Diverse construction work of engineering involves the execution of excavation and embankments, such as the construction of foundations, dams and urban infrastructure. In general, geomechanical problems have a high degree of complexity due to the difficulty on the parameters quantification, the definition of representative models of the soil and the interaction soil-structure. Many models are based on the final arrangement of the system, not considering the intermediate analyses that are important steps in the study of those problems. In this study was developed a methodology for modeling problems that need redefinitions of analysis domain in function of the consideration of excavations and embankments, using an alternative technique for solution of the balance equations, the Dynamic Relaxation, combined with the Finite Element Methods for the development of the model. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / Diversas obras de engenharia envolvem a execução de escavações e aterros, a exemplo da construção de fundações, barragens e infra-estrutura urbana. De um modo geral, a modelagem desses tipos de problemas possui um grau de complexidade alto devido à dificuldade da quantificação de parâmetros, de definição dos modelos representativos do solo e da interação solo-estrutura. Muitas modelagens baseiam-se no arranjo final do sistema, dispensando as análises intermediárias que correspondem a passos importantes no estudo desses problemas. Neste trabalho desenvolve-se uma metodologia para modelagem de problemas que necessitam de redefinições de domínios de análise em função da consideração de escavações e aterros, utilizando-se uma técnica alternativa para solução das equações de equilíbrio, a Relaxação Dinâmica, em conjunto com o Método dos Elementos Finitos para discretização do modelo.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-01-15T13:48:19Z No. of bitstreams: 1 carlosmagnodossantos.pdf: 1171016 bytes, checksum: 843d57bbd25fe33ba51f921168d70aaa (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-01-25T17:40:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 carlosmagnodossantos.pdf: 1171016 bytes, checksum: 843d57bbd25fe33ba51f921168d70aaa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T17:40:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carlosmagnodossantos.pdf: 1171016 bytes, checksum: 843d57bbd25fe33ba51f921168d70aaa (MD5) Previous issue date: 2015-09-28 / (Avaliação da atividade de escavação de ninhos em Acromyrmex subterraneus (Hymenoptera, Formicidae): estímulos e divisão de trabalho). Formigas cortadeiras dos gêneros Atta e Acromyrmex são conhecidas por sua organização social e capacidade de construir ninhos de arquitetura complexa. A construção do ninho é importante ecologicamente, pois altera as propriedades químicas e físicas do solo, contribuindo para o crescimento da vegetação. Além disso, o processo de escavação permite compreender os padrões comportamentais fundamentais na organização social em formigas cortadeiras, constituindo base relevante de estudos ecológicos vinculados à dinâmica comportamental das atividades coletivas organizadas nos insetos eussociais. Sabe-se que para algumas espécies de formigas cortadeiras, fungo simbionte e prole atuam como estímulo para a escavação, exercendo influência sobre a complexidade das estruturas emergentes (túneis e câmaras). Este estudo investigou quais são os estímulos para o comportamento de escavação em Acromyrmex subterraneus durante a construção do ninho, tendo como hipótese que a presença do fungo jardim e/ou prole constituem estímulos para a escavação de túneis e câmaras. Além disso, investigou a divisão de tarefas a fim de verificar se o nível de atividade das operárias para a tarefa de escavação se altera em função da presença do fungo e da prole. O experimento consistiu no registro da frequência de escavação de operárias individualmente marcadas colocadas em cilindros plásticos preenchidos com solo, em que foram aplicados quatro tratamentos: FB - 30 operárias médias, 5g de jardim de fungo e 30 itens de prole (larvas ou pupas), FG - 30 operárias médias e 5g de jardim de fungo, LP - 30 operárias médias e 30 itens de prole e WK - 30 operárias médias, sem jardim de fungo e prole. Após 24 horas foram registrados os parâmetros morfométricos do ninho (comprimento e largura de túneis e câmaras em cm) e o volume de solo escavado, assim como a atividade de escavação individual de cada operária. Em contraste com o esperado, não houve variação da estrutura morfológica, frequência de escavação ou volume de solo escavado em função dos tratamentos. No entanto, verificaram-se diferenças no nível de atividade das operárias gerando uma distribuição desigual de tarefas com metade das operárias permanecendo inativa em detrimento de outras que realizaram a tarefa de escavação de forma intensa e repetitiva. / (Evaluation of nest’s digging activity in Acromyrmex subterraneus (Hymenoptera, Formicidae): stimuli and division of labor). Leaf cutting ants from Atta and Acromyrmex genera are known by their social organization and ability to build nests with a complex architecture. Nest building has a great importance in the field because it alters the chemical and physical properties of the soil, contributing to the growth of vegetation. In addition, the excavation process allows us to understand fundamental behavioral patterns in social organization in cutting ants, constituting relevant basic ecological studies related to behavioral dynamics of group activities organized in eusocial insects. It is known that for some species of leaf-cutting ants, symbiotic fungus and offspring act as a stimulus for the excavation, exerting influence on the complexity of the emerging structures (tunnels and chambers). This study investigated what are the stimuli for digging behavior in Acromyrmex subterraneus during nest building, testing the hypothesis that the presence of the fungus garden and/or brood are stimuli for the excavation of tunnels and chambers. In addition, we investigated the division of labor to verify if the level of activity of workers for excavation task changes due to the presence of the fungus and brood. The experiment consisted in recording the frequency of excavation of individually marked workers placed in plastic cylinders filled with soil, in which were applied four treatments: FB - 30 medium workers, 5g of fungus garden and 30 brood items (larvae and pupae) FG - 30 medium workers and 5g of fungus garden, LP - 30 medium workers and 30 items of brood and WK - 30 medium workers without fungus garden and brood. After 24 hours we registered nest morphometric parameters (length and width of chambers and tunnels in cm) and the volume of excavated soil, as well as the excavation activity of each worker. In contrast to the expected, there was no change in the morphological structure, digging frequency or volume of excavated soil among the treatments. However, we verified differences among the activity level of the workers, leading to an unequal distribution of tasks with half of the most workers remaining inactive while the others performed the excavation intensely and repetitively.

Pesquisas e projetos envolvendo a complexa interação de maciços rochosos com estruturas de suporte de túneis evoluem constantemente. A adoção de modelos numéricos sofisticados aliada ao desenvolvimento de computadores com capacidade de processamento crescente possibilitam representações mecânicas de processos complexos. Para análises geotécnicas, considerações de resistência, deformabilidade e condutividade hidráulica do maciço são encontradas em códigos computacionais com representações próximas das encontradas nas pesquisas experimentais de vanguarda da área. Por outro lado, estes mesmos códigos atribuem com frequência ao comportamento do concreto reforçado representações simplistas, muitas vezes com base na teoria da elasticidade. Implicações econômicas e de incerteza na avaliação da segurança decorrem desta forma de representação. Esta pesquisa visa a contribuir para análises da interação entre maciço e suporte de uma escavação subterrânea. Para tanto foram elaboradas simulações numéricas considerando técnicas consagradas de avaliação mecânica de uma escavação, aliadas a uma representação do concreto reforçado considerando o marcante efeito de fissuração. Com foco no comportamento do concreto foram desenvolvidas simulações numéricas de distintas estruturas de concreto reforçado selecionadas na literatura e que contam com boa instrumentação e caracterização mecânica adequada de seus materiais. Os resultados obtidos indicam a possibilidade da avaliação concomitante das complexas características do maciço assim como do concreto reforçado. Este fato contribui para a avaliação da segurança de uma escavação subterrânea com possíveis repercussões no custo das obras. / Research and projects involving the intricate interaction between rock mass and tunnel support structures constantly evolve. The adoption of sophisticated numerical models allied to the development of computers with an increasing processing capacity allows mechanical representations of complex processes. For geotechnical analysis, considerations on rock mass strength, deformability and hydraulic conductivity are found in computational codes with representations close to those found in vanguard experimental research of this subject. However, these same codes often attribute simplistic representations to reinforced concrete behavior, frequently based on elasticity theory. Economic and uncertainty implications in safety evaluation result from this sort of representation. This research aims to contribute to analysis of interaction between rock mass and support of an underground excavation. Thus, numerical simulations were elaborated considering established techniques of mechanical evaluation of excavations, allied to a reinforced concrete representation taking into account the prominent effect of cracking. Focused on the concrete behavior, there were developed numerical simulations of distinct reinforced concrete structures selected in literature and that rely on fair instrumentation and adequate mechanical characterization of the involved materials. The results indicate the possibility of concomitant evaluation of the rock mass complex character and the reinforced concrete. This fact contributes to safety evaluation of an underground excavation with potential repercussions on project cost.

Considerando os conceitos de predição, ocorrência e monitoramento de movimento de maciços rochosos e terrosos submetidos a escavações subterrâneas, enfatiza-se que a tese está voltada para o aspecto do monitoramento fundamentalmente. Estabelece-se uma metodologia técnica para a análise e interpretação de dados históricos gerados pelas medidas de instrumentação geotécnica, fundamentada em critérios geomecânicos e da estatística clássica. Analisam-se diferentes variáveis que participam ou definem o mecanismo: movimento de maciços rochosos e terrosos submetidos a escavações subterrâneas. Como resultado de toda esta análise determinam-se correlações entre as variáveis pesquisadas e a partir dai se estabelecem modelos funcionais entre elas, que definem o comportamento do movimento do maciço na construção da escavação subterrânea. A metodologia proposta é validada usando trabalhos realizados em três túneis de características diferentes. Os resultados desta tese de doutorado são extrapolados para sua aplicação à mineração subterrânea, como também a outros ramos da indústria extrativa, considerando que estes resultados foram obtidos a partir da construção de túneis urbanos de grande porte. / This thesis studies prediction, occurrence and monitoring of movements in rock and soil masses in underground excavations, it is emphasized that the study bases fundamentally on monitoring. A technical methodology is proposed for analysis and interpretation of time series from geotechnical instrumentation measurements, based on geomechanical criteria and classic statistics. The most important variables that define the mechanism are analyzed: movements in underground excavations in rock and soil masses. The results of the analysis are correlations between variables and functional models of variables that characterize rock or soil mass movement in underground excavations construction. The proposed methodology is validated with data from three tunnels with different characteristics. The results of this study are applied to underground mining and to other areas of the extractive industry, since these results came from construction of large urbane tunnels.

Submitted by CARLA MARIA GOULART DE MORAES (carlagm) on 2015-04-01T18:01:01Z No. of bitstreams: 1 ElianaFurtadoEducacao.pdf: 2297241 bytes, checksum: 41f5355a6b2adeba78d24c00a77591dd (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-01T18:01:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ElianaFurtadoEducacao.pdf: 2297241 bytes, checksum: 41f5355a6b2adeba78d24c00a77591dd (MD5) Previous issue date: 2010-05-27 / Nenhuma / Esta tese teve como finalidade escrever sobre o campo de conhecimento da Terapia Ocupacional, pretendendo aproximar este campo ao campo da ergologia. O estudo está fundamentado teoricamente pelos pressupostos da educação, educação e trabalho, ergologia, saberes, experiência, fenomenologia da percepção e hermenêutica fenomenológica. O campo de estudo principal é a Terapia Ocupacional. O objetivo geral deste estudo foi investigar se a proposta do método da escavação, como método de ensino e clínico em Terapia Ocupacional, poderá se constituir em um Dispositivo Dinâmico a Três Pólos da Abordagem Ergológica, a partir da experimentação e da confrontação, entre os saberes produzidos neste processo e os saberes da formação, dos alunos participantes do Grupo de Estudos sobre Atividade Humana. Neste estudo, utilizamos a pesquisa qualitativa, por ser esta a mais adequada devido à especificidade deste estudo, uma vez que o mesmo exigiu uma multiplicidade de materiais originários de diversas fontes. Este estudo foi de cunho qualitativo do tipo exploratório, estudo de caso. A pesquisa também envolveu levantamento documental, entrevistas e registros de observações sistemática do grupo de estudos sobre atividades humanas. A análise da pesquisa foi realizada por meio da triangulação de fontes e da hermenêutica dialética. Por meio da análise do estudo de caso, foi possível inferir que, neste processo, vivido na experiência do grupo, houve a confrontação entre os saberes da formação, a empiria dos alunos e os saberes aprendidos na experiência do grupo e também o entrecruzamento destes saberes, possibilitando aos discentes a renormatização da formação e a ressignificação da vida cotidiana e de trabalho. A proposta do método da escavação foi o dispositivo que possibilitou a circularidade dos saberes formais e da empiria nos vários espaços em que a formação se insere, oportunizando aos discentes reavaliarem o seu conhecimento, produzirem um novo olhar sobre as tecnologias da Terapia Ocupacional e vivenciarem uma nova forma de analisar as atividades a partir da auto-escavação. A proposta do método também proporcionou o ressignificar e renormatizar as atividades de trabalho dos discentes, assim como o território profissional, garantindo e reafirmando com isso o poder terapêutico da atividade, respeitando sua historicidade, temporalidade e contexto social. A proposta do processo de escavação, utilizado como dispositivo de análise das experiências e percepções vividas no grupo, constituiu-se em um Dispositivo Dinâmico a Três Pólos da Abordagem Ergológica, uma vez que os alunos que participaram deste grupo, ao analisarem as atividades realizadas, as tecnologias da Terapia Ocupacional, as práticas de ensino e a sua própria atividade de trabalho, confrontaram estes saberes, ressignificando-os e renormatizando-os. / This thesis was aimed to write about the field of knowledge of Occupational Therapy, intending to approach this field to the field of ergology. The study is theoretically motivated by the assumptions of education, education and work, ergology, knowledge, experience, phenomenology of perception and phenomenological hermeneutics. The main field of study is occupational therapy. The general aim of this study was to investigate whether the proposal?s method of excavation, as a method of teaching and clinical occupational therapy, may be constituted in a Dynamic dispositive to three-pole of approach ergological from the trial and confrontation, between the knowledge produced in this process and knowledge of training, of students participating in the Study Group on Human Activity. This study used the qualitative research, because this is the more appropriate given the specific nature of this study, since it required a variety of materials originating from different sources. This study is qualitative and exploratory, case study. The research also involved survey, interviews and records of systematic observations of the study group on human activities. The research analysis was performed using the triangulation of sources and dialectical hermeneutics. By analyzing the case study was possible to infer that this process, lived in the experience of the group, there was a confrontation between the knowledge of training, the empiricism of the students and the knowledge learned in the experience of the group and also the intersection of this knowledge, enabling to learners to standardize again of training and reinterpretation of everyday life and work. The proposal?s method of excavation was the device that enabled the circularity of the formal knowledge, the empirical? in the various areas where the training takes place, creating the opportunity for students to reassess their knowledge, to produce a new look at the technologies of occupational therapy and experience a new way to analyze the activities from the self-excavation. The proposal?s method also provided reframe and create a new meaning to work activities of students, as well as professional territory, thus ensuring and reaffirming the power of therapeutic activity while respecting their history, temporality, and social context. The purpose of the excavation process, used as a device for analyzing the experiences and perceptions experienced in the group, formed in a Dynamic Device to Three-Pole of the approach ergological, since students who participated in this group, while examining the activities performed, the technologies of Occupational Therapy, teaching practices and their own work activity, they confronted this knowledge, giving new meaning to them and reframing them.

Pesquisas e projetos envolvendo a complexa interação de maciços rochosos com estruturas de suporte de túneis evoluem constantemente. A adoção de modelos numéricos sofisticados aliada ao desenvolvimento de computadores com capacidade de processamento crescente possibilitam representações mecânicas de processos complexos. Para análises geotécnicas, considerações de resistência, deformabilidade e condutividade hidráulica do maciço são encontradas em códigos computacionais com representações próximas das encontradas nas pesquisas experimentais de vanguarda da área. Por outro lado, estes mesmos códigos atribuem com frequência ao comportamento do concreto reforçado representações simplistas, muitas vezes com base na teoria da elasticidade. Implicações econômicas e de incerteza na avaliação da segurança decorrem desta forma de representação. Esta pesquisa visa a contribuir para análises da interação entre maciço e suporte de uma escavação subterrânea. Para tanto foram elaboradas simulações numéricas considerando técnicas consagradas de avaliação mecânica de uma escavação, aliadas a uma representação do concreto reforçado considerando o marcante efeito de fissuração. Com foco no comportamento do concreto foram desenvolvidas simulações numéricas de distintas estruturas de concreto reforçado selecionadas na literatura e que contam com boa instrumentação e caracterização mecânica adequada de seus materiais. Os resultados obtidos indicam a possibilidade da avaliação concomitante das complexas características do maciço assim como do concreto reforçado. Este fato contribui para a avaliação da segurança de uma escavação subterrânea com possíveis repercussões no custo das obras. / Research and projects involving the intricate interaction between rock mass and tunnel support structures constantly evolve. The adoption of sophisticated numerical models allied to the development of computers with an increasing processing capacity allows mechanical representations of complex processes. For geotechnical analysis, considerations on rock mass strength, deformability and hydraulic conductivity are found in computational codes with representations close to those found in vanguard experimental research of this subject. However, these same codes often attribute simplistic representations to reinforced concrete behavior, frequently based on elasticity theory. Economic and uncertainty implications in safety evaluation result from this sort of representation. This research aims to contribute to analysis of interaction between rock mass and support of an underground excavation. Thus, numerical simulations were elaborated considering established techniques of mechanical evaluation of excavations, allied to a reinforced concrete representation taking into account the prominent effect of cracking. Focused on the concrete behavior, there were developed numerical simulations of distinct reinforced concrete structures selected in literature and that rely on fair instrumentation and adequate mechanical characterization of the involved materials. The results indicate the possibility of concomitant evaluation of the rock mass complex character and the reinforced concrete. This fact contributes to safety evaluation of an underground excavation with potential repercussions on project cost.

Considerando os conceitos de predição, ocorrência e monitoramento de movimento de maciços rochosos e terrosos submetidos a escavações subterrâneas, enfatiza-se que a tese está voltada para o aspecto do monitoramento fundamentalmente. Estabelece-se uma metodologia técnica para a análise e interpretação de dados históricos gerados pelas medidas de instrumentação geotécnica, fundamentada em critérios geomecânicos e da estatística clássica. Analisam-se diferentes variáveis que participam ou definem o mecanismo: movimento de maciços rochosos e terrosos submetidos a escavações subterrâneas. Como resultado de toda esta análise determinam-se correlações entre as variáveis pesquisadas e a partir dai se estabelecem modelos funcionais entre elas, que definem o comportamento do movimento do maciço na construção da escavação subterrânea. A metodologia proposta é validada usando trabalhos realizados em três túneis de características diferentes. Os resultados desta tese de doutorado são extrapolados para sua aplicação à mineração subterrânea, como também a outros ramos da indústria extrativa, considerando que estes resultados foram obtidos a partir da construção de túneis urbanos de grande porte. / This thesis studies prediction, occurrence and monitoring of movements in rock and soil masses in underground excavations, it is emphasized that the study bases fundamentally on monitoring. A technical methodology is proposed for analysis and interpretation of time series from geotechnical instrumentation measurements, based on geomechanical criteria and classic statistics. The most important variables that define the mechanism are analyzed: movements in underground excavations in rock and soil masses. The results of the analysis are correlations between variables and functional models of variables that characterize rock or soil mass movement in underground excavations construction. The proposed methodology is validated with data from three tunnels with different characteristics. The results of this study are applied to underground mining and to other areas of the extractive industry, since these results came from construction of large urbane tunnels.

Orientador: Mauro Augusto Demarzo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-07T08:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tacitano_Marcelo_D.pdf: 8426940 bytes, checksum: 2052cac2233a599ef85b5133ca5ceec4 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: As estruturas de contenção de valas, normalmente de madeira, aço ou concreto, podem ser constituídas por estacas-prancha, estacas com pranchões, estacões, paredes-diafragma entre outras e precisam ser dimensionadas, de que maneira que atinjam adequadamente os requisitos de funcionalidade, exeqüibilidade, segurança e economia a que se propõem. Dentre os métodos para o seu dimensionamento é possível enquadrá-los em três grandes grupos. Os Métodos Empíricos que se baseiam em resultados de medidas experimentais, os Métodos Semi-Empíricos que admitem como carregamento um diagrama de pressões para ambos os lados da parede, em cada fase de escavação, pressupondo o tipo de grandeza dos deslocamentos e considerando as estroncas e tirantes como apoios fixos e, finalmente, os Métodos Analíticos, que levam em conta as características de resistência e rigidez da estrutura e do maciço e possibilitam o cálculo evolutivo em que os esforços e deslocamentos das fases anteriores são efetivamente levados em conta nos cálculos das fases seguintes. Inicialmente uma ampla revisão bibliográfica sobre os métodos de cálculo de paredes de contenções é apresentada. Após, este trabalho adota como foco de estudo o Modelo de Winkler, através de Método Analítico Unidimensional, que tem sua aplicação prática pela construção do programa CEDEVE (Cálculo Evolutivo de Deslocamentos e Esforços em Valas Escoradas). Este método assimila a parede como uma viga de largura unitária, sendo o solo modelado como molas de comportamento elasto-plástico perfeito incluindo histerese. Estroncas e tirantes, de comportamento elástico, com ou sem esforços iniciais, podem ser introduzidos na estrutura. As ações sobre a estrutura advêm dos empuxos de solo, de água e das eventuais sobrecargas presentes na superfície. Os cálculos são conduzidos de acordo com as fases de escavação, retirando-se as ações (empuxos) e molas correspondentes ao solo escavado e introduzindo-se as estroncas e/ou tirantes a serem instalados, sendo que os esforços e deslocamentos ocorridos nas fases anteriores são devidamente considerados nos cálculos das fases seguintes. O reaterro, quando existir, também é considerado. Um diferencial importante do método de cálculo proposto com relação a outros similares é a possibilidade da inclusão dos efeitos de temperatura nos cálculos dos deslocamentos e esforços, sendo que tais efeitos térmicos podem ser considerados sobre as estroncas, o que promove a tendência de seu alongamento, que sendo parcialmente impedido, gera conseqüentes esforços de compressão e também na própria parede de contenção através de gradientes que induzem flexão, e, portanto também influindo nos esforços sobre o sistema de estroncas. Um estudo prático e numérico é conduzido com o intuito de se validar e verificar o programa CEDEVE, primeiramente testando seus resultados com o programa SAP 2000 e, após, comparando os resultados por ele gerados com vários outros programas disponíveis (SPW2003, DEEP e ESTWIN). O efeito da temperatura sobre as estroncas, calculado pelo CEDEVE, é comparado com alguns resultados de instrumentações disponíveis na bibliografia consultada. Além disso, um estudo comparativo com alguns Métodos Empíricos e Semi-Empíricos é conduzido. De uma forma geral, é possível concluir que o Modelo de Winkler utilizado na modelagem do problema gera resultados satisfatórios e sua relação custo benefício é bastante atraente na análise de paredes de contenção / Abstract: The retaining structures, usually of wood, steel or concrete, can be constituted by sheet pile wall, piles with lagging, ¿in cast¿ pile walls and diaphragm walls among others and need to be designed, so that they reach the requirements about functionality, execution, safety and economy an appropriate way. It is possible divide the design methods in three great groups. The Empirical Methods that has been based on results of experimental measures, the Semi-Empirical Methods that admit as loading a diagram of earth pressures for both sides of the wall, in each excavation phase, presupposing the displacements and considering the struts and anchorage as fixed supports and, finally, the Analytical Methods that take into account the characteristics of strength and stiffness of the structure and soil and they make possible the evolutionary calculation of internal efforts (strut forces, bending moments and shear forces) as well as the displacements, so the previous phases are taken indeed into account in the calculations of the following phases. Initially a wide bibliographical revision on the methods of calculation of retaining structures is presented. After that, this work adopts as focus the Winkler¿s Model, through One-Dimensional Analytical Method that bases the development of the CEDEVE program (Evolutionary Calculation of Displacements and Efforts in Braced Trenches). This program assimilates the wall as a beam of unitary width, being the soil modeled as springs with linear perfectly elastic-plastic behavior including histeresis. Struts and anchorages, of elastic behavior, with or without initials forces, can be introduced in the structure. The actions on the structure occur by the soil pressures, water pressures and eventually overloads in the soil surface. The calculations are performed in agreement with the excavation phases, leaving the actions (soil pressures) and springs corresponding to the dug soil as well as introducing the struts/anchorages, so that the efforts and displacements happened in the previous phases are properly considered in the calculations of the following phases. The process of cover the trench with earth, when it exists, is also considered. A important differential of the CEDEVE program regarding other similar ones is the possibility of the inclusion of the temperature effects in the calculations of the displacements and efforts, and such thermal effects can be considered on the struts, what promotes the tendency of its stretch, that being impeded partially, generates consequent compression and also in the own retaining wall through gradients that induce bending and, therefore, also influencing on the loads on the struts system. A practical and numerical study is done with the intention of validate and verify the CEDEVE program, firstly testing their results with the program SAP 2000 and, after that, comparing the results generated with several other available programs (SPW2003, DEEP and ESTWIN). The effect of the temperature on the struts, calculated by CEDEVE, is compared with some results of available instrumentations in the consulted bibliography. Besides this, a comparative study with some Empirical and Semi-Empirical Methods was done. In general, it is possible to conclude that the Winkler¿s Model used in the modeling of the problem generates satisfactory results and its relationship cost benefit is quite attractive in the analysis of retaining structures / Doutorado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:18:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM LUCAS.pdf: 3465036 bytes, checksum: 8f3ffb1c56acebb8a4d9a43cdb6113d2 (MD5) Previous issue date: 2009-06-09 / Currently, the increasing demand for great workmanships in Brazil, had become an impediment for the development of Brazil. The Geotechnical Engineering is considered an essential tool, in great workmanships (hydroelectric power plants, subways, tunnels, etc.) supplying technical support for design and construction. In this context, the underground excavations in rock have increased too much. This work presents a study of the behavior of the closer of an underground excavation in rock, where it was considered as case study, Simplício hydroelectric power plant, located in the Paranaíba do Sul river, in frontiers of the States of Rio de Janeiro and Minas Gerais. By means of laboratory tests with samples of intact rock and survey mapping of discontinuities, was characterizes the rock mass. Establishing the principal geomechanic parameters and estimating the in-situ stress state of the rock mass, then was chose the geomechanical model and made a numerical simulation of the excavation process tunnel help downstream of tunnel 3. For the tunnel study was conducted a numerical axial analysis symmetry of the relaxation of the excavated mass on the distance from the face of excavation, to determine the moment of installation and simulate a support of the tunnel closer. For the carried out simulation, the rock mass behaved only in the elastic range, finding closer the results of the simulation, the results on the field by monitoring the tunnel. It was observed that for the degree of alteration of the studied mass, the rupture could occur for the rock as well for the discontinuities, depending on the wedges formed for the discontinuities families and the support type applied in the rock mass / Atualmente, a crescente demanda por grandes obras no Brasil, tem se tornado um gargalo para o desenvolvimento. A Geotecnia se coloca como uma ferramenta essencial, em obras de infra-estrutura (usinas hidrelétricas, metrôs, túneis etc.); fornecendo suporte técnico para projetos e execução de obras. Neste contexto, as escavações subterrâneas em rocha têm aumentado muito na última década. Esta dissertação apresenta um estudo do comportamento da convergência de uma escavação subterrânea em rocha, onde foi considerado como estudo de caso, a Usina Hidroelétrica (UHE) de Simplício/Anta, localizada no Rio Paraíba do Sul, na divisa entre os Estados do Rio de Janeiro e Minas Gerais. Por meio de ensaios em laboratório com amostras de rocha intacta, levantamento estrutural da rocha, e resultado de ensaios em campo foi caracterizado o maciço rochoso. Determinados os principais parâmetros geomecânicos e estimado o estado das tensões originais da rocha, foi então escolhido o modelo geomecânico e realizado a simulação numérica do processo de escavação do túnel auxiliar de jusante do túnel 3 (TAJ TN3). Para o túnel estudado foi realizado uma analise numérica axissimetrica da relaxação do maciço escavado em relação a distância da face de escavação, para determinação do momento da instalação do suporte e simulação bidimensional da convergência do túnel. Para a simulação realizada o maciço comportou-se apenas na faixa elástica, aproximando os resultados obtidos pela simulação, dos resultados em campo através do monitoramento da convergência. Foi observado que para o grau de alteração do maciço estudado, os modos de ruptura, podem ser tanto pela rocha quanto pelas descontinuidades, dependendo das cunhas formadas pelas famílias de descontinuidades e pelo tipo de suporte aplicado no maciço rochoso

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-09-21T14:50:47Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Nícolas Rodrigues Moura - 2018.pdf: 4165797 bytes, checksum: 86460ffa29b4d346005f977c2f75693e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-09-24T13:21:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Nícolas Rodrigues Moura - 2018.pdf: 4165797 bytes, checksum: 86460ffa29b4d346005f977c2f75693e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-24T13:21:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Nícolas Rodrigues Moura - 2018.pdf: 4165797 bytes, checksum: 86460ffa29b4d346005f977c2f75693e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-08-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Análises de estabilidade de taludes são predominantemente realizadas em duas-dimensões (2D) por métodos de equilíbrio limite. Os métodos convencionais de equilíbrio limite são alvos de muitas críticas pelo o uso do equilíbrio estático, pressuposições de forças na análise e por possuir o mesmo fator de segurança ao longo de toda a superfície de deslizamento. Para superar essas deficiências, o método proposto por Kulhawy (1969) incorpora o comportamento tensão-deformação do solo com tensões oriundas do Método de Elementos Finitos (FEM) e tem a mesma estrutura dos métodos de equilíbrio dos métodos de equilíbrio de equilíbrio limite clássicos. É também chamado de método aperfeiçoado. Devido à existência de taludes com geometrias complexas, a abordagem tridimensional (3D) é a única capaz de incorporar todos os aspectos geométricos do problema. Esta dissertação é dividida em dois artigos com o tema de estabilidade de taludes pelo o método de Kulhawy em abordagens 2D e 3D. O objetivo primário dessa dissertação é avaliar os principais fatores que influenciam a estabilidade de taludes. O primeiro artigo propôs geometrias variando de convexo a côncavo em um conjunto de propriedades típicas de solos. Duas trajetórias de geração de tensões in- situ foram utilizadas, i.e., construção e escavação. O método GLE foi calculado para fins de comparação. A superfície de deslizamento é muito dependente do histórico de tensão e da forma da face do talude. A diferença relativa no estado de tensões inicial típico alcançou 15% nas análises 2D e 34% nas análises 3D. A análise de sensibilidade do efeito do Poisson no fator de segurança mostrou-se muito relevante. A relação entre os fatores de segurança 2D e 3D são quase lineares independente do estado de tensões, das propriedades de resistência, formato da face do talude, na ordem de 30 a 40%. O segundo artigo propõe análises em barragens construídas em vales estreitos. Três abordagens de análises foram utilizadas: redução de resistência ao cisalhamento (SSR), métodos de Kulhawy e GLE. Condições típicas de fundações são muito variáveis como topografia e deformabilidade. A análise de sensibilidade do módulo de fundação de Young no fator de segurança foi insignificante em 2D e relevantes em 3D. A relação entre o comprimento do aterro (W) e a altura () é uma variável representativa do grau de estreitamento da barragem e na estabilidade de taludes. A análise de deformações planas tende a altas relações W/H e o oposto mostra elevados efeitos 3D. A inclinação da ombreira mostrou-se relevante no fator de segurança apenas em aterros em vales estreitos. Fundações mais rígidas são mais beneficias para o fator de segurança devido à produção de altos efeitos de arqueamento neste cenário. O método de Kulhawy provou-se ser vantajoso pela a incorporação do comportamento mecânico do solo, o uso de tensões mais realísticas nas análises e avaliação da estabilidade local na superfície de deslizamento. Isso aumenta a quantidade de informações úteis e confiáveis para o profissional de engenharia no projeto de taludes. Todas as análises foram realizadas usando o software SoilVision Systems, Saskatchewan, Canadá. Os módulos utilizados foram o SVLOPE, SVSOLID e o SVFLUX (SoilVision Systems Ltd., 2018). A análise de tensão para a simulação de trajetórias de escavação e construção utilizou do solucionador de Equações Diferenciais Parcias (PDE) o FlexPDE 6 (PDE Solutions Inc., 2014). / Slope stability analyses are predominantly performed using the two-dimensional (2D) conventional limit equilibrium methods. Conventional limit equilibrium methods are targets of many criticisms for using static equilibrium, assumptions of forces in the analysis and the same factor of safety along the slip surface. In order to overcome these shortcomings, the method proposed by Kulhawy (1969) incorporates the stress-strain behavior of the soil with stresses from the Finite Element Method (FEM) with the same structure as limit equilibrium methods. It is also called enhanced method. Due to the existence of slopes with complex geometries, the three-dimensional (3D) approach is only able to incorporate all the geometric aspects of the problem. This thesis is divided into two papers with the subject of slope stability analyses by the Kulhawy’s method in 2D and 3D approaches. The primary objective of this thesis is to evaluate major factors that influence slope stability. The first paper proposed geometries ranging from convex to concave in a set of soil properties. Two stress paths were considered, i.e., construction and excavation. The GLE method was computed for comparison purposes. The slip surface is very dependent on the stress history and the shape of slope face. The relative difference in typical initial stress state reached 15% in 2D analyses and 34% in 3D analyses. Sensitivity analysis of effect of Poisson’s ratio on factor of safety was very relevant. The relationship between 2D and 3D factors of safety are nearly linear independent of stress state on order of 30 to 40%. The second paper propose analyses on embankment dams built in narrow valleys. Three approaches of slope stability were used: shear strength reduction (SSR), Kulhawy’s and GLE methods. The typical conditions of foundation sites are very variable as topography and deformability. Sensitivity analysis of Young’s modulus of foundation on factor of safety was insignificant in 2D and relevant in 3D analyses. The ratio between embankment length (W) and height (H) was very important on slope stability. The plane strain analysis tends to high W/H ratio and the opposite shows high 3D effects. The inclination of abutment showed to be relevant on factor of safety only in embankments in narrow valleys. Stiffer foundations are beneficial to the factor of safety due producing high arching effects in this scenario. The Kulhawy’s method proved to be advantageous by the incorporation of mechanical behavior of soil, more realistic stress and local stability evaluation on slip surface. It increases the amount of useful and reliable information to the engineering professional in design of slopes. All analyses were performed using SoilVision Systems suite software, Saskatchewan, Canada. The modules used were SVSLOPE, SVSOLID and SVFLUX (SoilVision Systems Ltd., 2018). The stress analysis for the simulation of excavation and construction trajectories used partial differential equation (PDE) solver, FlexPDE 6 (PDE Solutions Inc., 2014).