A Resolução nº 258/99 do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA, em vigor desde janeiro de 2002, obriga a destinação ambientalmente correta de pneumáticos inservíveis. Os pneus são considerados inservíveis devido ao desgaste e quando não há possibilidade de reaproveitamento para uso veicular e nem para processos de reforma. Entretanto, preservam propriedades físicas com potencial de aproveitamento na engenharia civil. Nos últimos anos surgiram várias iniciativas no Brasil, desde pesquisas acadêmicas à execução de obras, para a utilização de pneus, sobretudo em pavimentação asfáltica e aterros reforçados. Este trabalho analisa outras alternativas de aplicação de pneus inservíveis em obras geotécnicas e rodoviárias. Apresenta a caracterização dos pneus, suas propriedades físicas, parâmetros geotécnicos e geomecânicos e são realizadas análises paramétricas para cada tipo de aplicação estudada, isto é, muros de gravidade, reforço do subleito de pavimentos e aterros leves. / The Resolution nº 258/99 of the Brazilian Council for the Environment - CONAMA, in vigour since January of 2002, compels the environmentaly correct destination of scrap tires. The tires are considered used when there is no possibility of vehicle utilization or renew process. However, they preserve physical properties with potential of utilization in civil engineering. In the last years, for instance, several options were considered in Brazil, from academic researches to the execution of works, particularly in the asphalt paving industry and in reinforced embankments. This work analyzes anothers alternatives for scrap tires in geotechnical and transportation applications. It presents the characterization of tires, their physical properties and geotechnical and geomechanics parameters. It also presents parametric analyses carried out for each type of studied application, that is, gravity walls, reinforcement of road subgrades and lightweigth fill for road embankment.

A Resolução nº 258/99 do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA, em vigor desde janeiro de 2002, obriga a destinação ambientalmente correta de pneumáticos inservíveis. Os pneus são considerados inservíveis devido ao desgaste e quando não há possibilidade de reaproveitamento para uso veicular e nem para processos de reforma. Entretanto, preservam propriedades físicas com potencial de aproveitamento na engenharia civil. Nos últimos anos surgiram várias iniciativas no Brasil, desde pesquisas acadêmicas à execução de obras, para a utilização de pneus, sobretudo em pavimentação asfáltica e aterros reforçados. Este trabalho analisa outras alternativas de aplicação de pneus inservíveis em obras geotécnicas e rodoviárias. Apresenta a caracterização dos pneus, suas propriedades físicas, parâmetros geotécnicos e geomecânicos e são realizadas análises paramétricas para cada tipo de aplicação estudada, isto é, muros de gravidade, reforço do subleito de pavimentos e aterros leves. / The Resolution nº 258/99 of the Brazilian Council for the Environment - CONAMA, in vigour since January of 2002, compels the environmentaly correct destination of scrap tires. The tires are considered used when there is no possibility of vehicle utilization or renew process. However, they preserve physical properties with potential of utilization in civil engineering. In the last years, for instance, several options were considered in Brazil, from academic researches to the execution of works, particularly in the asphalt paving industry and in reinforced embankments. This work analyzes anothers alternatives for scrap tires in geotechnical and transportation applications. It presents the characterization of tires, their physical properties and geotechnical and geomechanics parameters. It also presents parametric analyses carried out for each type of studied application, that is, gravity walls, reinforcement of road subgrades and lightweigth fill for road embankment.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A presente dissertação apresenta um estudo do comportamento de um muro de gravidade flexível submetido a carregamentos sísmicos. A influência do carregamento sísmico, e mais precisamente da variação da aceleração horizontal de pico é avaliada num estudo paramétrico, através da análise dos resultados obtidos para os deslocamentos e acelerações horizontais que ocorreram no paramento do muro de gravidade. Optou-se pela análise ao longo do tempo, introduzindo o carregamento sísmico ao modelo numérico do qual fazia parte o muro de gravidade através de 5 históricos temporais de acelerogramas horizontais normalizados em 0,05g, 0,10g, 0,15g, 0,20g e 0,25g. O evento sísmico de origem dos acelerogramas normalizados foi o terremoto ocorrido no Chile em 27 de fevereiro de 2010 e medido na estação em San Jose de Maipo, a 332,7km do epicentro do terremoto. Utiliza-se um software computacional aplicado à Geotecnia, o Plaxis, para a calibração de um modelo numérico em situação estática e posterior desenvolvimento das análises paramétricas em condições sísmicas. As análises realizadas para avaliação do comportamento do muro de gravidade em condição sísmica foram a verificação da influência da variação do acelerograma horizontal normalizada introduzido na base do modelo nos valores das acelerações e deslocamentos horizontais atuantes no muro e a verificação da influência do carregamento sísmico em comparação com a situação estática, comparando-se os valores dos deslocamentos horizontais obtidos na análise estática e nas análises dinâmicas. Os fatores que influenciam potencialmente nos resultados numéricos em condições sísmicas foram apresentados, destacando-se os aspectos relacionados à modelagem numérica em condição de sismo. Os modelos constitutivos oferecidos, a possibilidade de incorporação do carregamento sísmico na base do modelo e a possibilidade de consideração do amortecimento visco-elástico de Rayleigh nos materiais são as principais qualidades do Plaxis, utilizado na modelagem numérica. Avaliou-se positivamente a potencialidade do Plaxis, visto que o programa mostrou-se uma ferramenta capaz de simular o comportamento de muros de gravidade sujeitos a carregamentos sísmicos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A presente dissertação apresenta um estudo do comportamento de um muro de gravidade flexível submetido a carregamentos sísmicos. A influência do carregamento sísmico, e mais precisamente da variação da aceleração horizontal de pico é avaliada num estudo paramétrico, através da análise dos resultados obtidos para os deslocamentos e acelerações horizontais que ocorreram no paramento do muro de gravidade. Optou-se pela análise ao longo do tempo, introduzindo o carregamento sísmico ao modelo numérico do qual fazia parte o muro de gravidade através de 5 históricos temporais de acelerogramas horizontais normalizados em 0,05g, 0,10g, 0,15g, 0,20g e 0,25g. O evento sísmico de origem dos acelerogramas normalizados foi o terremoto ocorrido no Chile em 27 de fevereiro de 2010 e medido na estação em San Jose de Maipo, a 332,7km do epicentro do terremoto. Utiliza-se um software computacional aplicado à Geotecnia, o Plaxis, para a calibração de um modelo numérico em situação estática e posterior desenvolvimento das análises paramétricas em condições sísmicas. As análises realizadas para avaliação do comportamento do muro de gravidade em condição sísmica foram a verificação da influência da variação do acelerograma horizontal normalizada introduzido na base do modelo nos valores das acelerações e deslocamentos horizontais atuantes no muro e a verificação da influência do carregamento sísmico em comparação com a situação estática, comparando-se os valores dos deslocamentos horizontais obtidos na análise estática e nas análises dinâmicas. Os fatores que influenciam potencialmente nos resultados numéricos em condições sísmicas foram apresentados, destacando-se os aspectos relacionados à modelagem numérica em condição de sismo. Os modelos constitutivos oferecidos, a possibilidade de incorporação do carregamento sísmico na base do modelo e a possibilidade de consideração do amortecimento visco-elástico de Rayleigh nos materiais são as principais qualidades do Plaxis, utilizado na modelagem numérica. Avaliou-se positivamente a potencialidade do Plaxis, visto que o programa mostrou-se uma ferramenta capaz de simular o comportamento de muros de gravidade sujeitos a carregamentos sísmicos.

Design of retaining structures depends upon the load which is transferred from backfill soil as well as external loads and also the resisting capacity of the structure. The traditional safety factor approach of the design of retaining structures does not address the variability of soils and loads. The properties of backfill soil are inherently variable and influence the design decisions considerably. A rational procedure for the design of retaining structures needs to explicitly consider variability, as they may cause significant changes in the performance and stability assessment. Reliability based design enables identification and separation of different variabilities in loading and resistance and recommends reliability indices to ensure the margin of safety based on probability theory. Detailed studies in this area are limited and the work presented in the dissertation on the Optimum design of retaining structures under static and seismic conditions: A reliability based approach is an attempt in this direction. This thesis contains ten chapters including Chapter 1 which provides a general introduction regarding the contents of the thesis and Chapter 2 presents a detailed review of literature regarding static and seismic design of retaining structures and highlights the importance of consideration of variability in the optimum design and leads to scope of the investigation. Targeted stability is formulated as optimization problem in the framework of target reliability based design optimization (TRBDO) and presented in Chapter 3. In Chapter 4, TRBDO approach for cantilever sheet pile walls and anchored cantilever sheet pile walls penetrating sandy and clayey soils is developed. Design penetration depth and section modulus for the various anchor pulls are obtained considering the failure criteria (rotational, sliding, and flexural failure modes) as well as variability in the back fill soil properties, soil-steel pile interface friction angle, depth of the water table, total depth of embedment, yield strength of steel, section modulus of sheet pile and anchor pull. The stability of reinforced concrete gravity, cantilever and L-shaped retaining walls in static conditions is examined in the context of reliability based design optimization and results are presented in Chapter 5 considering failure modes viz. overturning, sliding, eccentricity, bearing, shear and moment failures in the base slab and stem of wall. Optimum wall proportions are proposed for different coefficients of variation of friction angle of the backfill soil and cohesion of the foundation soil corresponding to different values of component as well as lower bounds of system reliability indices. Chapter 6 presents an approach to obtain seismic passive resistance behind gravity walls using composite curved rupture surface considering limit equilibrium method of analysis with the pseudo-dynamic approach. The study is extended to obtain the rotational and sliding displacements of gravity retaining walls under passive condition when subjected to sinusoidal nature of earthquake loading. Chapter 7 focuses on the reliability based design of gravity retaining wall when subjected to passive condition during earthquakes. Reliability analysis is performed for two modes of failure namely rotation of the wall about its heel and sliding of the wall on its base are considering variabilities associated with characteristics of earthquake ground motions, geometric proportions of wall, backfill soil and foundation soil properties. The studies reported in Chapter 8 and Chapter 9 present a method to evaluate reliability for external as well as internal stability of reinforced soil structures (RSS) using reliability based design optimization in the framework of pseudo static and pseudo dynamic methods respectively. The optimum length of reinforcement needed to maintain the stability against four modes of failure (sliding, overturning, eccentricity and bearing) by taking into account the variabilities associated with the properties of reinforced backfill, retained backfill, foundation soil, tensile strength and length of the geosynthetic reinforcement by targeting various component and system reliability indices is computed. Finally, Chapter 10 contains the important conclusions, along with scope for further work in the area. It is hoped that the methodology and conclusions presented in this study will be beneficial to the geotechnical engineering community in particular and society as a whole.