Um ensaio de carga dinâmica pode ser efetuado em tubulões, estacas hélice continua, estacas moldadas in situ ou estacas cravadas. Tal ensaio se baseia na Teoria da Propagação de Onda em estacas e visa avaliar a capacidade de carga estática mobilizada a partir do evento dinâmico. A análise do ensaio é feita mediante um programa (p.e. CAPWAP ou DLTWAVE), computacional que leva em conta tanto os sinais de força e velocidade obtidas em campo e o modelo do sistema estaca-solo Este trabalho apresenta uma metodologia para atualização bayesiana dos parâmetros de Smith da teoria de propagação de onda, levando em conta não só os sinais registrados, mas também a informação geotécnica-probabilista prévia sobre estes parâmetros. Uma aproximação semelhante já foi aplicada pelo orientador da pesquisa à estimativa de parâmetros geotécnicos de rochas a partir de medidas de deslocamento em túneis, e de campos de permeabilidade a partir de observações piezométricas em barragens. A técnica proposta está baseada firmemente em conhecimento empírico geotécnico que fornece o ensaio e erro do procedimento usual de comparação de sinais: a atualização bayesiana permite aos parâmetros afetados por incerteza maior ter um ajuste proporcionalmente maior de acordo com observações. O máximo deslocamento elástico (quake), o fator de amortecimento (damping) e a resistência estática unitária, de cada trecho da estaca, são considerados variáveis aleatórias com distribuições prévias estimadas dependendo do local de cravação da estaca. Discute-se e calcula-se a correlação cruzada entre parâmetros diferentes e autocorrelação ao longo de profundidade da estaca. As observações são escolhidas do sinal calculado por um software de análise de sinais de cravação, em espaços regulares ao longo do tempo. Postula-se um modelo linear de observação, pesquisa-se tal linearidade, também, deriva-se uma matriz de sensibilidade (ligando cada parâmetro a cada observação), e estimam-se também as incertezas nas observações (sinais). O resultado final é uma distribuição de parâmetros de Smith ao longo da profundidade de estacas, atualizada de acordo com as observações. A aproximação proposta é aplicada em sinais de um dos momentos da cravação, no final da cravação (\'end of driving\', EOD). / An dynamic loading test can be performed in concrete piles, bored piles, drilled shafts, auger cast-in-place (continuous flight auger) piles. Such essay bases on the Theory of the Propagation of Wave in piles with the aim of evaluate the capacity of static load mobilized from the dynamic event. The analysis of the test is made by a PC program (p.e. CAPWAP or DLTWAVE), that takes into account the signals of force and velocity obtained in field and the pile-soil model. This work presents a methodology for bayesian updating of Smith\'s parameters, taking into account not just the recorded signals, but also the prior geotechnical-probabilistic information about these parameters. A similar approach has already been applied by the senior author to the estimation of rock geotechnical parameters from displacement measurements in tunnels, and of permeability fields in embankment dams from piezometric observations. The proposed technique is deemed more firmly based on sound geotechnical knowledge than the usual trial and error signal matching procedure: bayesian updating allows for parameters affected by larger uncertainty to undergo proportionately larger adjustment according to observations. Quake, damping and static resistance are considered random variables, with prior distributions assessed from information about the geotechnical characteristics of the soils the pile is driven into. Cross-correlation between different parameters and auto-correlation along pile depth are discussed and estimated. Signals measured at some properly selected times are the chosen observations. A linear observation model, linking observations to parameters, is postulated, linearity is investigated, a sensitivity matrix (linking each parameter to each observation) is derived, and uncertainty in the observations (signals) is estimated. The final result is a distribution of Smith\'s parameters along pile depth, updated in accordance with the observations. The proposed approach is tested in end of driving (EOD) signal.

The diploma thesis illustrates landslide investigation, geophysical and engineering-geological landslide survey and landslide stability reconnaissance. Static calculations based on FEM were performed in the GEO5 program. A back analysis of the landslide mathematical model was executed, which resulted in the reliability of the static landslide assessment. The complicated stabilization construction of the pile and micropile walls were optimized by mathematical modeling of successive phases of construction. The method of execution of construction work during the landslide rehabilitation was designed as well as the dimensions of reinforcing structures.

The properties of the surrounding rock mass in underground projects have significant impacts on the design and construction. However, it is quite challenging to evaluate rock mass properties due to the great uncertainties of the geological conditions. Besides, even if techniques of field test have obtained a well development, the high expense of tests and scattering results always make it difficult to cover a large domain in a complex project. In recent years, because of the maturity of numerical analysis as well as the wide use of tunnel deformation measurements, displacement-based back analysis has become a popular and effective indirect method to estimate rock mass properties.The main purpose of this thesis was to perform a displacement-based back analysis on the in-situ stress ratio and Young’s modulus of the exploratory tunnel BP201, which constitutes the passage under the Lake Mälaren in the Stockholm Bypass project. The back analysis was carried out using the Pattern search method and the Simplex method. The error function was built according to the least square method, and the commercial finite element software Plaxis 2D was used to calculate theoretical deformations. Moreover, a sensitivity analysis was performed to study the influence of starting point and how other numerical model parameters affects the results of the back analysis.The two optimization algorithms used in this study provided an in-situ stress ratio and Young’s modulus with close estimations to the measured deformations. For the specific problem analysed in this thesis, it was found that the Simplex method was more suitable than the Pattern search method. It was also concluded that a better choice of starting point can improve the precision and efficiency of the back analysis. / Bergmassans egenskaper har en stor påverkan vid dimensioneringen och utformningen av förstärkningen i tunnlar och vid indelningen av uttagssekvenser vid tunneldrivning. Det är emellertid svårt att utvärdera bergmassans egenskaper till följd av stora osäkerheter i de geologiska förhållandena. Även om tekniker för provning i fält har utvecklats är de relativt kostsamma och det är svårt att täcka in hela den geologiska domänen i stora projekt. På senare år har utvecklingen av numeriska metoder och deformationsmätningar i tunnlar möjliggjort bestämning av bergmassans egenskaper genom deformationsbaserad bakåtanalys.Syftet med detta examenarbete var att utföra en deformationsbaserad bakåtanalys av in-situ spänningstillståndet och bergmassans elasticitets-modul i bypass tunneln BP 201 under passagen av sjön Mälaren i Stockholm, vilket är en del av projektet Förbifart Stockholm. I bakåt-analysen användes metoderna ”the Pattern Search Method” och ”the Simplex Metod”. Minsta kvadratmetoden användes som felfunktion. Tvådimensionella numeriska beräkningar av deformationerna i tunneln utfördes med det finita elementprogrammet Plaxis 2D. En känslighets-analys gjordes för att studera inverkan på resultatet vid val av startpunkt i bakåtanalysen och hur osäkerheter i övriga parametrar påverkade resultatet.De två optimeringsalgoritmerna som användes i denna studie resulterade i in-situ spänningar och en elasticitetsmodul som genererade beräknade deformationer nära de uppmätta. For det studerade problemet i detta arbete var ”the Simplex Method” lämpligare att använda än ”the Pattern Search Method”. Genom att välja ett lämpligare startvärde kunde också precisionen och effektiviteten i bakåtanalysen förbättras.

[pt] Análises de estabilidade bidimensionais são predominantemente utilizadas na prática geotécnica, tendo em vista a praticidade e os resultados, em sua maioria, mais conservadores, tornando as análises tridimensionais ainda pouco disseminadas. Por este motivo, o presente trabalho possui como objetivo a comparação entre os fatores de segurança encontrados em análises 2D e 3D e também em retroanálises, buscando verificar o comportamento de taludes nesses dois tipos de análise e comparar com o esperado no campo para cada caso. Sendo assim, o presente estudo se dividiu entre estudos preliminares em taludes hipotéticos, a fim de validar as análises realizadas no software computacional 2D e 3D, e em um estudo de caso para a realização de retroanálises em casos bi e tridimensionais de um talude rompido. As análises e retroanálises foram realizadas no programa computacional SVSlope, da SoilVision Systems Ltd., utilizando o método de equilíbrio limite de Morgenstern e Price (1965) e adotando o critério de ruptura de Mohr-Coulomb para quantificação dos parâmetros de resistência dos solos. Os casos hipotéticos consideraram taludes homogêneos, de solos arenosos, em três condições de geometria: talude infinito, talude não infinito com topografia constante e talude não infinito com altura variável, impondo uma variação de topografia. Já o estudo de caso foi realizado em uma encosta que sofreu movimentações, estando localizada na Rodovia Rio-Santos, município de Mangaratiba, no Rio de Janeiro. Os resultados das análises mostraram que, para os casos estudados, a análise de estabilidade 2D apresenta resultados compatíveis com a condição 3D, ainda que conservadores. No entanto, em projetos onde seja necessária a realização de retroanálises, mostrou-se ser mais prudente a utilização de análises 3D, uma vez que esta resulta em parâmetros de resistência ao cisalhamento (c e ângulo de atrito interno do solo) menores, logo, mais conservadores. / [en] Two-dimensional stability analyzes are predominantly used in geotechnical practice, in view of the practicality and results, most of them, more conservative, making three-dimensional analysis still little disseminated. For this reason, the present work aims to compare the safety factors found in 2D and 3D analysis and back analysis, seeking to verify the behavior of the slope in these two types of analysis and to compare with what is expected in reality for each case. Thus, the present study was divided between preliminary studies on hypothetical slopes, in order to validate the analysis performed in 2D and 3D computational software, and in a case study to perform back analysis in two and three-dimensional cases of a broken slope. The analysis and back analyses were performed in the computer program SVSlope, from SoilVision Systems Ltd., using the limit equilibrium method of Morgenstern and Price (1965) and adopting the Mohr-Coulomb rupture criterion to quantify the soil resistance parameters. The hypothetical cases considered homogeneous slopes, with sandy soils, in three geometry conditions: infinite slope, non-infinite slope with constant topography and non-infinite slope with variable height, imposing a variable topography. The case study, on the other hand, was carried out on a slope that suffered movement, being located on the Rio-Santos Highway, in the municipality of Mangaratiba, in Rio de Janeiro. The results of the analysis showed that, for the cases studied, the 2D stability analysis presents reasonable results and is compatible with the 3D condition, although conservative. However, in projects where back analysis is necessary, the use of 3D analysis proved to be more prudent, since this results in lower shear strength parameters (c and internal friction angle of the ground), therefore, more conservative.

Neste trabalho estuda-se a interação solo-estrutura de grupo de edifícios com fundações superficiais, em maciço de solos de argila mole. O comportamento ao longo do tempo da argila mole é analisado com o modelo reológico de Kelvin. Os parâmetros do modelo são determinados através do ajuste entre as curvas recalque – tempo do modelo e as curvas medidas em três prédios, construídos simultaneamente, na cidade de Santos/SP - Brasil. O estudo da interação solo–estrutura entre os edifícios do grupo e o maciço de solos utilizou a metodologia de CHAMECKI (1956), onde a superestrutura é modelada como pórtico espacial elástico linear e, o solo é modelado como meio elástico estratificado conforme AOKI e LOPES (1975). Estudos paramétricos demonstram a influência da rigidez da estrutura, do efeito de grupo entre as fundações superficiais, do processo construtivo e das construções vizinhas, na configuração final dos recalques / This work presents a methodology for the soil-estructure interaction analysis of a group of buildings on shallow foundations in soft clay soils. The long term behavior of clay is modeled by Kelvin’s rheological model. Model parameters is evaluated by back-analysis of measured settlement – time curves. The soil–estructure interaction is based on CHAMECKI (1956) model, where the superstructure is modeled is a spatial elastic linear frame and, the soil is modeled is an elastic linear stratified half space according to AOKI & LOPES (1975). Parametric studies shows the influence of the superstructure stiffness, the interaction among buildings foundations, and the effect construction steps in the final settlements configuration

Neste trabalho estuda-se a interação solo-estrutura de grupo de edifícios com fundações superficiais, em maciço de solos de argila mole. O comportamento ao longo do tempo da argila mole é analisado com o modelo reológico de Kelvin. Os parâmetros do modelo são determinados através do ajuste entre as curvas recalque – tempo do modelo e as curvas medidas em três prédios, construídos simultaneamente, na cidade de Santos/SP - Brasil. O estudo da interação solo–estrutura entre os edifícios do grupo e o maciço de solos utilizou a metodologia de CHAMECKI (1956), onde a superestrutura é modelada como pórtico espacial elástico linear e, o solo é modelado como meio elástico estratificado conforme AOKI e LOPES (1975). Estudos paramétricos demonstram a influência da rigidez da estrutura, do efeito de grupo entre as fundações superficiais, do processo construtivo e das construções vizinhas, na configuração final dos recalques / This work presents a methodology for the soil-estructure interaction analysis of a group of buildings on shallow foundations in soft clay soils. The long term behavior of clay is modeled by Kelvin’s rheological model. Model parameters is evaluated by back-analysis of measured settlement – time curves. The soil–estructure interaction is based on CHAMECKI (1956) model, where the superstructure is modeled is a spatial elastic linear frame and, the soil is modeled is an elastic linear stratified half space according to AOKI & LOPES (1975). Parametric studies shows the influence of the superstructure stiffness, the interaction among buildings foundations, and the effect construction steps in the final settlements configuration

Esta dissertação apresenta em primeira etapa o trabalho desenvolvido para averiguar a adequação dos modelos reológicos de Mohr-Coulomb e de Endurecimento de solo, para representar as deformações e distorções que ocorrem no sistema soloestrutura, quando do processo de escavação de valas escoradas. Além disto, em uma segunda etapa fazem-se estimativas de previsão de danos causados em edificações, em decorrência das escavações de uma vala escorada da linha 1 do Metropolitano de São Paulo (Metrô S.P.). A primeira e a segunda etapa foram feitas através de 810 simulações numéricas, em elementos finitos utilizando-se o software PLAXIS, associadas a retroanálise por processo direto do módulo de deformabilidade a 50% da tensão de ruptura dos solos utilizando-se para isto o processo direto. Apresenta-se também uma síntese da formação e dos tipos de solos que constituem a bacia sedimentar de São Paulo, onde se localiza a seção experimental nº1 objeto de estudo desta dissertação. Faz-se uma breve revisão bibliográfica a respeito das técnicas de retroanálise. Apresentam-se critérios para escolha de intervalos de parâmetros geotécnicos que representem o sistema solo-estrutura no processo de escavação. Foram feitas análises paramétricas para determinar os parâmetros geotécnicos que mais influenciam o sistema solo-estrutura. Comparam-se os modelos constitutivos de Mohr-Coulomb e de endurecimento na previsão das deformações. Por fim, faz-se a previsão do nível de danos causados pelas escavações da vala, a um edifício hipotético / This dissertation presents, in a first part, the work done to verify how appropriate are the Mohr-Coulomb and hardening soil constitutive models to represent the strains and the distortions associated with escavations of braced wall process. In the second part, estimates are made of the damages in constructions due to the braced excavations of line one of Sao Paulo Subway (Metrô S.P.). In the two phases, 810 numeric simulations were made, in finite elements using the software PLAXIS, associated the back analysis for direct process. It is presented a synthesis of the formation and the types of soils that constitute the basin of the sediments of the city of São Paulo, where is located the section experimental nº1, object of study of this dissertation. It is presented an short bibliographical revision regarding the back analysis techniques. Criteria for choice of intervals of parameters geotechnical that represent the system soil-structure in the excavation process are presented. Parametric analyses are made to determine which the parameters have larger influence in the behavior of the system soil-structure. The behavior of the soil-structure system is simulated using the Mohr-Coulomb and hardening soil constitutive models. The Mohr-Coulomb and hardening soil constitutive models are compared in the forecast of the deformations. Finally, it is made the forecast of the level of damages to a hypothetical building caused by the braced excavations

Esta dissertação apresenta em primeira etapa o trabalho desenvolvido para averiguar a adequação dos modelos reológicos de Mohr-Coulomb e de Endurecimento de solo, para representar as deformações e distorções que ocorrem no sistema soloestrutura, quando do processo de escavação de valas escoradas. Além disto, em uma segunda etapa fazem-se estimativas de previsão de danos causados em edificações, em decorrência das escavações de uma vala escorada da linha 1 do Metropolitano de São Paulo (Metrô S.P.). A primeira e a segunda etapa foram feitas através de 810 simulações numéricas, em elementos finitos utilizando-se o software PLAXIS, associadas a retroanálise por processo direto do módulo de deformabilidade a 50% da tensão de ruptura dos solos utilizando-se para isto o processo direto. Apresenta-se também uma síntese da formação e dos tipos de solos que constituem a bacia sedimentar de São Paulo, onde se localiza a seção experimental nº1 objeto de estudo desta dissertação. Faz-se uma breve revisão bibliográfica a respeito das técnicas de retroanálise. Apresentam-se critérios para escolha de intervalos de parâmetros geotécnicos que representem o sistema solo-estrutura no processo de escavação. Foram feitas análises paramétricas para determinar os parâmetros geotécnicos que mais influenciam o sistema solo-estrutura. Comparam-se os modelos constitutivos de Mohr-Coulomb e de endurecimento na previsão das deformações. Por fim, faz-se a previsão do nível de danos causados pelas escavações da vala, a um edifício hipotético / This dissertation presents, in a first part, the work done to verify how appropriate are the Mohr-Coulomb and hardening soil constitutive models to represent the strains and the distortions associated with escavations of braced wall process. In the second part, estimates are made of the damages in constructions due to the braced excavations of line one of Sao Paulo Subway (Metrô S.P.). In the two phases, 810 numeric simulations were made, in finite elements using the software PLAXIS, associated the back analysis for direct process. It is presented a synthesis of the formation and the types of soils that constitute the basin of the sediments of the city of São Paulo, where is located the section experimental nº1, object of study of this dissertation. It is presented an short bibliographical revision regarding the back analysis techniques. Criteria for choice of intervals of parameters geotechnical that represent the system soil-structure in the excavation process are presented. Parametric analyses are made to determine which the parameters have larger influence in the behavior of the system soil-structure. The behavior of the soil-structure system is simulated using the Mohr-Coulomb and hardening soil constitutive models. The Mohr-Coulomb and hardening soil constitutive models are compared in the forecast of the deformations. Finally, it is made the forecast of the level of damages to a hypothetical building caused by the braced excavations

Εξετάστηκαν κατ'αρχήν οι σχηματισμοί " σκληρά εδάφη-μαλακοί βράχοι" με βάση τη διεθνή και Ελληνική εμπειρία. Διερευνήθηκαν η γεωλογική σύσταση και δομή, σεισμικότητα, τεχνικογεωλογικοί χαρακτήρες και υδρογεωλογικό καθεστώς αυτών στο πλαίσιο του έργου της Ευρείας Παράκαμψης Πατρών (ΕΠΠ). Συντάχθηκε ο τεχνικογεωλογικός-γεωτεχνικός χάρτης της επριοχής έρευνας, σε κλίμακα 1:5000, αξιολογήθηκαν 170 γεωτρήσεις και διαχωρίστηκαν δύο γεωτεχνικές ενότητες των λεπτομερών αυτών ιζημάτων, Ανώτερη και Κατώτερη, οι οποίες αξιολογήθηκαν σε σχέση με τα υπόγεια τεχνικά έργα (σήραγγες). Οι ενότητες αυτές αποτυπώθηκαν σε μηκοτομές των δύο κλάδων του έργου της ΕΠΠ σε κλίμακα 1:5000/1:1000. Έγινε περαιτέρω τεκμηρίωση των ενοτήτων αυτών με βάση λεπτομερή μικροσκοπική μελέτη-ορυκτολογική ανάλυση, αξιολόγηση των εργαστηριακών και επιτόπου δοκιμών, καταγραφή παραμορφώσεων διατομής του έργου (συγκλίσεις), καθώς και ανάδρομες αναλύσεις. Η έρευνα αυτή αποτελεί χρήσιμο οδηγό διερεύνησης ανάλογων σχηματισμών για τον ασφαλή σχεδιασμό υπόγειων τεχνικών έργων. / The formations " hard soils-soft rocks" were firstly examined, based on the international and Greek territory experience. The geological composition and structure of the formations were investigated, as well as seismicity, engineering geological characteristics and hydrogeological regime of the wider area of Patras Ring Road. The engineering geological-geotechnical map of the examined area was drawn up, on a scale of 1:5000, 170 borehole logs were evaluated and two main geotechnical units in these fine sediments were distinguished, Upper and Lower, in relation to the underground works (tunnels). These Units were shown on sections along the two branches of the project, on a scale of 1:5000/1:1000. This discrimination was furthermore documented through detailed microscopic-mineralogical analysis, evaluation of the in situ and laboratory tests, as well as of the recorded deformations of the tunnels cross sections (convergenes) and finally the performance of back analysis. The investigation comprises a useful guide for the examination of such formations, concerning the safe design of underground works.

The thesis deals with the back analysis of the instrumentated embankment on the subsoil, improved by prefabricated vertical drains. The first part is devoted to the theory of consolidation calculation. Furthermore, the author deals with a parametric study of the analytical calculation of prefabricated drains and the comparsion of the analytical and numerical solution. The last and the largest part of the work is a back analysis of the embankment which was built as a part of the subsoil improvement near the Suez Canal in Egypt by Keller GmbH.