Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Geotecnia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Este trabalho descreve um modelo matemático, baseado na técnica de parâmetros concentrados, para resolver as equações básicas da continuidade, da energia e da quantidade de movimento, e sua aplicação no circuito aerodinâmico de um túnel de vento transônico, movido por um compressor principal e com eventual uso adicional de injeção, em regime transiente. As variáveis do sistema de equações são a densidade, a energia interna e o fluxo de massa. O modelo é construído de maneira que permite implementar os principais sistemas de controle da pressão de estagnação, temperatura de estagnação e número de Mach relativos às condições na seção de testes e o sistema de injeção. Esses sistemas são discretizados a partir do método de diferenças finitas para acoplamento com o modelo aplicado ao circuito aerodinâmico do túnel. O modelo é utilizado na investigação dos fenômenos transientes, como comportamento do túnel às solicitações dos controles e sua estabilidade de operação. O modelo foi testado para o túnel AWT (Altitud Wind Tunnel da NASA, Lewis), com o objetivo de validação do modelo desenvolvido no presente trabalho. Finalmente, foi feita análise do túnel transônico do CTA (TTCTA) com seus principais sistemas de controle implementados, inclusive o uso da injeção.

Tese de mestrado. Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Geotecnia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Estruturas de Engenharia Civil, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Dr. António Silva Cardoso

Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2011

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-05-19T16:58:52Z No. of bitstreams: 1 2016_ViníciusResendeDomingues.pdf: 15065002 bytes, checksum: f55faa54aae3ae0ae8497d56c6532564 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-26T17:55:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_ViníciusResendeDomingues.pdf: 15065002 bytes, checksum: f55faa54aae3ae0ae8497d56c6532564 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-26T17:55:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_ViníciusResendeDomingues.pdf: 15065002 bytes, checksum: f55faa54aae3ae0ae8497d56c6532564 (MD5) / O crescimento populacional e a concentração nos grandes centros urbanos aumentaram os desafios referentes à compreensão da interação ideal entre a população e as cidades. Para atender as necessidades emergenciais, as construções em superfície foram predominantes, acarretando em segregação de importantes áreas anteriormente habitadas pela população. Para ilustrar estas intervenções, tem-se como exemplo a substituição de praças por viadutos e estacionamentos. Neste contexto, a necessidade de obras subterrâneas, com intuito de revitalizar os grandes centros, tem crescimento exponencial quando se depara com um cenário urbano poluído por elementos segregadores e pela falta de espaço na superfície. Os desafios impostos à construção destes túneis em centros urbanos estão associados às condições do maciço e as interferências com estruturas existentes. Nestes casos, a relação da obra subterrânea com o maciço costuma ser problemática, pois em áreas urbanas os túneis tendem a ter baixa cobertura para facilitar a acessibilidade. Com relação às interferências com obras existentes, os métodos construtivos propostos não devem levar em conta apenas a estabilidade da escavação, pois também se deve valiar os recalques admissíveis das estruturas dispostas no raio de influência da construção do túnel. O conhecimento obtido através de casos anteriores é fundamental para continuidade do aprendizado, aprimoramento das técnicas utilizadas e adequação aos tratamentos do maciço ao contexto local. É com este intuito que este trabalho acopla casos históricos que adotaram tratamentos diversos para superar os desafios impostos à construção de obras subterrâneas em ambientes urbanos. A abordagem numérica consistiu no estudo de técnicas construtivas distintas para viabilizar a escavação de um túnel de travessia, contextualizado em um perfil geotécnico típico da região de Brasília/DF. Neste estudo de caso apresentam-se três soluções distintas para construção de um túnel de travessia sobreposto ao Eixo Monumental, sem interrupção do funcionamento padrão das estruturas superficiais. O modelo desenvolvido se mostrou competente para simular a construção de túneis, sendo capaz de considerar as técnicas construtivas adotadas e as metodologias de tratamentos e melhorias do maciço. Além disso, comparou-se a metodologia abordada para o pórtico com uma técnica simplista de escavação em NATM. Os resultados obtidos permitem concluir que os túneis executados abaixo de um sistema rígido de pré-suporte podem apresentar vantagens nos casos que necessitam de uma cobertura menor que um diâmetro. Ressalta-se ainda que as técnicas construtivas abordadas neste trabalho, em especial nos casos históricos, podem ser combinadas de diferentes formas para se adequarem as particularidades locais. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Population growth and concentration in large urban centers increased challenges related to comprehension of the ideal interaction between the population and cities. To address the emergency needs, the surface constructions were predominant, resulting in the segregation of important areas previously inhabited by the population. To illustrate these interventions, it is possible to set as an example the replacement of squares by viaducts and parking lots. In this context, the necessity for underground constructions, in order to revitalize the urban centers, has exponential growth when confronted with an urban setting polluted by segregating elements and lack of space on the surface. The challenges to the construction of these tunnels in urban centers are associated with soil conditions and interference with existing structures. In these cases, the relation between underground construction and the soil massif tends to be problematic, since the tunnels in urban areas tend to be shallow in order to facilitate accessibility. Regarding the interference with existing constructions, construction techniques should not only take into account the stability of the excavation, the admissible settlements of structures arranged in the area of influence of tunnel construction must also be evaluated. The knowledge obtained through previous cases is essential for continuity of learning, the improvement in the techniques and adaptation to the massive treatments to the local context.This work takes this experience into account and engages historical cases that have adopted various treatments to overcome challenges to the construction of underground constructions in urban areas. The numerical approach concerned the study of different construction techniques in order to enable the excavation of a undercrossing tunnel, contextualized in a typical geotechnical profile of Brasilia/DF. In this case study it was presented three different solutions for the construction of undercrossing tunnels superimposed on the Eixo Monumental, without interrupt the standard operation of surface structures. The numerical model is revealed as appropriate to simulate the construction of tunnels, allowing to consider the construction techniques besides the methodologies and treatments for massif improvements. Furthermore, it was compared the methodology discussed with a simplistic technique NATM. The results indicate that the tunnels built underneath a rigid pre-supporting system may have advantages in cases that require less coverage than one diameter. It is noteworthy that the construction techniques discussed in this work, especially in historical cases, can be combined in different ways to suit local conditions.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-08-16T15:36:43Z No. of bitstreams: 1 2013_DanielAndresHenaoVergara.pdf: 4382887 bytes, checksum: f94aeaaa3294287ac8c35b284c7c4a88 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-08-19T15:02:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_DanielAndresHenaoVergara.pdf: 4382887 bytes, checksum: f94aeaaa3294287ac8c35b284c7c4a88 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-19T15:02:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_DanielAndresHenaoVergara.pdf: 4382887 bytes, checksum: f94aeaaa3294287ac8c35b284c7c4a88 (MD5) / Devido às necessidades que surgem na construção de túneis, foram desenvolvidas técnicas construtivas para a execução de obras mais rápidas e seguras. Algumas das técnicas mais usadas na construção de túneis pelo método convencional são as enfilagens, que tem o propósito de suportar previamente a escavação do túnel e redistribuir o carregamento no contorno deste, garantindo a estabilidade do teto. As metodologias utilizadas para o projeto das enfilagens são feitas comumente pelos métodos analíticos, que consistem em considerar a enfilagem como uma viga simplesmente apoiada, e por métodos empíricos que são baseados na experiência do projetista. Outra metodologia de análise é por meio das modelagens numéricas em duas e três dimensões, onde a enfilagem pode ser considerada como um maciço equivalente ou como um conjunto de elementos individuais. Esta pesquisa analisará o efeito das enfilagens como um elemento individual num portal de um túnel, a partir, da utilização, de um programa tridimensional de elementos finitos, chamado: CESAR 3D, este é capaz de prever o comportamento dos deslocamentos e as mudanças das tensões. Foi realizada uma análise paramétrica, onde nas simulações eram alterados os parâmetros mecânicos (coesão, ângulo de atrito e módulo de elasticidade), a cobertura do túnel e a quantidade de enfilagem. Analisa-se o comportamento do túnel para cada uma das simulações realizadas, com respeito aos recalques, deformações verticais e horizontais das enfilagens e à face do túnel. Observa-se também o efeito das enfilagens nas tensões geradas no contorno do túnel. Prévio à análise paramétrica é verificado o programa CESAR 3D, comparando os resultados obtidos por Silva (2010). Além disso, se realiza uma análise analítica, conferindo os resultados da modelagem numérica. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Due to the needs that arise in the construction of tunnels, over time, have been developed construction techniques for the execution of works faster and safer. One of the techniques most used in the construction of tunnels by the conventional method are pipe umbrella, which has the purpose of supporting prior to the tunnel excavation and redistribute the load on the contour of the tunnel, ensuring the stability of the roof. The methodologies employed for the design of pipe umbrella are usually made by analytical methods, which consist in considering the pipe umbrella as a simply supported beam and empirical methods that are based on the designer's experience. Another analysis method is through numerical modeling in two and three dimensions, where pipe umbrella can be considered as an equivalent mass or as a group of individual elements. This study analyze the effect of the pipe as an individual element into a portal of a tunnel using a three-dimensional finite element software named CESAR 3D, which is able to predict the behavior of the displacements and the changes of the stress. A parametric analysis was performed, where the mechanical parameters are changed (cohesion, friction angle and modulus of elasticity), the tunnel cover and the quantity of pipes. Was analyzed the behavior of the tunnel in the modeling performed, with respect to settlements, the vertical and horizontal deformations of the face of the tunnel and the pipe umbrella. It is also observed the effect of pipes the stresses generated in the boundary and the face of the tunnel. Previous to parametric analysis is verified the software CESAR 3D, comparing the results obtained by Silva (2010).In addition, an analytical analysis is made. Conferring with the results of the numerical modeling.

Desenvolvem-se no Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica, Prof. Henry T. Nagamatsu, do Instituto de Estudos Avançados (IEAv) experimentos que envolvem a aplicação do conceito de compressão supersônica aplicável à máquinas de fluxo. Esta máquina, denominada compressor supersônico, é formada por um disco rotor envolvido por um invólucro fixo que gira em velocidades supersônicas relativas ao fluido de trabalho e possui em suas extremidades rampas de compressão que funcionam como difusores. O processo de compressão assemelha-se ao conhecido em um estato-reator. Sua configuração simples e rendimento elevado são características marcantes que fazem com que esta seja uma tecnologia de compressão mais eficiente do que as existentes atualmente. Para verificar a possibilidade de utilização desta nova tecnologia, este trabalho faz uma investigação experimental a respeito do campo de pressão que envolve um modelo de teste semelhante à rampa de compressão do compressor supersônico. Um túnel de choque hipersônico é a principal ferramenta laboratorial utilizada para a análise deste trabalho.

Neste trabalho é desenvolvido um método numérico, adequado para cálculos em tempo real, para simular escoamento e para calcular as correções de parede em túneis aerodinâmicos de seção de ensaio fechada. O escoamento é suposto bi-dimensional e incompessível. Ocálcilo é feito a partir de medidas da "assinatura de pressão" nas paredes do túnel aerodinâmico. A localização das tomadas de pressão nas paredes do túnel aerodinãmico pode ser escolhida para se adaptar às condições experimentais. Fornece-se também fórmulas para fazer correções devidas à compressibilidade.