentes hidrológicas que determinam a quantidade de água que entra e sai do solo, as quais dependem da precipitação e da sua variabilidade temporal. Da primeira análise foi obtido que a influência da variabilidade espacial do coeficiente de condutividade hidráulica saturada e de todos os parâmetros ao mesmo tempo é considerável, enquanto a variabilidade espacial do valor de entrada de ar e da coesão é irrelevante para o caso estudado. Da análise de variabilidade temporal das condições de contorno encontrou-se que ao longo prazo o efeito da evapotranspiração é importante, enquanto o efeito da interceptação das folhas das plantas é pouco, considerando um cultivo de café. Além disso, foi obtido que para os meses com maiores quantidades de chuva as PDF do FS têm uma maior dispersão do que as obtidas para os meses mais secos, mostrando a relação existente entre o ciclo da precipitação e o comportamento do fator de segurança. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The study of the problem of rainfall-triggered landslides is an issue of interest for both geotechnical engineering and hydrology. However, the concepts developed by these disciplines have not been linked properly, considering major simplifications. Moreover, the occurrence of landslides involves significant uncertainty, which in part is due to the inherent spatial and temporal variability of soils and the processes that influence the entry of water into the soil. Seeking to advance on the understanding of this phenomenon, a methodology is probabilistic terms is developed in this work, considering hydrological and geotechnical concepts. As hydrological model is used a modification of the proposed method by Rodriguez-Iturbe et al. (1999) and improved by Laio et al. (2001), to obtain the pore-pressure field the flow equation is solved using the Finite Element Method and the Finite Differences Method, and the Limit Equilibrium Method is used to find the Factor of Safety (FS). Then, with the purpose of estimating the influence of variability of the parameters involved in the performance of the FS, two analyses are performed. The first is a transient short-term analysis, assessing the influence of the spatial variability of mechanical and hydraulic parameters, while the second is a transient long-term analysis, assessing the influence of hydrological components that determine the amount of water in and out of the soil, which depend on rainfall and its temporal variability. The first analysis showed that the influence of spatial variability of saturated hydraulic conductivity and all the parameters at the same time are important, while the spatial variability of the air-entry value and the cohesion is irrelevant to the case studied. In the analysis of the temporal variability of the boundary conditions was found that the long-term effect of the evapotranspiration is important, while the effect of the interception by the aerial part of vegetation is little, considering a coffee crop. Furthermore, was obtained that the rainiest months, the PDFs of FS have a larger dispersion than the drier months, showing the relationship between the precipitation cycle and the behavior of the safety factor. _______________________________________________________________________________________ RESUMEN / El estudio del problema de los deslizamientos detonados por lluvias es una cuestión de interés tanto para la geotecnia como para la hidrología. Sin embargo, los conceptos desarrollados por esas disciplinas no han sido relacionados adecuadamente, considerando ambas importantes simplificaciones. Por otro lado, la ocurrencia de deslizamientos involucra una gran incerteza, que es en parte debida a la variabilidad espacial y temporal inherente de los suelos y de los procesos que influencian la entrada de agua en el suelo. Buscando avanzar en el entendimiento de este fenómeno, en este trabajo fue propuesta una metodología en términos probabilísticos, considerando conceptos hidrológicos y geotécnicos. Como modelo hidrológico fue utilizada una modificación del modelo propuesto por Rodriguez-Iturbe et al. (1999) y mejorado por Laio et al. (2001), para obtener el campo de presión de poros del talud fue resuelta la ecuación de flujo usando el Método de los Elementos Finitos y el Método de las Diferencias Finitas, y para encontrar el Factor de Seguridad (FS) fue utilizado el Método de Equilibrio Limite. Posteriormente, con el objetivo de estimar la influencia de la variabilidad de los parámetros involucrados en el comportamiento del FS, fueron realizados dos análisis. El primero consiste en un análisis transitorio a corto plazo, evaluando la influencia de la variabilidad espacial de los parámetros mecánicos e hidráulicos, mientras en segundo es un análisis transitorio a largo plazo, evaluando la influencia de las componentes hidrológicas que determinan la cantidad de agua que entra y sale del suelo, las cuales dependen de la precipitación y de su variabilidad temporal. En el primer análisis se obtuvo que la influencia de la variabilidad espacial del coeficiente de conductividad hidráulica saturada y de todos los parámetros al mismo tiempo es considerable, mientras la variabilidad espacial del valor de entrada de aire y de la cohesión es irrelevante para el caso estudiado. En el análisis de variabilidad temporal de las condiciones de contorno se encontró que, a largo plazo, el efecto de la evapotranspiración es importante, mientras el efecto de la interceptación de las hojas de las platas es poco al considerar un cultivo de café. Además, se encontró que para los meses más lluviosos, las PDF del FS tienen una mayor dispersión que las de los meses más secos, mostrando la relación existente entre el ciclo de la precipitación y el comportamiento del factor de seguridad.

Este trabalho teve como objetivo verificar a funcionabilidade de diferentes técnicas de imposição e de controle de sucção, bem como comparar os resultados por elas fornecidas, quando à determinação de certas características e propriedades dos solos não saturados. As técnicas testadas foram a de translação de eixos (TE), a osmótica (MO), a do papel filtro (PF), a do tensiômetro de alta capacidade (TAC) e a de controle da sucção por imposição da umidade relativa (CSIUR). Verificou-se que a variabilidade de cada um dos métodos estudados é da mesma ordem de grandeza das comumente medidas nos ensaios correntes na mecânica dos solos. Foi possível, também, estabelecer os limites de equivalência de resultados fornecidos por diferentes técnicas, quando se mediram as características de retenção de água, a compressibilidade e a resistência à compressão simples dos solos objeto de estudo. Constatou-se também a dificuldade de utilização do método osmótico no solo siltoso (caulim), provavelmente, pela ocorrência de reações que bloquearam a continuidade da osmose e do TAC na medição da sucção apresentando valores sempre crescentes da sucção sem estabilização dos valores lidos em solos com macro-porosidade considerável. Finalmente, desenvolveu-se e testou-se um método de previsão baseado na geometria fractal, que se mostrou eficiente para reproduzir a curva de retenção de água no solo