[pt] O comportamento sísmico de taludes tem sido um tópico de grande interesse da engenharia geotécnica nos últimos 40 anos. Durante este período, a prática da engenharia nesta área evoluiu do emprego de técnicas elementares para procedimentos numéricos bastante complexos. A abordagem mais simples é a análise pseudo-estática na qual o carregamento do terremoto é simulado por uma aceleração horizontal estática equivalente atuando na massa de solo deslizante, utilizando-se um procedimento de equilíbrio limite (método das fatias), geralmente conservativo. O parâmetro que descreve o comportamento dinâmico do solo é referido como coeficiente sísmico k, e sua seleção depende fortemente da experiência e normas técnicas locais, porque não há maneira simples e segura de se escolher um valor adequado. O segundo procedimento é conhecido como método de Newmark, que envolve o cálculo de uma aceleração de escoamento, definida como a força inercial necessária para o fator de segurança atingir 1 em uma análise pseudo-estática pelo método de equilíbrio limite. O procedimento então usa os registros de aceleração do terremoto de projeto e o integra duplamente no tempo para calcular os deslocamentos permanentes acumulados. O terceiro método é referido como análise de Makdisi- Seed, que procura definir a estabilidade sísmica do talude em termos de deslocamentos aceitáveis em vez de um fator de segurança tradicional através de uma versão modificada do método de Newmark. Esta técnica apresenta uma maneira racional de calcular uma aceleração de escoamento média, necessária para produzir um valor do coeficiente de segurança do talude igual a 1. Gráficos específicos foram também desenvolvidos para estimativa dos deslocamentos permanentes, tendo sido bastante aplicados em aterros rodoviários, barragens e aterros sanitários. Finalmente, o mais sofisticado método para análise de estabilidade sísmica de taludes é conhecido como análise dinâmica, que normalmente incorpora modelos de elementos finitos e relações tensão x deformação complexas numa tentativa de obter melhores representações para o comportamento mecânico de taludes sob cargas cíclicas Os resultados destas análises podem incluir a história no tempo dos deslocamentos e tensões, bem como das freqüências naturais, efeitos de amortecimento, etc. Este trabalho apresenta uma comparação entre os métodos mencionados anteriormente, analisando o comportamento sísmico dos taludes da estrutura de contenção dos resíduos de lixiviação de minério de urânio, na Bahia, e dos taludes do bota-fora sul da mina de cobre Toquepala, situada no Peru. / [en] The seismic stability of slopes has been a topic of considerable interest in geotechnical engineering for the past 40 years. During that period, the state of practice has moved from simples techniques to more complicated numerical procedures. The simplest approach is the pseudo-static analysis in which the earthquake load is simulated by an equivalent static horizontal acceleration acting on the mass of the landslide, according to a generally conservative limit equilibrium analysis. The ground motion parameter used in a pseudo-static analysis is referred to as the seismic coefficient k, and its selection has relied heavily on engineering judgment and local code requirements because there is no simple method for determining an appropriate value. The second main procedure is known as the Newmark displacement analysis which involves the calculation of the yield acceleration, defined as the inertial force required to cause the static factor of safety to reach 1 from the traditional limit equilibrium slope stability analysis. The procedure then uses a design earthquake strong-motion record which is numerically integrated twice for the amplitude of the acceleration above the yield acceleration to calculate the cumulative displacements. These displacements are then evaluated in light of the slope material properties and the requirements of the proposed development. The third method is referred to as the Makdisi-Seed analysis sought to define seismic embankment stability in terms of acceptable deformation instead of conventional factors of safety, using a modified Newmark analysis. Their method presents a rational means to determine yield acceleration, or the average acceleration required to produce a factor of safety of unity. Design curves were developed to estimate the permanent earthquake- induced deformations of embankments, which have since been applied to sanitary landfill and highway embankments. Finally, the most sophisticated method for seismic slope stability calculations is known as the dynamic analysis, which normally incorporates a finite element model and a rather complex stress-strain behavior for geological materials in an attempt to obtain a better representation of the behavior of soils under cyclic loading. The results of the analysis can include a time history of displacements and stresses, as well as natural frequencies, effects of damping, etc. This work presents a comparison of the results obtained by the aforementioned approaches, considering the seismic behavior of the slopes of an uranium lixiviation pad situated in Bahia, Brazil, and the South embankment of the waste landfill of the Toquepala Mine, Peru.

[pt] A avaliação da estabilidade do talude da Mina Robert (Canadá) é feita através do campo de deslocamentos de marcos superficiais e subsuperficiais e possíveis mecanismos de ruptura obtidos a partir da análise tensão- deformação usando-se o programa computacional FLAC (V. 3.30). Adotando-se o emprego dos modelos constitutivos elástico perfeitamente plástico e elasto-plástico com amolecimento, são calculados o fator de segurança e a porcentagem da região de plastificação, e são definidas as características de comportamento cinemático do talude sob condições de carregamento gravitacional. Apresenta-se um estudo de sensibilidade considerando-se tensões cisalhantes e deslocamentos acumulados em função da variação dos parâmetros do maciço rochoso e da inclinação do talude, além de se analisar fatores associados à definição dos mecanismos de ruptura em termos de tensão- deformação. Finalmente, são apresentadas as comparações entre os fatores de segurança calculados em função dos resultados da simulação numérica (FLAC) e os fatores de segurança calculados por equilíbrio limite considerando-se as superfícies potenciais de ruptura provenientes da modelagem computacional. / [en] The evaluation of the stability of the Robert Pit Mine (Canada) is made through the field of displacements of superficial and ground marks and possible rupture mechanisms obtained from the results of tension-deformation analysis by using the program computational FLAC (V. 3.30). Two constitutive models, the elastic perfectly plastic model and elastic-plastic with strain softening model, are used for the determination of safety's factor and plastification area. This work also defines the characteristics of cinematic behavior of the rock slope under gravitat ional condit ions. A sensibility study is realized considering shear stress and displacements in function of the variation of the rock parameters and of the inclination of the slope. The analysis of the factors associated to the definition of the rupture mechanisms in tension-deformation terms is also done. Finally, the comparisons are presented among safety's factors calculated in function of the results of the numerical analysis (FLAC) and safety's factors calculated by limit equilibrium methods in function of the potential rupture surfaces of the computational model. / [es] La evaluación de estabilidad del talud de la Mina Robert (Canadá) se realiza a través del campo de deslocamientos de marcos superficiales y subsuperficiales y posibles mecanismos de ruptura obtenidos a partir del análisis tensión-deformación utilizando el programa computacional FLAC (V. 3.30). Se adopta el empleo de los modelos constitutivos elástico perfectamente plástico y elasto-plástico con ablandamiento. Se calculan el factor de seguridad y el portentaje de la región de plastificación, y son definidas las características de comportamiento cinemático del talud bajo condiciones de recarga gravitacional. Se presenta un estudio de sensibilidad considerando las tensiones cisallantes y deslocamientos acumulados en función de la variación de los parámetros del macizo rocoso y de la inclinación del talud, además de nalisa factores asociados a la definición de los mecanismos de ruptura en términos de tensión - deformación. Finalmente, se presentan las comparaciones entre los factores de seguridad calculados en función de los resultados de la simulación numérica (FLAC) y los factores de seguridad calculados por equilibrio límite considerando las superfícies potenciales de ruptura provenientes del modelo computacional.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The protection of watercourses is motivated by legal instruments establishing permanent preservation areas (PPAs) along them, being defined from the width of the waterway. However, it is believed that there are other factors to consider, such as ecosystem services offered by PPAs. With the objective of developing a methodology for easy application that supports the identification of ecosystem services promoted by APPs along watercourses, in particular the stability of river embankments, this study developed a Rapid Assessment Protocol (RAP), compound for 7 parameters - vegetation, soil texture, stretch of river, slope inclination, soil depth in slope, width of the stream and, use and land cover, assigning them weights 0-4, depending on influence of their categories in the susceptibility to erosion of river embankments. The RAP was applied in 40 sampling units in the watershed of the Arroio Val de Buia, in Silveira Martins, RS. The end result of the RAP for each sample unit allowed the creation of classes of susceptibility to erosion, "stable", "susceptible" and "unstable". Simultaneously, we developed an algorithm programming in Python 2.6 (ArcGIS ® 10) language in order to determine indicators of fragility erosion of slopes of the watercourse areas and the contribution of these in susceptibility to erosion of river embankments. Statistical analysis (t test) revealed significant differences between the units evaluated by RAP. From the techniques of Hierarchical Cluster Analysis (HCA) and Principal Component Analysis (PCA), we observed the occurrence of clustering between different sampling units into two distinct classes, according to the categories of susceptibility to erosion resulting RAP. The basic parameters that determine the groupings were: soil, soil depth on slope, vegetation, portions of the stream and use and land cover. The PCA also showed that the first principal component (PC1) explained 43.54 % of the total variance, while the second explained 25.93 %, which showed the similarities between the "stable" sample units and "unstable", respectively. For indicators of fragility to erosion, the following information was obtained: maximum length of the tributary side, average steepness of maximum length side, accumulated tributary drainage area, average steepness of the cumulative tributary drainage area and, average velocity of maximum length side. The contribution of indicators of fragility in susceptibility to erosion of river embankments can be enhanced or attenuated depending on the category of the parameters evaluated in the RAP. It also pointed out that one of the products of this work was the algorithm programming that originated maps on indicators of fragility erosion down slope. Finally, it is concluded that the proposed protocol was presented as a good tool for rapid assessment of rivers with similar characteristics to Arroio Val de Buia, and useful for zoning and hierarchy of priority areas for environmental management and recovery degraded areas, especially those related to works of natural engineering, may be disseminated and applied, provided to regional characteristics. / A proteção aos cursos d água é motivada por instrumentos legais que instituem áreas de preservação permanente (APPs) ao longo dos mesmos, sendo essas definidas a partir da largura do curso d água. Contudo, acredita-se que há outros fatores a serem considerados, como os serviços ecossistêmicos oferecidos pelas APPs. Com o objetivo de desenvolver uma metodologia de aplicação fácil e que apoie a identificação de serviços ecossistêmicos promovidos pelas APPs ao longo de cursos d água, em particular a estabilidade dos taludes fluviais, este estudo desenvolveu um Protocolo de Avaliação Rápida (PAR), composto por 7 parâmetros - vegetação, textura do solo, trecho do rio, inclinação do talude, profundidade do solo no talude, largura do curso d água e, uso e cobertura da terra, atribuindo a eles pesos de 0 a 4, em função da influência de suas categorias na suscetibilidade à erosão de taludes fluviais. O PAR foi aplicado em 40 unidades amostrais na microbacia do Arroio Val de Buia, no município de Silveira Martins, RS. O resultado final do PAR para cada unidade amostral permitiu a criação de classes de suscetibilidade à erosão: estável , suscetível e instável . Simultaneamente, desenvolveu-se a programação de um algoritmo em linguagem Python 2.6 (ArcGIS® 10), a fim de determinar indicadores de fragilidade à erosão de áreas vertentes ao curso d água e a contribuição dos mesmos na suscetibilidade à erosão de taludes fluviais. A análise estatística (teste t) evidenciou diferenças significativas entre as unidades avaliadas pelo PAR. A partir das técnicas de Análise Hierárquica de Agrupamentos (AHA) e de Análise de Componentes Principais (ACP), foi possível observar a ocorrência de agrupamento entre as diferentes unidades amostrais, em duas classes distintas, de acordo com as categorias de suscetibilidade à erosão resultantes do PAR. Os parâmetros fundamentais que determinaram os agrupamentos foram: solo, profundidade do solo no talude, vegetação, trecho do curso d água e uso e cobertura da terra. A ACP mostrou ainda que a primeira componente principal (CP1) explicou 43,54% da variância total dos dados, enquanto a segunda explicou 25,93%, as quais evidenciaram as semelhanças entre as unidades amostrais estáveis e instáveis , respectivamente. Para os indicadores de fragilidade à erosão, foram obtidas as seguintes informações: comprimento máximo de vertente afluente; declividade média da vertente de comprimento máximo; área de drenagem afluente acumulada; declividade média da área de drenagem afluente acumulada e; velocidade média de vertente de comprimento máximo. A contribuição dos indicadores de fragilidade na suscetibilidade à erosão de taludes fluviais pode ser intensificada ou atenuada em função das categorias dos parâmetros avaliados no PAR. Cabe destacar ainda, que um dos produtos deste trabalho foi a programação do algoritmo que originou os mapas relativos aos indicadores de fragilidade à erosão de vertente. Por fim, conclui-se que o protocolo proposto apresentou-se como uma boa ferramenta de avaliação rápida de rios com características semelhantes às do Arroio Val de Buia, e útil para o zoneamento e a hierarquização de áreas prioritárias para o gerenciamento ambiental e a recuperação de áreas degradadas, especialmente aquelas ligadas a obras de engenharia natural, podendo ser difundido e aplicado, desde que adaptado às características regionais.

In this study 18 sediment samples were collected from the upper continental slope across the coast of the state of Sergipe in January 2007. The composition and distribution pattern of recent foraminifera were studied. For each sample, 300 foraminifera shells were identified, reaching 5400 different specimens. The samples were treated initially with the division by quartering, washed with water, weighed to 1 g and finally screened. The study shows 4504 specimens from benthic and 896 planktonic foraminifera. A total of 167 taxa were identified, with 84 genera and 157 benthic taxa. The benthic species most frequent were Amphistegina sp, Cassidulina laevigata, Siphonina pulchra and Peneroplis carinatus. Benthic and planktonic foraminifera appeared in all samples. For seven genera of planktonic foraminifera, an amount of 10 species could be identified. Planktonic species most frequent were Globigerinoides conglobatus, G. ruber, G. trilobus, Globorotalia menardii e Globigerina bulloides. The 18 sampling sites in the study area are predominantly located in bioclastic environments, except for two points that are located near of the São Francisco canyon, which is a siliciclastic environment. These results are completely new and they will allow extending the composition of foraminifera that occur along the studied area. The data are consistent with those found by other authors in different regions of the northeastern Brazilian coast. Taxonomic changes observed on this study at the generic and specific level of the studied foraminifera agree with literature data. / Neste trabalho foram analisadas 18 amostras de sedimento provenientes do talude continental superior do Estado de Sergipe, coletadas em janeiro de 2007. Os objetivos do trabalho foram analisar a composição e o padrão de distribuição dos foraminíferos recentes ao longo do talude continental superior de Sergipe e correlacioná-los aos fatores abióticos, como granulometria, teor de matéria orgânica e carbonato de cálcio. Foram triadas 300 carapaças de foraminíferos de cada amostra, totalizando 5400 exemplares. As amostras de sedimento foram quarteadas, em seguida foram lavadas, pesadas (1g de sedimento) e triadas para análise dos foraminíferos. Foram identificados 4.504 exemplares de foraminíferos bentônicos e 896 exemplares de planctônicos, com um total de 167 táxons. Tanto os foraminíferos bentônicos quanto os planctônicos estiveram presentes em todas as amostras analisadas. Foram identificados 84 gêneros de foraminíferos bentônicos representados por 157 táxons. Os bentônicos que apresentaram maior frequência relativa foram Amphistegina sp, Cassidulina laevigata, Siphonina pulchra e Peneroplis carinatus. Em relação aos planctônicos foram identificados sete gêneros representados por 10 espécies. As espécies planctônicas com maior frequência foram Globigerinoides conglobatus, G. ruber, G. trilobus, Globorotalia menardii e Globigerina bulloides. Os 18 pontos de amostragem da área de estudo estão predominantemente localizados em ambientes bioclásticos, com exceção de dois pontos que estão localizados próximos ao canyon do rio São Francisco, que é um ambiente siliciclástico. Em relação ao índice de equitatividade, os táxons identificados em cada uma das amostras apresentam uma tendência à homogeneidade nas 18 amostras. Os resultados obtidos trazem o conhecimento inédito sobre a composição dos foraminíferos que ocorrem ao longo do talude continental superior da costa do Estado de Sergipe. Os dados são compatíveis aos encontrados por outros autores em diferentes regiões da costa do nordeste brasileiro. Foi possível revisar, a partir de diversas literaturas, algumas mudanças taxonômicas dos foraminíferos a nível genérico e específico.

[pt] O principal objetivo deste trabalho é a aplicação do método dos elementos finitos (MEF) na análise da estabilidade de taludes em solo, para identificação da superfície crítica de deslizamento e cálculo do correspondente fator de segurança. Ainda que o método dos elementos finitos tenha se tornado ferramenta popular para análise de muitos problemas da engenharia geotécnica, existem relativamente poucas aplicações específicas publicadas na literatura sobre estabilidade de taludes. Dois métodos podem ser empregados para a utilização do MEF na área da estabilidade de taludes: o método direto, onde os resultados numéricos são exclusivamente usados para localização da potencial superfície de deslizamento e cálculo do fator de segurança, e o método indireto, onde seus resultados são acoplados a uma técnica para auxiliar a pesquisa da superfície crítica. Comparações entre resultados obtidos pelo método dos elementos finitos e de equilíbrio limite são feitas em vários exemplos numéricos investigados nesta dissertação, comentando-se a aplicabilidade, vantagens e limitações de ambas as metodologias em estudos da estabilidade de taludes em solos. / [en] The main objective of this research is the application of the finite element method (FEM) to analyze the stability of soil slopes, searching the position of the failure slip surface in the soil mass and its corresponding safety factor. The finite element method has become a popular tool for the study of many geotechnical engineering problems but, in the specific area of slope stability analysis, there are relatively few applications reported in the literature. Basically, two methods have evolved for application of the FEM results in slope stability problems: the direct method, that uses the numerical results only for establishing the slip surface and computation of the related safety factor, and the indirect method, where the FEM results are combined with another numerical technique to improve the search process of slip surfaces. Several numerical examples have been studied in this dissertation, making comparisons among the results obtained using the finite element and limit equilibrium methods. The applicability, advantages and shortcomings of both approaches are also discussed. / [es] 1276 El objetivo principal de este trabajo es la aplicación del método de los elementos finitos (MEF) al análisis de estabilidad de taludes de suelo, con el próposito de identificar la superfície crítica de deslizamento y cálculo del correspondiente factor de seguridad. Aunque el método de los elementos finitos se haya convertido en una herramienta popular en el análisis de muchos problemas de la ingeniería geotécnica, existen relativamente pocas aplicaciones específicas publicadas en la literatura sobre la estabilidad de taludes. Dos métodos pueden ser empleados para la utilización del MEF en el área de estabilidad de taludes: el método directo, donde los resultados numéricos son exclusivamente usados para localización de la potencial superficie de deslizamento y el cálculo del factor de seguridad; y el método indirecto, donde los resultados se acoplan a una técnica para auxiliar la investigación de la superficie crítica. Se utilizan varios ejemplos con el fin de comparar los resultados obtenidos por el método de los elementos finitos y por el método de equilibrio límite investigados en esta disertación. Se incluyen comentarios sobre la aplicabilidad, ventajas y limitaciones de ambas metodologías en estudios de la estabilidad de taludes en suelos.