Esta dissertação apresenta alguns critérios para avaliação de ameaças e risco geotécnico aplicados à estabilidade de taludes. Inicialmente apresenta-se uma visão geral dos problemas envolvidos com a análise de risco geotécnico, a importância da análise probabilística e a sua comparação com a determinística, e as opções de gerenciamento descritas na literatura. Estas análises envolvem conceitos de probabilidade, estatística, geotecnia, geologia, meio ambiente e legislação, além do interesse público e defesa civil. Assim, são definidos os conceitos estatísticos envolvidos nessa área multidisciplinar, como variabilidade espacial, coeficiente de correlação entre os parâmetros de entrada do modelo, distância de autocorrelação, escala de flutuação e incertezas (de parâmetros, humanas e dos modelos). Os métodos probabilísticos de cálculo do fator de segurança, a probabilidade de ruptura e o índice de confiabilidade são revisados. Utilizou-se o método de Monte Carlo nas análises através do uso de um programa comercial. O método tem sido adotado por diversos pesquisadores por ser direto, eficiente para problemas matematicamente complexos e não ter a complexidade matemática de outros métodos. A metodologia de análise de ameaças e risco geotécnico foi aplicada a um talude modelo, similar aos taludes de colúvio de basalto encontrados nas partes inferiores da Escarpa dos Aparados da Serra em Santa Catarina Os resultados obtidos, a partir de dados experimentais disponíveis, foram o fator de segurança determinístico mínimo (1,20) e o fator de segurança médio obtido pelo método de Monte Carlo (1,205), índice de confiabilidade de 2,64 e probabilidade de ruptura de 0,41%. Foi discutida também a aceitabilidade do fator de segurança médio da análise probabilística, comparando-se os resultados obtidos com valores aceitos em obras similares.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-08-03T13:07:44Z No. of bitstreams: 1 2016_MarielaCarmenOcampoAraya.pdf: 5980023 bytes, checksum: 992c7bad1817b2e43690a5c79efc2373 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-14T21:21:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_MarielaCarmenOcampoAraya.pdf: 5980023 bytes, checksum: 992c7bad1817b2e43690a5c79efc2373 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-14T21:21:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_MarielaCarmenOcampoAraya.pdf: 5980023 bytes, checksum: 992c7bad1817b2e43690a5c79efc2373 (MD5) / Este trabalho de pesquisa adopta o sistema de classificação de encostas baseado no Hillslope Quality Index (HSQI) proposto por Moreno-Ceballos (2015) e é validado utilizando como exemplo de aplicação 19 quilômetros do trecho do projeto rodoviário (Sifón-La Abundancia) localizado numa zona tropical úmida montanhosa na Zona Norte da Costa Rica. Para aplicação do sistema, primeiramente foi realizado um trabalho de campo, no qual verificou-se o estado atual da via e realizou-se uma descrição das características geológicas da zona, assim como um também um listado dos sistemas de estabilização encontrados ao longo do trecho de análise. A avaliação do desempenho deste sistema foi realizada comparando as hipóteses probabilísticas propostas pelo autor com as obtidas no caso da Costa Rica. Adicionalmente o desempenho foi avaliado por meio da análise ROC. Para melhorar este sistema de classificação, foi introduzida a influência do clima ao considerar a média da precipitação mensal da zona representada pelo parâmetro de umidade do solo (Sh) definido por Método Mora & Vahrson (1994). Como resultado foram obtidas distintas porcentagens que representa a posição do lençol freático na relação (Hw/H) em função da precipitação da zona, os quais podem ser usados como dados de entrada no cálculo de HSQI. Outra fase desta pesquisa consistiu no desenvolvimento de um inventário de 81 deslizamentos ao longo da zona de estudo utilizando imagens Lidar. Estas imagens, foram utilizadas para o cálculo das áreas dos deslizamentos encontrados. Seguidamente, foi realizado a análise de distribuição dos deslizamentos seguindo os critérios de Malamud et al., (2004) para analisar a frequência dos deslizamentos e sua relação com a construção da estrada.. Dos resultados obtidos concluiu-se que o sistema de classificação HSQI apresenta um bom desempenho segundo o analise ROC na qual obteve-se uma taxa de 69% de casos positivos e 31% de casos negativos. Ao analisar a diferença da densidade de probabilidade dos deslizamentos na zona de estudo com a Distribuição Gama-Inversa, proposta por Malamud et al., (2004), associa-se que ao redor de 37% destes eventos com áreas de até 450 m2 puderam ser ocasionados por efeitos antrópicos. / This study adopts a geotechnical classification system for roadways based on Hillslope Quality Index (HSQI) proposed by Moreno-Ceballos (2015) and is validated using as an application case of 19 kilometers from roadway located in a mountainous tropical rain zone on the North Zone in Costa Rica. Firstly, a fieldwork was carried out in which geological characteristics were verified and a checklist of stabilizing factors found along a roadway was made. The assessment of performance of the system was made comparing the results obtained in Costa Rica with the probabilistic hypothesis proposed by the author. Additionally, performance assessment by Receiver operating characteristics analysis (ROC) was applied as well. To improve the HSQI classification System, were introduced the weather influence considering monthly precipitation average, defined by soil moisture parameter (Sh) proposed by Mora & Vahrson Method (1994). As a result, were obtained different values that represents the water table position (Hw/H) that were used as an input dada in HSQI system. A landslide catalog for this study area was completed using a set of high resolution Lidar, the catalog include 81 landslides along the roadway. Malamud et al., (2004) criteria was considered for the analysis of landslide frequency event and the relationship along roadway construction. As a conclusion, it is defined that HSQI System has a good performance according to ROC analyses, the resultant true positives (Tp) and false positives (Fp) rates equal to 69% and 31%, respectively. The difference observed between probability density function and the Inverse-Gamma Distribution obtained in the studied area showed that about 37% of the landslide (with 450 m2 area) events were triggered by anthropic factors.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-02-01T17:06:04Z No. of bitstreams: 1 2015_CarlosArturoMorenoCeballos.pdf: 8135150 bytes, checksum: c3aff0442fe1a8da830f66ff28796917 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-02-28T12:07:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_CarlosArturoMorenoCeballos.pdf: 8135150 bytes, checksum: c3aff0442fe1a8da830f66ff28796917 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-28T12:07:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_CarlosArturoMorenoCeballos.pdf: 8135150 bytes, checksum: c3aff0442fe1a8da830f66ff28796917 (MD5) / Desenvolveu-se uma metodologia de classificação geotécnica de encostas em rodovias de zonas tropicais montanhosas, considerando o uso combinado de fatores geomorfológicos, hidrológicos e de mecânica de solos e usando o conceito de Hillslope Quality Index (HSQI) como um indicador da qualidade da encosta e da sua suscetibilidade a deslizamento. Esta metodologia, aplicável na fase preliminar dos projetos de estradas, permite dividir a rodovia em zonas segundo a qualidade geotécnica das encostas que serão afetadas na etapa de construção. Como complemento, este método fornece recomendações iniciais de estabilização e drenagem associadas à importância do projeto e à qualidade das encostas que se encontram na rodovia. A aplicação da metodologia é simples e os resultados oferecem dados próximos ao comportamento real da estabilidade das encostas, o que permite a análise de possíveis imprevistos durante a construção e a estimativa de custos extras devidos a problemas de estabilidade de encostas da obra, levando em conta os sistemas mínimos de estabilização propostos pela metodologia. A avaliação deste método foi feita em uma rodovia na cidade de Medellín, noroeste da Colômbia, uma zona tropical montanhosa. Os resultados obtidos mostraram que a aplicação desta metodologia de classificação é válida para uma análise de viabilidade de projetos de estradas, pois os valores de qualidade das encostas que definem a suscetibilidade a deslizamento concordam com o comportamento observado na zona de estudo. Esta metodologia não substitui as análises de estabilidade convencionais e as obras de estabilização e drenagem que se recomendam são válidas para uma análise de viabilidade. Consequentemente, devem ser verificadas por meio de estudos geotécnicos convencionais de campo e laboratório para o projeto detalhado. / A geotechnical classification method for roadways in tropical mountain zones was developed considering geomorphologic, hydrologic and soil mechanics aspects and introducing the Hillslope Quality Index (HSQI) concept as an index to evaluate the hillslopes landslide susceptibility. This method, which is applicable in the preliminary stage of roadways projects, allows dividing these projects into zones according to their hillslope quality index that may provide an assessment of landslide hazard. Based on that, some recommendations for stabilization solutions may arise that provide an estimation of the project cost from its initial stage. The HSQI method application is presented as a simple procedure for analyzing the stability of roadways hillslopes and the outcome is similar to the real conditions of stability of actual hillslopes, allowing forecasting possible incidents and extra expenses related to slope instability, given the preliminary stabilization systems suggested by the method. This study made an investigation, in a tropical mountain zone on the northern Colombian Andes, of a roadway that connects Medellin city with the JMC International Airport to validate the proposed method. The weather of this region presents a bimodal behavior and the geology is mainly composed of metamorphic rocks. As a conclusion obtained from the preliminary results, this method provides a good estimation of the real stability behavior of the slopes investigated in the Medellin case. Thus, this method provides a reliable decision-making procedure in order to evaluate the technical feasibility of a roadway project prior to construction.

Resumo: Em função das grandes extensões das dutovias, se faz necessário transpor encostas naturais em solos com diversas características e formações geológicas, sendo muitas vezes constituídos por colúvios. As análises necessárias para avaliar a estabilidade destas encostas tornam-se relativamente complexas, uma vez que os parâmetros geotécnicos dos materiais que constituem a encosta variam espacialmente, muitas vezes de modo aleatório. Usualmente, a avaliação da estabilidade de encostas é feita considerando-se valores determinísticos para os parâmetros dos solos, o que pode conduzir a respostas muito conservadoras ou muito otimistas, sob o ponto de vista de segurança, dependendo da postura adotada pelo engenheiro. A consideração da variação dos parâmetros geotécnicos torna-se importante em solos heterogêneos como é o caso de solos coluvionares. Neste trabalho, apresenta-se um estudo a respeito da estabilidade de uma encosta localizada na Serra do Mar, no Estado do Paraná, por onde passa a dutovia denominada OLAPA. Dessa encosta, foram coletadas amostras indeformadas e realizados ensaios de resistência, que permitiram a determinação de variáveis estatísticas dos parâmetros de resistência e peso específico do solo. Foram realizadas análises de estabilidade, considerando-se valores determinísticos para os parâmetros do solo e os resultados foram comparados com análises que levaram em conta valores médios e desvios padrão de cada parâmetro geotécnico, segundo a metodologia de Monte Carlo. A encosta estudada foi ainda modelada tridimensionalmente. As informações de piezômetros e medidores de nível d'água instalados na encosta desde o ano de 2000 foram incorporadas ao modelo geométrico. Com o modelo 3D, traçaram-se novas seções estratigráficas para a realização das novas análises, visando-se adquirir uma porção maior de conhecimento sobre os mecanismos envolvidos na estabilidade geral da encosta.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-25Bitstream added on 2014-06-13T19:38:23Z : No. of bitstreams: 1 silva_djbv_me_ilha.pdf: 903840 bytes, checksum: b0ebced40ff7dac47fc8d69a9abd5fb8 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência de três diferentes métodos de proteção de talude de estradas rurais não-pavimentadas contra o desenvolvimento de processos erosivos. Os materiais naturais utilizados como proteção foram retirados da mesma área onde foi realizado o experimento, permitindo assim sua execução e manutenção com custo baixo. Este estudo foi realizado na fazenda Santa Edwirges, propriedade da Votorantim Celulose e Papel, situada na região leste do Estado de São Paulo, no Vale do Paraíba – Município de Lorena entre as coordenadas 0485535 / 0497741 UTM e coordenadas 7480000 / 7466000 UTM. A fazenda possui uma área de 12 km², na qual foram abertas mais de 100 Km de estradas para o manejo do eucalipto. Essas obras lineares aumentaram os processos erosivos na região, intensificando, conseqüentemente, a produção de sedimentos que podem vir a comprometer os recursos hídricos do local. Os métodos de proteção investigados foram: (1) plantio de mudas de grama “São Carlos” Axonopus compressus; (2) a utilização de serrapilheira (restos de galhos e folhas de eucalipto E. grandis) e; (3) envelopamento com um solo local com propriedades mais resistentes aos processos. A análise da erodibilidade dos solos em estudo foi realizada através de ensaios de laboratório. O experimento de campo consistiu da montagem de cinco células retangulares com 6 m² (2m x 3 m) com uma calha na base de cada célula, na qual era conectada a uma caixa de água de 300 litros para quantificar o volume do escoamento superficial. A determinação da quantidade de sedimentos erodidos foi baseada no somatório dos sólidos em suspensão e dos sedimentos armazenados em uma bolsa de geotêxtil fixada na saída do tubo de descarga dentro da caixa de água. O controle da pluviosidade foi realizado através de um pluviômetro fixado a 2,0 metros de altura, distante... / The purpose of this work was to evaluate the efficiency of three protection methods of slopes in unpaved roads, against the development of erosion processes. The materials used as protection were removed from the same area where the experiment was carried out, it allowed its simple implementation and maintenance with a low cost. This study was performed in Santa Edwirges farm, owned by Votorantim Celulose e Paper, located in the east of São Paulo State, in the Paraíba Valley – Lorena-SP, between coordinates 0485535 / 0497741 and UTM coordinates 7480000 / 7466000 UTM. The farm has 12 km², in which more than 100 Km of roads were opened for the eucalyptus cultivation. The construction of these rods has increased the erosion processes in the region and, consequently, intensified the sediment production that may compromise the local water resources. The methods analyzed were: (1) planting of grass São Carlos Axonopus compressus, (2) litter, composed of remains of branches and leaves of eucalyptus E. Grandis, and (3) Compacted Soil Cover using a local soil with properties more resistant to erosion processes. The erodibility analysis of soils in study was performed by laboratory essays. The field experiment consisted of the assembly of five rectangular cells with 6 m ² (2m x 3 m. Each cell had a gutter at the base, which was connected to a tank of 300 liters to quantify the volume of the runoff. The determination of the amount of eroded sediment was based on the sum of the solids in suspension and stored sediment in a geotextile bag that was fixed at the exit of the discharge tube inside the tank. The control of the precipitation was carried out by a pluviometer installed at 2 metres above the ground and 20 metres from the experiment in a free area without interferences of trees. The results had shown that the litter was the most efficient protection... (Complete abstract click electronic access below)

Esta dissertação de mestrado apresenta um a investigação das causas que levara mum talude rodoviário à ruptura. Esse talude localiza-se no município de São Jerônimo, no Km 7+500 da rodovia RS/470. A ruptura foi progressiva, tendo início logo após a abertura do corte para a execução da rodovia e envolveu um a extensão demais de 100 metros. Foram levantados aspectos geológicos e geomorfológicos da região, indicando tratar-se de uma área localizada na Depressão Periférica, com relevo suave ondulado. Os dois solos que compõe o talude foram descritos e amostrados. Foram realizados ensaios de caracterização e ensaios de cisalhamento para as diversas condições de deformação dos materiais. Foram feitos diversos ensaios de cisalhamento direto: a) com amostras indeformadas, buscando-se determinar parâmetros de resistência para a condição de pico e, b ) ensaios especiais, utilizando a técnica de reversões múltiplas para determinar parâmetros de resistência na condição de grandes deformações. Foram feitos também ensaios de cisalhamento por torção (ring shear), buscando-se parâmetros de resistência para a condição residual. A estabilidade do talude foi verificada para duas geometrias, a inicial e a pós-ruptura, utilizando-se os parâmetros de resistência ao cisalhamento obtidos nos ensaios realizados. A retro-análise da situação inicial indicou que as rupturas iniciais mobilizaram um valor de resistência ao cisalhamento correspondente a um a condição de deformação intermediária entre a condição de pico e a de grandes deformações. A retro-análise da condição atua lindicou que os solos ainda não atingiram a condição residual, sendo que a resistência mobilizada é melhor representada pelos parâmetros na condição de grandes deformações.

Esta dissertação apresenta alguns critérios para avaliação de ameaças e risco geotécnico aplicados à estabilidade de taludes. Inicialmente apresenta-se uma visão geral dos problemas envolvidos com a análise de risco geotécnico, a importância da análise probabilística e a sua comparação com a determinística, e as opções de gerenciamento descritas na literatura. Estas análises envolvem conceitos de probabilidade, estatística, geotecnia, geologia, meio ambiente e legislação, além do interesse público e defesa civil. Assim, são definidos os conceitos estatísticos envolvidos nessa área multidisciplinar, como variabilidade espacial, coeficiente de correlação entre os parâmetros de entrada do modelo, distância de autocorrelação, escala de flutuação e incertezas (de parâmetros, humanas e dos modelos). Os métodos probabilísticos de cálculo do fator de segurança, a probabilidade de ruptura e o índice de confiabilidade são revisados. Utilizou-se o método de Monte Carlo nas análises através do uso de um programa comercial. O método tem sido adotado por diversos pesquisadores por ser direto, eficiente para problemas matematicamente complexos e não ter a complexidade matemática de outros métodos. A metodologia de análise de ameaças e risco geotécnico foi aplicada a um talude modelo, similar aos taludes de colúvio de basalto encontrados nas partes inferiores da Escarpa dos Aparados da Serra em Santa Catarina Os resultados obtidos, a partir de dados experimentais disponíveis, foram o fator de segurança determinístico mínimo (1,20) e o fator de segurança médio obtido pelo método de Monte Carlo (1,205), índice de confiabilidade de 2,64 e probabilidade de ruptura de 0,41%. Foi discutida também a aceitabilidade do fator de segurança médio da análise probabilística, comparando-se os resultados obtidos com valores aceitos em obras similares.

O presente trabalho apresenta uma revisão bibliográfica sobre a influência da vegetação nos taludes naturais e artificiais. A pesquisa procurou enfocar a captação e a liberação da água pelos vegetais, a influência das raízes pivotantes e fasciculadas como reforço do solo, analisar os efeitos benéficos e adversos da presença da vegetação nos taludes e a recuperação ou estabelecimento de vegetação no solo. Apresenta ainda um estudo de casos de modelos geomecânicos onde avalia a utilização dos tipos de vegetação, levando em conta o comprimento das raízes aplicado para cada situação específica de corte ou de aterro. O trabalho mostra diversos aspectos relacionados à estabilização de taludes através da vegetação, que são contraditórios na literatura. Diversos pontos são levantados para estudo adicional posterior em relação à interceptação da chuva, infiltração e sobrecarga. Os efeitos mecânicos das raízes são evidenciados e sua influência em taludes rasos é demonstrada.

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Magíster en Minería / A medida que las minas a cielo abierto crecen y se profundizan la estabilidad de sus taludes toma un papel importante y crítico, es por eso que la estimación previa del comportamiento de la roca en cada una de las etapas de la construcción de la mina es crucial para asegurar la estabilidad en el largo plazo. Una correcta estimación permite diseños más empinados, y una mejora en la ratio de remoción estéril/mineral, lo que debería reflejarse en el mejoramiento del VAN del proyecto. El objetivo de esta tesis es validar el nuevo software Slope Model, para el análisis de estabilidad de taludes, mediante la comparación de este con el software ya validado 3DEC. El fin del proyecto es mejorar el conocimiento respecto el comportamiento de macizos rocosos fracturados. En la actualidad existen diferentes programas de modelamiento numérico para la estimación del comportamiento de taludes mineros, los cuales van desde el método de equilibrio límite (LE) hasta enfoques matemáticos analíticos más complejos. La elección de usar un método u otro depende de varios factores como son el nivel de detalle que se le quiere dar a la zona a estudiar, las propiedades de las rocas y la cantidad de discontinuidades presentes. Los métodos utilizados más comunes son los continuos, discontinuos e híbridos. En el marco de los modelos discontinuos se observó que los softwares actuales no son capaces de reproducir la creación y propagación de nuevas fracturas mediante la rotura de roca intacta, hecho que si ocurre en la realidad. Por este motivo se eligió el nuevo software Slope Model (SM), de la empresa ITASCA, el cual sí reproduce dichos fenómenos, muy importantes para el estudio geotécnico del área analizada. Siendo SM un software en desarrollo, los resultados fueron comparados con un modelamiento usando el software 3DEC. En la presente tesis se llevó a cabo la representación simplificada de un talud de una mina ubicada en Chile. Utilizando los mismos parámetros de entrada, los resultados de SM representan correctamente los principales desplazamientos, habiendo diferencias en la magnitud de los valores. Los factores de seguridad obtenidos en SM son levemente menores que en 3DEC, lo que concuerda con la teoría ya que SM tiene la capacidad de representar la rotura de roca intacta y propagación de fracturas, resultando en una menor resistencia de la roca.