Made available in DSpace on 2014-07-29T15:18:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 INICIO1.pdf: 76456 bytes, checksum: 67582e2139003c6e0cbd33eceb443ce2 (MD5) Previous issue date: 2009-10-29 / The joined structure-foundation analysis of buildings is one of the studied themes of Soil- Structure Interaction (SSI). In this research, a numerical tool was developed using the Matlab program to evaluate the soil-structure interaction in buildings, where the problem has been studied in the last years, but has not became a current practice in civil engineering. The developed program, here named as AIEFE, predict the settlement using the Aoki and Lopes (1975) method, using as input data the reaction loads of building columns, calculated in any subroutine of spatial-portico analysis. The commercial program TQS was chosen as this subroutine in the present research. The found foundation settlements were converted in stiffness values and, then, inputted again in the structural analysis, predicting new settlements, but no more considering the foundations as fixed points . The method is iterative, aiming to reach the settlement (or load) convergence. Two examples of buildings supported by piled foundations were analyzed. The first one presented an almost square plant and the other one was typically rectangular. The SSI effects were analyzed in terms of column loads and also stiffness and foundations settlements during the constructive process of the 15-levels studied cases. During the construction of the first building levels, it was observed a greater load and settlement redistribution, due the lower structural stiffness. Using the foundation stiffness instead of settlement values was considered as an efficient process of convergence. It was also observed that the non-linear foundation behavior had a great influence in the structure load redistribution, even on advanced construction stages when the structure stiffness has a great value. / A análise conjunta da estrutura e da fundação de uma edificação é um dos temas estudados dentro do conceito interação solo-estrutura (ISE). Neste trabalho, desenvolveu-se uma rotina de cálculo no ambiente Matlab para avaliar a interação solo-estrutura em edifícios, onde o tema é estudado há algum tempo, mas que ainda não se tornou prática corrente na engenharia civil. O programa desenvolvido, denominado AIEFE, calcula os recalques das fundações utilizando o método de Aoki e Lopes (1975), utilizando como dados de entrada as reações de apoio dos pilares do edifício vindas de uma sub-rotina de cálculo de pórtico espacial, aqui empregando-se o programa TQS. Os recalques encontrados para as fundações são convertidos em rigidezes e então são inseridos na sub-rotina de cálculo estrutural, onde se processa a estrutura novamente, não mais com apoios indeslocáveis. A metodologia é iterativa de forma a buscar a convergência de recalques ou reações de apoio. Dois exemplos de edifícios apoiados sobre blocos de estacas foram analisados. Um possuía uma geometria em planta aproximadamente quadrangular e o outro retangular. Foram avaliados os efeitos da ISE nas reações de apoio, rigidezes e recalques dos pilares durante o processo construtivo dos 15 pavimentos dos exemplos estudados. Observou-se que nos primeiros pavimentos, devido a menor rigidez da estrutura, tem-se maior redistribuição de carga, recalques e rigidezes nos pilares, e que o processo iterativo em termos de rigidez é bastante eficaz. Verificou-se, também, que o comportamento carga-recalque não-linear das fundações influenciou bastante no comportamento de carga, rigidezes e recalques dos pilares, mesmo em estágios avançados da obra, quando a rigidez da estrutura já era bastante grande.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-04-24T18:19:07Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mauro Alexandre Paula de Sousa - 2014.pdf: 7399985 bytes, checksum: b0bdd649a43901b5d6a2830d1ba7eed8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-04-24T18:22:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mauro Alexandre Paula de Sousa - 2014.pdf: 7399985 bytes, checksum: b0bdd649a43901b5d6a2830d1ba7eed8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-24T18:22:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mauro Alexandre Paula de Sousa - 2014.pdf: 7399985 bytes, checksum: b0bdd649a43901b5d6a2830d1ba7eed8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-09-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / With the increasing development of large urban centers in the country, the buildings are presenting more audacious forms in respect to the architectural project. The buildings got taller and as a result, the loads imposed to the foundations have also become larger. Knowing this, the concept of piled raft foundations began to be usually employed in many projects. These type of foundations assume that a load portion is supported by the surface layer that is in direct contact with the raft. The piled raft may contain a large number of piles, and some of them bearing high loads and resulting in a pronounced non-linear behavior. Aiming to describe the stress-strain behavior more accurately, a form of nonlinear analysis was implemented in FENF program (Ferramenta Numérica para Análise de Fundações). It is a specific finite element program for 3D foundation analysis of piled rafts. The program was developed at UFG using the language “C” and differs from the others programs by providing a more direct way to access the efforts that the foundation elements are submitted. The dissertation aims to do a literature review of linear and non-linear behavior of foundations and make the implementation of a hyperbolic model for modeling soil behavior. After verifying some literature cases, three different piled rafts (2x2, 4x4 and 6x6) were analyzed considering linear and non-linear soil behavior. The settlement, pile load distribution and internal efforts were compared, discussing the importance of taking into account the non-linear soil behavior. / Com o crescente desenvolvimento dos grandes centros urbanos no país, as edificações passaram a apresentar formas mais arrojadas no que diz respeito à parte arquitetônica, os edifícios ficaram mais altos e como consequência disso as cargas impostas às fundações também passaram a ser maiores. Sabendo disso, o conceito de fundações mistas passou a ser empregado na realização dos projetos. Esses tipos de fundações partem do princípio de que uma parcela do carregamento é absorvida pela camada mais superficial que está em contato direto com o bloco de coroamento ou sapata. Estas fundações mistas, também conhecidas como radier estaqueado, podem conter um número elevado de estacas e algumas delas suportarem carga elevada e com comportamento não linear pronunciado. Visando descrever o comportamento tensão-deformação de maneira mais precisa, foi implementado uma forma de análise não linear no programa FENF (Ferramenta Numérica para Análise de Fundações). Trata-se de um programa de elementos finitos especifico para analise em 3D de fundações estaqueadas e não estaqueadas. O programa foi desenvolvido na UFG em linguagem C e se diferencia dos demais por fornecer de maneira mais direta os esforços nos quais os elementos de fundações estão submetidos. A dissertação tem como objetivo fazer uma revisão bibliográfica do comportamento linear e não linear de fundações e fazer a implementação de um modelo hiperbólico para a modelagem do solo. Após a verificação da literatura, três radiers diferentes (2x2, 4x4 e 6x6), eles foram analisados considerando o solo com comportamento linear e não linear. Os recalques, a distribuição de carga e os esforços internos são comparados, discute-se a importância do comportamento não linear do solo.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-27T14:17:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - João Guilherme Rassi Almeida - 2014.pdf: 5543352 bytes, checksum: a34c198e41193488cf976a151433c9a8 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-28T12:05:42Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - João Guilherme Rassi Almeida - 2014.pdf: 5543352 bytes, checksum: a34c198e41193488cf976a151433c9a8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-28T12:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - João Guilherme Rassi Almeida - 2014.pdf: 5543352 bytes, checksum: a34c198e41193488cf976a151433c9a8 (MD5) Previous issue date: 2014-09-26 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Environment, socials and economics problems are related with erosive process, like: loss of soil productivity, silting of rivers and lakes, landslides in areas of risk and commitment of public services. Aspects such as climate, topography, soil type and the use and occupation of land by humans are decisive in understanding the susceptibility of a site to water erosion. However, in the case of tropical regions, two aspects have relative importance in studies erodibility: non saturation and weathering degree. In this way, the present study aims to analyze the suction effect and laterization degree in erodibility soil, emphasizing important parameters for carried out erodibility tests. Therefore, were selected two (02) areas near the city of Goiânia with distinct pedogenetic characteristics, one with younger soils (or even intermediate, as observed during the study) and another where weathering processes acted more intense, corresponding to a Cambisol soil type and a Oxisol type, respectively. In each site were collected disturbed and undisturbed samples with the aim to perform characterization tests, tropical soils tests, soil water retention curves and erodibility tests. On results were noted that both samples are a lateritic soils, presenting even primary minerals and iron oxides. The adjusting of soil water retention curves results on a bimodal shape for the Oxisol type due to the presence of micro and macropores, and with heterogeneous distribution shape for Cambisol Type, due the presence of grains on different sizes. At finally, the analysis of erosion, in general, results that the samples with lower initial suctions were more resistance to laminar erosions and in the processes of slope stability when submerged. On the Inderbitzen tests, the Oxisol showed be more susceptible to the erosive processes than the Cambisol type, probably because of the lower flow of the water. In the total and partial disintegration test, the samples of Oxisol demonstrate to be a good cohesive soil, opposite behavior have the Cambisol samples. / Os processos erosivos são fenômenos que envolvem sérios problemas ambientais, sociais e econômicos, tais como: perda da produtividade dos solos, assoreamentos de rios e lagos, deslizamentos em áreas de risco e o comprometimento de serviços públicos. Aspectos como o clima, o relevo, o tipo de solo e o uso e ocupação do solo pelo homem são determinantes no entendimento da suscetibilidade de um terreno aos processos erosivos hídricos. Contudo, em se tratando de regiões tropicais, dois aspectos apresentam relevante importância nos estudos de erodibilidade: a não saturação e o grau de intemperização. Desta forma, o presente estudo tem como objetivo geral a análise da influência da sucção e do grau de laterização na erodibilidade dos solos, destacando parâmetros importantes para a realização de ensaios de erodibilidade. Foram selecionadas 02 (duas) regiões próximas ao município de Goiânia com características pedogenéticas distintas, uma com ocorrência de solos jovens (ou mesmo intermediário, conforme foi constatado) e outra onde os processos de intemperismo agiram mais intensificadamente, correspondentes a um solo do tipo Cambissolo e do tipo Latossolo, respectivamente. Em cada local foram coletadas amostras deformadas e indeformadas com a finalidade de realizar ensaios de caracterização convencional e específicos para solos tropicais, curvas características solo-água e ensaios de erodibilidade dos solos. Como resultado, obteve-se que ambos os solos são lateríticos, apresentando desde minerais primários até óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio. A curva característica solo-água resultou em formato bimodal para o Latossolo, devido à presença de micro e macroporos, e com distribuição heterogênea para o Cambissolo, devido à presença de grãos de variados tamanhos. Por fim, na análise dos processos erosivos, constatou-se que, em geral, as amostras com menores valores de sucções iniciais apresentaram-se mais resistentes à erodibilidade superficial e à estabilidade quando inundados. No ensaio de Inderbitzen a amostra de Latossolo demonstrou-se mais susceptível aos processos erosivos laminares do que a amostra de Cambissolo, devido à baixa vazão do fluxo de água. Já no ensaio de desagregação total e parcial, as amostras do Latossolo apresentaram-se bem coesas, ao contrário do ocorrido nas amostras do Cambissolo.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-03-29T15:39:07Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Henrique Araujo Rodrigues Sattler - 2015.pdf: 3327262 bytes, checksum: 1c260793f2aa5b49f25d29e6835ab326 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-03-29T15:41:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Henrique Araujo Rodrigues Sattler - 2015.pdf: 3327262 bytes, checksum: 1c260793f2aa5b49f25d29e6835ab326 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-29T15:41:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Henrique Araujo Rodrigues Sattler - 2015.pdf: 3327262 bytes, checksum: 1c260793f2aa5b49f25d29e6835ab326 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-08-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work is a study of linear and nonlinear free vibration of a cylindrical panel simply supported subjected to a dependent loading time. From the full potential and kinetic energy functional of a cylindrical panel to determine the system's equations of motion, whereas the field of deformations of the cylindrical panel follows the non-linear theory for Donnell shallow shell. For discretization of the cylindrical panel moving system of equations is performed a test procedure able to obtain the fields axial and circumferential displacements from a modal expansion radial displacement field, creating a low-dimensional discretized model. Determine the radial displacement field from perturbation techniques that provides the nonlinear modes which couple to the linear vibration mode of the system from the quadratic and cubic non-linearities present in the cylindrical panel equilibrium equations. With this system of equations is reduced to a partial differential equation as a function of the expansion of the modal amplitudes for the radial displacement being discretized then the Galerkin method. They present the results of various free, linear and non-linear vibrations, and forced into a cylindrical simply supported panel, showing the remarkable influence of the modal coupling in modal solution to this radial displacement and the panel geometry. / Neste trabalho, realiza-se um estudo das vibrações livres, lineares e não lineares, e forçadas de um painel cilíndrico simplesmente apoiado submetido a um carregamento dependente do tempo. A partir dos funcionais de energia potencial total e cinética de um painel cilíndrico, determinam-se as equações de movimento do sistema, considerando que o campo de deformações do painel cilíndrico segue a teoria não linear de Donnell para cascas abatidas. Para obter a discretização do sistema de equações de movimento do painel cilíndrico, realiza-se um procedimento analítico capaz de obter os campos de deslocamentos axial e circunferencial a partir de uma expansão modal para campo de deslocamento radial, criando um modelo discretizado de baixa dimensão. Determina-se o campo de deslocamentos radiais a partir de técnicas de perturbação que fornece os modos não lineares que se acoplam ao modo linear de vibração do sistema a partir das não linearidades quadráticas e cúbicas presentes nas equações de equilíbrio do painel cilíndrico. Com isto o sistema de equações é reduzido para uma equação diferencial parcial em função das amplitudes modais da expansão para o deslocamento radial, sendo discretizada, em seguida, pelo método de Galerkin. Apresentam-se diversos resultados das vibrações livres, lineares e não-lineares, e forçadas para um painel cilíndrico simplesmente apoiado, mostrando a marcante influência do acoplamento modal presente na solução modal para os deslocamentos radiais e da geometria do painel.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-06-14T17:15:46Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vinícius de Oliveira Kuhn - 2014.pdf: 14459455 bytes, checksum: 11696ddc15a23f367e9d7747b46d68ba (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2017-07-07T19:38:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vinícius de Oliveira Kuhn - 2014.pdf: 14459455 bytes, checksum: 11696ddc15a23f367e9d7747b46d68ba (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-07T19:38:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vinícius de Oliveira Kuhn - 2014.pdf: 14459455 bytes, checksum: 11696ddc15a23f367e9d7747b46d68ba (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-08-15 / Outro / Often overlooked, the mechanical behavior of unsaturated soils when subjected to high suctions is relevant for several engineering problems. These range from common questions regarding the behavior of near-surface desiccated clays to very specific challenges, such as the design of nuclear waste disposal barriers. In this context, the objectives of this work are to experimentally study the shear strength of a compacted unsaturated tropical soil considering high suctions, to evaluate the performance of existing shear strength models, and to develop a model that addresses the particular behavior observed under high suctions. The material studied, a residual clayey soil from Goiania, GO, Brazil derived from mica schist, was semi-statically compacted at optimum conditions corresponding to the Standard Proctor. An extensive experimental program was undertaken, manly comprised of CDnsat triaxial tests for relatively low matric suctions (i.e., lower than 300 kPa), CW triaxial tests for relatively high total suctions, and Brazilian tensile tests also for high total suctions. The CW triaxial and tensile tests required the measurements of suction before and after failure. These measurements were carried out using both the filter paper technique for total and matric suction and a dew point potentiometer for total suction. In addition, tests were performed to determine the soil-water characteristic curve (SWCC) at unconfined condition. Data obtained from unsaturated triaxial tests also allowed the measurement of the SWCC, specifically for the soil consolidated at different confining stresses and for the soil subjected to deviator stresses. The experimental program was complemented by consolidated-drained triaxial tests and isotropic compression tests, both under saturated conditions. The monitoring of several stress, strain, and volume-mass state variables allowed for a detailed evaluation of soil behavior. Based on the results of the experimental program, it was determined that for total suctions ranging from zero up to approximately 10,000 kPa there is significant nonlinear shear strength increase. Beyond that suction, shear strength decreases as the soil desaturates. The shear strength loss depends on the net normal stress, with the soil presenting smaller reductions in shear strength for higher confining stresses. A remarkable relationship between the SWCC and the shear strength was observed, with the point of maximum strength corresponding to the air-entry value of the micropores. The relationship between shear strength and the water stored in micropores that are generally present within clay aggregates indicates the importance of the mechanical stability of these soil aggregates. The performance of different fitting and prediction models was evaluated considering both low suctions and the wide range of suctions used in the experimental program. Existing prediction models based on SWCC proved inaccurate for high suctions, requiring changes in their formulations. A new family of models that consider the entire range of suctions, including the loss of shear strength, was proposed. Finally, the prediction models using the SWCC of the soil under deviator stress (i.e., peak conditions) was evaluated, showing that the use of the unconfined SWCC presents superior prediction results to both low suctions and the wide range of suctions. / Geralmente desprezado, o comportamento mecânico dos solos não saturados quando submetidos a elevadas sucções é relevante em diversos problemas, desde o comportamento de camadas superficiais de argilas ressecadas até o desempenho de barreiras para disposição de resíduos nucleares. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é estudar experimentalmente a resistência ao cisalhamento de um solo tropical compactado não saturado considerando altas sucções, avaliar modelos de comportamento existentes e desenvolver um modelo de comportamento que contemple altas sucções. O material estudado, uma argila residual madura de micaxisto de Goiânia, GO, foi compactada semi-estaticamente na condição ótima correspondente ao Proctor Normal. Foi desenvolvida uma campanha de investigações experimentais que incluiu ensaios triaxiais com controle de sucção do tipo CDnsat, para relativamente baixas sucções matriciais (i.e., menores que 300 kPa), ensaios triaxiais do tipo CW para relativamente altas sucções totais e ensaios de compressão diametral, também para altas sucções totais. Os ensaios do tipo CW e de compressão diametral foram realizados com medição de sucção pré e pós ruptura. Pra tal, foram empregadas a técnicas do papel filtro para sucções totais e matriciais e um potenciômetro de ponto de orvalho para sucções totais. Foram também realizados ensaios de determinação da curva característica solo-água (CCSA) em condições não confinadas, dados esses que foram combinados com CCSAs obtidas a partir dos ensaios triaxiais não saturados, para diferentes tensões confinantes e para diferentes tensões desvio. O programa experimental foi complementado com ensaios triaxiais do tipo CD e ensaios de compressão isotrópica, ambos para o solo saturado. O monitoramento de diversas variáveis de estado de tensão, deformação e volume-massa, permitiu uma avaliação ampla do comportamento do solo. Baseado nos resultados experimentais, foi determinado que o solo submetido à sucções de até aproximadamente 10.000 kPa tem significante, porém não linear, ganho de resistência ao cisalhamento. A partir deste ponto o solo sofre perda de parte dessa resistência. A perda de resistência depende das tensões normais líquidas, sendo essa perda menor para tensões confinantes maiores. Foi observada uma marcante relação entre a CCSA e a resistência ao cisalhamento, sendo o ponto de máxima resistência associado ao ponto de início da secagem dos microporos. A relação entre a resistência ao cisalhamento e a água armazenada nos microporos, geralmente presente em agregados de argila, indica a importância da resistência interna desses agregados. Foram avaliados os desempenhos de diversos modelos de comportamento de solos não saturados na representação do comportamento do solo estudado, considerando baixas sucções e toda a faixa de sucções empregadas. Foi proposta uma nova família de modelos que considera toda a faixa de sucções, incluindo a perda de resistência ao cisalhamento. Modelos de previsão baseados na CCSA existentes na literatura mostraram-se pouco acurados para altas sucções, sendo necessárias alterações nas formulações. Finalmente, os modelos de previsão foram avaliados utilizando as CCSAs de estado de ruptura, mostrando que o uso de CCSAs desconfinadas apresentam melhor previsão de resistência tanto para altas sucções (todas as sucções) quanto para baixas sucções (até 2.000 kPa).

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-26T11:58:08Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Douglas Magalhães Albuquerque Bittencourt - 2012.pdf: 7044749 bytes, checksum: fe5d3f4437aa7025f71647fb8c7850f4 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-26T12:17:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Douglas Magalhães Albuquerque Bittencourt - 2012.pdf: 7044749 bytes, checksum: fe5d3f4437aa7025f71647fb8c7850f4 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-26T12:17:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Douglas Magalhães Albuquerque Bittencourt - 2012.pdf: 7044749 bytes, checksum: fe5d3f4437aa7025f71647fb8c7850f4 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2012-06-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A growing demand for better-prepared projects of foundations and able to attend the high degree of structural complexity of the actions has been noted in recent years. However, the current geotechnical design philosophy shows itself outdated or unable to solve these needs, due to the fact that traditional methods of calculating piled foundations often ignore the performance of the block contact with the soil and neglect the influence of the stiffness and the interaction among the elements that makeup the foundation system. To increase the quality of the design of large pile groups, with or without associated columns, there is a need for a more rigorous treatment of the problem and, in order to achieve it, one may employ the concept of piled raft which allows an integrated analysis of the entire set responsible for the performance of the foundation: the raft, the piles and the soil. This approach has a complexity inherent of its formulation; therefore, its development is generally more successful employing numerical methods. In this context, this study aimed to develop a three-dimensional numerical tool in finite elements, using the programming language "C" for the study of piled raft foundations, which was called Ferramenta Numérica para Análise de Fundações (FENF). The program was fully developed during the research period and contrasts the commercial software available at present for outputting the results that are necessary for the project, such as stresses, strains, shear and normal efforts, displacements, and bending moments in the block and the piles etc. In addition, along with the program, a search algorithm was developed which is capable of identifying the best combination of the height and length of the block and cross section of piles that result in a viable solution with the lowest cost. In order to do so, the software employs the linear elastic constitutive model for materials and represents them through finite three-dimensional isoparametric elements with eight nodes and linear interpolation functions for the displacement fields. During its development and after it was complete, the numerical tool has been successfully validated by comparing its results with those of other programs also in finite element or with analytical solutions of the Linear Theory of Elasticity. Two examples of application of FENF have been presented with Exhaustive Search Ordered, in which: one block with 16 and another with 36 piles, allowing us to evaluate the effectiveness of the program and compare its results with those predicted by the simplified manual method. It’s been noticed that the integrated treatment of the foundation system, considering it as a piled raft, allows us to obtain a more economical and safer project. / Tem-se verificado nos últimos anos uma demanda crescente por projetos de fundações mais bem elaborados e capazes de atender ao alto grau de complexidade das ações estruturais. Entretanto, a filosofia de projeto geotécnico atual se mostra defasada ou incapaz de suprir a essas necessidades, uma vez que os métodos tradicionais de cálculo de fundações estaqueadas muitas vezes desprezam o desempenho do contato do bloco com o solo e negligenciam a influência da rigidez e da interação entre os elementos que compõem o sistema de fundação. Para o aumento da qualidade da concepção de grandes grupos de estacas, com ou sem a associação de pilares, é necessário um tratamento mais rigoroso do problema utilizando, por exemplo, o conceito de radier estaqueado. Tal abordagem permite uma análise integrada de todo o conjunto responsável pelo desempenho da fundação: o radier, as estacas e o solo, mas possui uma complexidade inerente a sua formulação sendo que o seu desenvolvimento é geralmente mais bem sucedido empregando-se métodos numéricos. Nesse contexto, este trabalho visou ao desenvolvimento de uma ferramenta numérica tridimensional em elementos finitos, utilizando a linguagem de programação “C”, para o estudo de fundações em radier estaqueado, que foi denominada de Ferramenta Numérica para Análise de Fundações (FENF). O programa foi desenvolvido integralmente durante o período da pesquisa e destaca-se dos programas comerciais atuais por disponibilizar saídas de resultados necessárias ao projeto, como tensões, deformações, deslocamentos, esforços cortantes e normais e momentos fletores para o bloco e para as estacas etc. Além disso, foi desenvolvido e incorporado ao FENF um algoritmo de busca capaz de identificar a melhor combinação de altura de bloco e comprimento e seção transversal de estacas que resultem em uma solução viável tecnicamente e com o menor custo. O programa FENF emprega o modelo constitutivo elástico-linear para os materiais e os representa por meio de elementos finitos tridimensionais isoparamétricos com oito nós e funções de interpolação lineares para os campos de deslocamentos. A ferramenta numérica foi validada com êxito, a partir da comparação de seus resultados com os de outros programas, também em elementos finitos, ou com soluções analíticas da Teoria da Elasticidade Linear. Foram apresentados dois exemplos de aplicação do FENF com a Busca Exaustiva Ordenada, sendo um bloco com 16 e outro com 36 estacas, que permitiram avaliar a eficácia do programa e comparar os seus resultados com os previstos pelo método manual simplificado. Verificou-se que o tratamento integrado do sistema de fundação, considerando-o como um radier estaqueado, permite a obtenção de um projeto mais econômico e mais seguro.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-04-20T17:51:20Z No. of bitstreams: 3 Dissertação - Melina Freitas Rocha - 2013 - parte 01.pdf: 18877116 bytes, checksum: db6e237169520b45aaf7353c708c8366 (MD5) Dissertação - Melina Freitas Rocha - 2013 - parte 02.pdf: 8252606 bytes, checksum: c0d1163233c3716f97b6b48d0006dada (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-04-20T17:52:46Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Dissertação - Melina Freitas Rocha - 2013 - parte 01.pdf: 18877116 bytes, checksum: db6e237169520b45aaf7353c708c8366 (MD5) Dissertação - Melina Freitas Rocha - 2013 - parte 02.pdf: 8252606 bytes, checksum: c0d1163233c3716f97b6b48d0006dada (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-20T17:52:47Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Dissertação - Melina Freitas Rocha - 2013 - parte 01.pdf: 18877116 bytes, checksum: db6e237169520b45aaf7353c708c8366 (MD5) Dissertação - Melina Freitas Rocha - 2013 - parte 02.pdf: 8252606 bytes, checksum: c0d1163233c3716f97b6b48d0006dada (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-07-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The need for the use of structures retaining wall have been increasingly used in engineering works. The valuation of soil use has led to wide-ranging exploration of the subsoil, resulting in large excavations that change the equilibrium state of the soil. The performance and design of retaining wall require a good understanding of the stress state of the soil, soil-structure interaction and varying the saturation of soil during construction and useful life. The useful life of retaining wall must ensure stability, functionality and durability. The analysis of soilstructure interaction becomes important by the fact that the same structure subjected to the same external load, presents support reactions that vary with the particular conditions of the mass of soil in which it lies. Therefore the study of soil-atmosphere interaction is an essential factor for unsaturated soils. In order to evaluate the influence of suction on structural design in balance were simulated real conditions of rainfall in three different soils for three excavations (3, 6 e 9 m) and inciciais different conditions N.A. It was observed that the behavior of the suction profile is inwardly related to the parameters as well as saturated and unsaturated soil each, with the intensity and duration of precipitation. Through the theory of earth pressure Rankine for saturated soils, the formulation was developed to calculate the active and passive earth pressure into account the unsaturated soil for three different behaviors of suction, i.e., constant suction over the depth matric suction decrease linearly with depth and suction profile mixed (ie, the part is kept constant and decrease linearly with depth). After determination of the active and passive earth pressure was established equilibrium limit retaining wall and give the sheet length for safety factors of 1,0 and 1,5. It was noticed that there is reduction in the active earth pressure and increased passive earth pressure for all conditions in suction profile. Due to suction, there is an increased horizontal depth tension zone that contributes to the reduction in the horizontal efforts on the structures retaining wall , then a reduction in the sheet length. Otherwise the specific weight natural varies with the suction and that is a factor that can increase efforts, particularly for rainfall with relative intensity close to 1 (q/ksat) and saturated soils with high permeability, where suction is small and has constant distribuiton in the soil profile. / A necessidade do uso das estruturas de contenção tem sido cada vez mais frequente em obras de engenharia. A valorização do uso do solo tem levado a exploração ampla do subsolo, implicando em grandes escavações que alteram o estado de equilíbrio do solo. O desempenho e dimensionamento da contenção exigem um bom entendimento do estado de tensões do solo, da interação solo-estrutura e da variação da saturação do solo durante a construção e vida útil da contenção. A vida útil de uma obra deve garantir estabilidade, funcionalidade e durabilidade. A análise da interação solo-estrutura torna-se importante pelo fato de que a mesma estrutura, submetida à mesma carga externa, apresenta reações de apoio que variam com as condições particulares do maciço de solo em que ela se encontra. Portanto o estudo da interação solo-atmosfera é um dos fatores essenciais para os solos não saturados. Com intuito de avaliar a influência da sucção no dimensionamente de uma estrutura de contenção em balanço, foram simulados condições reais de precipitações em três solos distintos para três profundidades de escavações (3, 6 e 9 m) e para várias condições inciciais de N.A. E observou-se que o comportamento do perfil de sucção está intimamente relacionado com os parâmetros saturados bem como os não saturados de cada solo, com a intensidade e duração da precipitação. Através da teoria do empuxo de terra de Rankine, para os solos saturados foram desenvolvidas as formulação para cálculo dos empuxos ativos e passivo levando em consideração a não saturação do solo, para três comportamentos diferentes da sucção, isto é; sucção constante ao longo da profundidade, sucção variando linearmente com a profundidade e perfil de sucção misto (i.e., parte é mantido constante e parte varia linearmente com a profundidade). Após a determinação dos empuxos ativo e passivo foi estabelecido o equilíbrio limite da contenção e determinado o comprimento da ficha para dos fatores de segurança de 1,0 e 1,5. Percebeu-se que há redução do empuxo ativo e um acréscimo do empuxo passivo para todas as condições de perfil de sucção. Devido a sucção, há um aumento da profundidade da tensão horizontal nula que foi um dos parâmetros que contribui para a redução dos esforços horizontais na contenção, logo uma redução no comprimento da ficha. Por outro lado o peso específico natural varia com a sucção e esse é um fator que pode aumentar os esforços, principalmente para chuvas com intensidade relativa próxima de 1 (q/ksat) e solos com permeabilidade saturada alta, onde a sucção é pequena e tem-se distribuição constante no perfil do solo.

[pt] um depósito de solos muito moles da Barra da Tijuca (Baixada de Jacarepaguá), que pertence a uma planície costeira do Rio de Janeiro (RJ). O perfil de solos muito moles de fundação possuía até 17 m de espessura, caracterizados pelo Nspt igual a 0. O aterro foi construído em etapas e os recalques foram acelerados com a instalação de drenos verticais pré-fabricados na fundação. A construção do aterro durou cerca de 1,5 ano e foi monitorada por meio de instrumentação geotécnica. Campanhas de ensaios de campo e laboratório foram realizadas para determinação das características geotécnicas dos solos. Dez amostras foram coletadas em dois furos verticais de duas localidades virgens do depósito. Para evitar o amolgamento, cada etapa do processo de amostragem, desde a coleta até a moldagem dos corpos de prova, foi conduzida tomando-se cuidados especiais. Os corpos de prova foram moldados nas condições indeformada (horizontal e vertical) e completamente amolgada. Os procedimentos de moldagem dos corpos de prova foram associados à excelente qualidade da maioria dos corpos de prova moldados e por isso foram descritos detalhadamente. Todas as conclusões do trabalho levaram em consideração apenas os resultados dos ensaios realizados com corpos de prova considerados de excelente qualidade. Os ensaios de campo foram realizados em furos adjacentes aos furos onde foram coletadas as amostras indeformadas e na mesma região em que foram instalados grupos de instrumentos geotécnicos. A análise dos resultados dos ensaios de campo e laboratório e dos registros da instrumentação revela a existência de dois horizontes de solos muito moles que exibem características distintas e são separados por uma lente de areia contínua. O solo do horizonte superior (até 5 m de profundidade), que provavelmente foi formado após um período geológico de descarregamento do horizonte inferior, é caracterizado pelas condições de baixas tensões efetivas. O solo do horizonte inferior também está sob baixas tensões efetivas, contudo com uma tensão de préadensamento caracterizada pela diferença sp - sv0 25 kPa (constante com a profundidade), a qual pode ser associada ao mecanismo de carregamento e descarregamento mecânico. Uma correlação entre OCR (obtidas em ensaios de adensamento) e a razão Su/s’v0 (obtidas de ensaios de palheta e CPTu) foi atualizada para os solos do depósito. A alta compressibilidade dos solos foi confirmada pelos dados da instrumentação do aterro que mostraram recalques superficiais da ordem de 50 por cento da espessura do aterro (4,5 m). Os valores de Ca/Cc para os solos do depósito foram superiores aos valores característicos da maioria dos solos que se tem registro. Relações práticas para descrever a permeabilidade dos solos foram atualizadas. Os coeficientes de adensamento dos solos foram determinados por diversas formas e os resultados dos mesmos, apesar de apresentarem grande variabilidade (até dez vezes), não mostraram tendência quando os valores de campo (ensaios e dados de instrumentação) e laboratório foram comparados. O amolgamento dos corpos de prova afetou as características de permeabilidade e compressibilidade (primária e secundária) dos solos de ambos horizontes, mas os efeitos do mesmo foram mais severos nos solos do horizonte inferior. Uma previsão numérica, na qual se adotou um modelo para solo mole com fluência e foram considerados os parâmetros de laboratório, superestimaram levemente os recalques do aterro com o tempo. / [en] This work presents a settlement analysis of an embankment built on a very soft soil deposit in Barra da Tijuca (Baixada de Jacarepaguá), which is located in Rio de Janeiro’s coast. The geotechnical profile shows a very soft soil with thickness reaching 17 m, with Nspt equal 0. The embankment was built in stages and its settlements were accelerated with prefabricated drains. The construction lasted about 1,5 year and was monitored by means geotechnical instrumentation. Field and laboratory test programs were carried out to define the geotechnical characteristics of the soil. Ten samples were collected from two vertical boreholes before any loading was applied to the soil. To avoid disturbance, each stage of sample process, from sampling to specimen preparation, was conducted with special procedures. Tests have been carried out both in undisturbed (vertical and horizontal directions) and completely disturbed conditions. The specimen preparation procedures are described in detail. Conclusions considered only the results of tests conducted on specimens with excellent quality. The in-situ tests were performed in vertical boreholes next to boreholes where the undisturbed samples were collected and in the same location in which geotechnical instruments group were installed. The analysis of the field and laboratory tests and instrumentation data revealed the existence of two very soft soil layers exhibiting distinct characteristics which are separated by a continuous sand lens. The upper soil layer (from surface down to about 5 m depth), that was probably formed after an unloading geological period of the underlying layer, is characterized by low effective in situ stresses. The underlying soil is also under low in-situ effective stresses, but with a preconsolidation pressure characterized by the difference s’p - s’v0 25 kPa (constant with depth). A correlation between OCR (from consolidation tests) and Su/sv0 ratio (from vane and CPTU tests) for similar soils has been updated. The high compressibility of soils was confirmed by the embankment instrumentation data. Ca/Cc values, higher than usual for most known soils, were found. Practical relationships have been updated to describe the permeability of the deposit. Soil consolidation coefficients were estimated in different ways and values, even though have showed large difference (up to ten times), did not showed tendency when laboratory or field (tests and instrumentation data) values were compared. Disturbance affected the permeability and compressibility (primary and secondary) characteristic of the soils of both layers, but its effects were more severe in the underlying layer. A numerical prediction, in which a creep-soft-soil model was used and parameters obtained from the laboratory tests were considered, lightly overestimated the embankment settlements with time.

Made available in DSpace on 2011-03-23T21:19:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Item created via OAI harvest from source: http://www.bdtd.ufpa.br/tde_oai/oai2.php on 2011-03-23T21:19:39Z (GMT). Item's OAI Record identifier: oai:bdtd.ufpa.br:288 / Accomplishes the survey of the most commonly types of foundations used in the construction work, in the last decades in the city of Belém-PA; defining its characteristics, peculiarities, technical aspects of the its measurement, load capacity and, executive process. Identifies the type of the soil in which are laid with respective profile and geotechnical characteristics and divides the city into areas, mapping according to its geological profile; type of foundation; layer depth; executive process and, relative cost. The work is divided in four stages: the first one corresponds the literature review, regarding the study of the foundations, including the foundation historical development and soil mechanics in the world, in Brazil and in Belém; geotechnical research with characteristics of the soil in the area of Belém and, study of the Geographical Information Systems GIS. The second stage involving technical survey in construction and design companies, for development of database concerning the foundations used in the city. The third, to relates the ordination and technical analyses of the collected data and, the fourth consists on the writing of the final text and the elaboration of the city maps, based on the Geographical Information Systems GIS, in scale 1:10.000, concerning the type of foundation; the geotechnical profile of the soil; the soils kind and the executive process; the probable foundation depth and, the relative cost of the foundation in relation to the total of the work. / Realiza o levantamento dos vários tipos de fundações mais comumente utilizadas na construção civil, nas últimas décadas na cidade de Belém PA, definindo suas propriedades, peculiaridades, aspectos técnicos de seu dimensionamento, capacidade de carga e processo executivo. Identifica o tipo de solo, em que estão assentes, com respectivos perfil e características geotécnicas e efetua o mapeamento da cidade por regiões, de acordo com perfil geológico; tipo de fundação; profundidade de assentamento; processo executivo; e custo relativo. O trabalho é dividido em quatro etapas: a primeira correspondente à pesquisa bibliográfica a respeito do estudo das fundações, abrangendo desenvolvimento histórico das fundações e mecânica dos solos, no mundo, Brasil e Belém; pesquisa geotécnica e características do solo de Belém e; estudo dos Sistemas de Informações Geográficas SIG,; a segunda envolvendo levantamento técnico junto as empresas construtoras e firmas de projetos locais, para catalogação e formação de um banco de dados acerca das fundações praticadas na cidade; a terceira relativa a ordenação e análise técnica dos dados coletados e a quarta, consiste na redação do texto final e na elaboração de mapas da cidade, baseados em Sistema de Informação Geográfica - SIG, em escala 1:10.000, concernentes ao tipo de fundação; o perfil geotécnico do terreno; o tipo de solo e processo executivo; profundidade provável para a fundação e, o custo relativo da fundação em relação ao total da obra.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2016-03-02T21:02:06Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Carolina Queiroz Arantes Prudente - 2015.pdf: 2676423 bytes, checksum: 95fa022b3853b805c569eb33d3d481e4 (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-03-03T12:08:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Carolina Queiroz Arantes Prudente - 2015.pdf: 2676423 bytes, checksum: 95fa022b3853b805c569eb33d3d481e4 (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-03T12:08:14Z (GMT). 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In the middle western Brazil, in the state of Goiás, there is not advanced studies on asphalt mixtures used in highways and in urban pavements, and there is not a technical scientific proofing that the local aggregates available in the region, is the best option considering the local conditions. Forward better conditions of infrastructure, it is proposed to develop more efficient asphalt mixtures for pavements, by submitting the mixtures through analysis of mechanical strength and performance test, analyzing if the most used asphalts mixtures are satisfactory or not. The hot asphalt mixture are composed by aggregates and asphalt binders that are design in order to attend the parameters set in the projects according to demand and traffic types. In this research, it was proposed the study of six asphalt mixture design with different types of asphalt binders with the same aggregates origin in a different grain size range (Bands B and C). The binders used in this study are the conventional cement asphalt in the region, CAP 30/45 e 50/70 (Brazilian penetration grade), with low and medium penetration, respectively, and the polymer modified asphalt (AMP). The CAP 50/70 is the most used conventional binder in the region, followed by CAP 30/45. Tha AMP binder is not often used. The characterization tests of the materials that composed the mixture are presented and their selection and characterization attended the standardized procedures and requirements by the brazilian department responsible for highway structures (DNIT). In a second stage, the design tests were performed, combining aggregates and binders in different rates, by the Marshall Mix Design Method using manual compression, until the great design was obtained The laboratory tests were realized with this great design to analyze the mass loss and obtain its mechanical properties, given by the tensile strength (RT). Performance tests were realized to obtain its resilient modulus (MR) and, using wheel tracking test, to obtain the permanent deformation (DP). The results showed that the common hot mixture asphalt used in the region (range C and CAP 50/70), is not a good option, because its performance is not satisfactory. Therefore, the range to be used, and the binder, must be analyzed for each traffic level. It is also recommended to evaluate the Marshall methodology for design mixtures, considering mainly the compression way and the determination of the maximum densities. / A malha rodoviária brasileira é composta, principalmente, por pavimentos do tipo flexível ou asfáltico, que devem, para promover a segurança ao tráfego nas rodovias, suportar os efeitos das mudanças de clima e resistir ao fluxo de veículos. Para isso, a estrutura do pavimento é particularmente importante e deve ser constituída por camadas que distribuam as cargas a que estão submetidas, minimizando os esforços verticais produzidos pela ação do tráfego e, consequentemente, oferecendo proteção ao subleito. Em busca de melhores condições de infraestrutura no estado de Goiás, propôs-se avaliar se as misturas asfálticas mais utilizadas na região são consideradas satisfatórias ou não, visto que inexistem estudos desenvolvidos sobre o assunto. As misturas asfálticas a quente são compostas de agregados e ligantes, que são dosados de forma a atender os parâmetros determinados nos projetos de acordo com a demanda e tipos de tráfego. Nesta pesquisa, foi proposto o estudo da dosagem de seis projetos de misturas, com diferentes tipos de ligantes asfálticos para agregados de mesma origem nas faixas granulométricas mais utilizadas na região (Faixas B e C). Foram utilizados ligantes convencionais CAP 30/45 e 50/70, com baixa e média penetração, respectivamente, e asfalto modificado com polímero (AMP). Dos ligantes convencionais, o CAP 50/70 é o mais utilizado na região, seguido do CAP 30/45, já o AMP ainda não é frequentemente utilizado. Foram realizados ensaios de caracterização dos materiais que compõem as misturas, que seguiram os procedimentos e requisitos normatizados pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). Em uma segunda etapa, foram realizados ensaios de dosagem, combinando agregados e ligantes em diferentes taxas até que, por meio da metodologia Marshall com compactação manual, fosse obtida a dosagem considerada ótima para cada mistura estudada. Com essas dosagens, foram realizados ensaios em laboratório, para análise de desgaste, de desempenho das misturas e de suas propriedades mecânicas, por meio da determinação da resistência à tração por compressão diametral, do módulo de resiliência e da deformação permanente. Os resultados obtidos demonstraram que a mistura asfáltica mais comum de ser utilizada como camada de rolamento na região (Faixa C e CAP 50/70) não apresenta comportamento satisfatório. Dessa forma, a faixa granulométrica a ser utilizada deve ser repensada, bem como o tipo de ligante a ser utilizado para cada nível de tráfego. Recomenda-se, também, a reavaliação da utilização da metodologia Marshall para dosagem das misturas, principalmente na questão da forma de compactação e na determinação das densidades máximas.