Tese de mestrado. Mestrado Integrado em Engenharia Civil - Especialização em Construções. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-04-20T16:43:08Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4562101 bytes, checksum: ce464b2035189f623e7de17ac4483a21 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-20T16:43:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4562101 bytes, checksum: ce464b2035189f623e7de17ac4483a21 (MD5) Previous issue date: 2018-02-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os estudos sobre as propriedades dos concretos em situação de pós incêndio no Brasil ainda carecem de resultados mais precisos e confiáveis. Assim, o presente trabalho teve como objetivo principal realizar uma análise experimental para avaliar a resistência e o módulo de elasticidade pós incêndio de concretos com agregados da região de Viçosa- MG. Para isso, avaliou-se a influência dos seguintes parâmetros nas propriedades mecânicas residuais (pós incêndio) de corpos de prova de concreto: resistência característica (20 MPa e 30 MPa), nível de temperatura atingido (200 oC, 400 oC, 600 oC e 800 0C), tipo de resfriamento (rápido com jatos de água e lento com correntes de ar), além do ganho das propriedades mecânicas residuais com a reidratação do concreto após o incêndio. Pode-se concluir que as propriedades mecânicas residuais do concreto diminuem com o aumento da temperatura. De modo geral, os corpos de prova resfriados por correntes de ar apresentaram maiores valores das propriedades mecânicas residuais quando comparados com os resfriados por jatos de água fria, conforme constatado em outras pesquisas. A variação da resistência característica do concreto foi significante no módulo de elasticidade residual relativo para o f ck de 30 MPa, já para a resistência à compressão residual relativa, a variação do f ck somente indicou grandes diferenças para as temperaturas mais altas. Na análise das propriedades mecânicas residuais do concreto após a reidratação, pode-se concluir que o aumento da temperatura não tem influência direta na resistência à compressão residual relativa, mas influencia diretamente no módulo de elasticidade residual relativo. Além disso, os corpos de prova que foram submetidos aos maiores níveis de temperatura obtiveram maiores ganhos de resistência e módulo de elasticidade residuais após a reidratação, como já observado em alguns trabalhos anteriores. / The studies on concrete properties in post-fire situations in Brazil still lack more accurate and reliable results. The main objective of this research was to perform an experimental analysis to evaluate the strength and elastic modulus after firing of concretes with aggregates of the Viçosa-MG region. For this, it was evaluated the influence of the following parameters on residual mechanical properties (post-fire) of concrete specimens: compressive strength (20 MPa and 30 MPa), temperature level (200 oC, 400 oC, 600 oC and 800 oC) and cooling type (fast, by water jets, or slow, by air currents). In addition, the gain of these residual mechanical properties were evaluated after the rehydration of the concrete. In this way, it can be concluded that the residual mechanical properties of the concrete decrease with increasing temperature. In general, the specimens cooled by air currents presented higher values of residual mechanical properties when compared to ones cooled by cold water jets, as evidenced in several studies. The variation of the concrete compressive strength was significant in the relative residual elastic modulus to the f ck of 30 MPa and, for the relative residual strength, the variation of f ck only indicated large differences for the higher temperatures. In the analysis of the residual mechanical properties of the concrete after rehydration, it can be concluded that the temperature increase has no direct influence on the relative residual compressive strength, but it directly influences the relative residual elastic modulus. Besides that, the specimens that were submitted to the higher temperature levels obtained greater residual resistance and elastic modulus gains after rehydration, as already observed in previous works.

Forest fires are one of the most serious environmental problems of today's world, caused, mainly, from the misuse of fire in agricultural activities. Studies show that they have direct influence on the biodiversity reduction and in the increase of greenhouse effect, beside negatively affect soil fertility. The situation is even more serious when the fire reaches conservation areas. In Sergipe, areas of preserved Atlantic Forest share spaces with sugarcane monoculture, in which, every year, control burns are carried out during the harvest procedure. This misuse of fire is responsible for environmental problems every year. Therefore, researchers have been working to understand the main factors that contribute to the higher incidence of forest fires, seeking to better predict the fire behavior and thus, establish more effective fire prevention programs. This work fits in this perspective and has as objective, quantify the surface fuel load and assess the fire behavior in different vegetation types of the Wildlife Refuge Mata do Junco, Capela, Sergipe, thus generating important knowledge for science and useful information for the design of an operational plan to prevent forest fires in the region. The study area with approximately 897 ha, has a relevant ecological interest. Rare and endemic species such as the Callicebus coimbrai are present there, as also the Lagartixo river, an important stream that supply water for the region. As methodology, the sampling fieldwork were done from January to October 2015, in three different vegetation types: Bamboo Fields, Closed Forests and Transition Areas, were 60 samples of surface fuel load were collected and classified according to the Rothermel (1972) model. The fuel moisture content and climate variables as air temperature and air relative humidity were also measured during the sampling procedure. All the fuel load collected was properly labeled and used during the experimental burns. All the data were stored in Excel 2007 and processed in the JMP 10.0 software. The fire behavior during the experimental burns was compared with simulations using the software Eucalyptus Fire Safety System 1.0 and the BehavePlus 5.0 in order to evaluate their efficiency. The total fuel load collected weighted 117,23 kg with an average moisture content of 35,40%, equivalent to an average of 16,68 t/ha of dry fuel load. The Bamboo Fields were defined as the vegetation type most susceptible to forest fires occurrence and were the fire is more intense and difficult to control. It is expected that the results from this work can contribute to the knowledge of the fire behavior in the study area and, therefore, to the protection of this important patch of Atlantic Forest in the state of Sergipe. / Os incêndios florestais são um dos problemas ambientais mais graves do mundo atual, sendo originados, principalmente, a partir do mau uso do fogo em atividades agropecuárias. Estudos comprovam que eles têm interferência direta na redução da biodiversidade e na emissão de gases de efeito estufa, além de alterar negativamente a fertilidade do solo. Isso fica ainda mais grave, quando as propriedades agropecuárias fazem fronteira com áreas naturais protegidas. Em Sergipe, remanescentes de Mata Atlântica dividem espaços consideráveis com monoculturas de cana-de-açúcar, nas quais, todos os anos, são realizados processos de queima controlada antes da colheita. Este emprego do fogo é responsável por problemas ambientais todos os anos. Diante disso, pesquisadores têm se dedicado a compreender os principais fatores que contribuem para a maior ocorrência de incêndios florestais, buscando assim, estabelecer mecanismos de predição do comportamento do fogo e, consequentemente, estabelecer programas de prevenção mais eficientes. O presente trabalho se insere nessa perspectiva, tendo por objetivo quantificar o material combustível superficial e avaliar o comportamento do fogo em diferentes fitofisionomias do Refúgio de Vida Silvestre Mata do Junco, Capela, Sergipe, gerando assim, conhecimentos importantes para a Ciência, além de informações úteis para a elaboração de um plano operacional de prevenção e combate aos incêndios florestais na região. A área de estudo, com aproximadamente 897 ha, apresenta um relevante interesse ecológico, sob a qual é possível encontrar espécies raras e endêmicas como o Callicebus coimbrai (macaco-guigó), ou ainda, nascentes de riachos importantes para o abastecimento da região, como as do Riacho Lagartixo, por exemplo. Como metodologia, foram realizadas incursões a campo de Janeiro a Outubro de 2015, onde foram coletadas 60 amostras de material combustível superficial, classificadas de acordo com o modelo de propagação do fogo estabelecido por Rothermel (1972), em três distintas fitofisionomias: Bambuzal, Mata Fechada e Área de Transição. Também foram mensurados o teor de umidade do material combustível e as variáveis climáticas temperatura e umidade relativa do ar no momento da coleta. Todo o material coletado foi devidamente etiquetado e utilizado para as queimas experimentais. Os dados obtidos foram armazenados em planilhas do Excel 2007 e processados no software JMP 10.0. O comportamento do fogo durante as queimas experimentais foi comparado com simulações utilizando-se os softwares Eucalyptus Fire Safety System 1.0 e o BehavePlus 5.0, a fim de avaliar a eficiência dos mesmos. No total, foram coletados 117,23 Kg de material combustível úmido nos ambientes selecionados para esse estudo, que apresentou teor de umidade médio de 35,40%, o equivalente a uma média de 16,70 t/ha de material combustível seco. As áreas de Bambuzal foram definidas como as mais susceptíveis à ocorrência de incêndios florestais, sendo estes de elevada intensidade e difícil controle. As Áreas de Transição também apresentaram valores elevados de velocidade de propagação do fogo. No entanto, a baixa carga de material combustível nessas áreas sugere um padrão de incêndios de curta duração. Espera-se que os resultados obtidos através desse trabalho possam contribuir significativamente para o conhecimento de parâmetros inerentes ao comportamento do fogo na área de estudo e, consequentemente, para a proteção desse importante fragmento de Mata Atlântica do estado de Sergipe.

A segurança contra incêndios ainda é um tema incipiente no Brasil. Em São Paulo a primeira legislação data de 1983, sendo conseqüência das tragédias ocorridas nos anos de 1970, como a do Edifício Andraus, em 1972, e a do Edifício Joelma em 1975. Este trabalho procura discorrer sobre o projeto de saídas de emergência dos edifícios escolares construídos pelo Estado de São Paulo e em especial, os mais contemporâneos, que estão elevando seu gabarito de altura e concentrando sua população. Inicialmente fez-se uma abordagem histórica onde procurou-se examinar as principais características tipológicas das escolas construídas pelo Estado de São Paulo e, no capítulo seguinte, um levantamento das legislações edilícias produzidas pelo Município e pelo Estado de São Paulo, sempre com foco na segurança contra incêndio e, em especial, nas saídas de emergência. Em seguida, procurou-se compreender o conceito de desempenho, os principais modelos matemáticos utilizados na segurança contra incêndios e as variáveis que podem influenciar um processo de abandono, tais como: a velocidade das pessoas, o tempo de resposta ao alarme e o comportamento humano em situações de incêndio. Por fim, algumas simulações de abandono por computador para quatro escolas foram realizadas, utilizando o modelo matemático denominado buildingExodus, com o objetivo de avaliar as saídas de emergência e contribuir para o aprofundamento e a divulgação do conhecimento sobre o assunto. / Fire safety is still an incipient subject in Brazil. In São Paulo, the first piece of legislation dates back to 1983, being a consequence of the tragedies that occurred in the 1970s, such as the one in the Andraus Building in 1972 and the one in the Joelma Building in 1975. This work aims at discoursing on the design of the emergency exits of the school buildings that have been constructed by the State of São Paulo, especially the design of the most contemporary structures, which have been increasing in height and concentrating their population. Initially, a historical perspective is presented, followed by an examination of the principal characteristics of the schools that the State of São Paulo has built and by a study of the building regulations that the City and the State of São Paulo have created, always focusing on fire safety and, especially, on emergency exits. After that, this work tries to understand the performance-based concept, the principal mathematical models utilized in fire safety and the factors that may influence an evacuation process, such as: peoples travel speeds, the time delay to start evacuating on hearing a fire alarm, and the human behavior in fire situations. Finally, some computer-based evacuation simulations in four schools were done, utilizing the mathematical model called buildingExodus, in order to evaluate the emergency exits and to contribute to the further understanding and dissemination of the subject.

O incêndio florestal é uma complexa combinação da energia liberada na forma de calor devido à combustão dos produtos oriundos da pirólise da vegetação e o transporte dessa energia para o ar e para a vegetação à sua volta. O primeiro é o domínio da química e ocorre na escala de moléculas e o segundo é o domínio da física e ocorre em escalas de até quilômetros. É a interação desses processos sobre uma ampla gama de escalas temporais e espaciais envolvidas no incêndio florestal que faz a modelagem do seu comportamento uma tarefa tão difícil. A propagação do incêndio através de vegetação rasteira e folhas mortas foi simulada numericamente usando a formulação física do WFDS. A abordagem utilizada foi tridimensional e transiente, e baseada em uma descrição dos fenômenos físicos que contribuem para a propagação de um incêndio de superfície através de uma camada de combustível. Neste cenário de incêndio, existem duas regiões: vegetação e ar, cada uma com suas propriedades físicas e químicas e, embora elas precisem ser integradas no mecanismo de solução, há diferentes fenômenos que ocorrem em cada uma. Na região de vegetação, a abordagem é representá-la como partículas submalha cercadas de ar. O caráter heterogêneo da vegetação, como sua natureza, folhagens, pequenos galhos, etc. foi levado em conta usando propriedades físicas médias características da floresta amazônica. Os fenômenos na região de vegetação são a evaporação da sua umidade, a pirólise e a transferência de calor por radiação e por convecção. Na região do ar, a combustão com chama ocorre em um ambiente turbulento, onde as transferências de calor por radiação e por convecção desempenham um papel significativo. Para incorporar a radiação dos gases de combustão, o modelo físico emprega o método de volumes finitos, que resolve a equação de transferência de calor por radiação como uma equação de transporte para um número finito de discretos ângulos sólidos, e que pode ser usado em uma ampla faixa de espessuras óticas e meios participantes. A combustão turbulenta para a fase gasosa é modelada com base no modelo Eddy Dissipation Concept (EDC). O modelo de combustão turbulenta adota a hipótese de reação química infinitamente rápida entre o combustível e o ar e é controlado apenas pela velocidade de mistura desses reagentes. Esse modelo representa bem a física de incêndios em ambientes ventilados, como é o caso dos incêndios florestais. Para incluir os efeitos do transporte turbulento é utilizado o método Large Eddy Simulation (LES), que calcula explicitamente as grandes estruturas turbulentas, mas trata a dissipação e a cascata inercial em escalas menores usando aproximações na escala submalha. As regiões de vegetação e ar trocam massa e energia. O comportamento da mistura gasosa resultante da degradação térmica da vegetação e das reações de combustão é regido pelas equações de Navier-Stokes. As equações que regem os modelos físicos são formuladas como equações diferenciais parciais que são resolvidas por métodos numéricos. O método utilizado para discretização das equações é o método de diferenças finitas em malha deslocada. O modelo numérico utilizado resolve as equações de Navier-Stokes para fluidos compressíveis usando o filtro de Favre. A dissipação de energia cinética é obtida através de um fechamento simples para a tensão turbulenta: o modelo de coeficiente constante de Deardorff. O transporte turbulento de energia e massa é contabilizado pelo uso, respectivamente, de números de Prandtl e de Schmidt turbulentos constantes. Os resultados das simulações do modelo físico descrito foram comparados aos dados experimentais obtidos em campo para a propagação do incêndio na floresta amazônica. Apesar da idealização das condições de combustível, vento e as incertezas dos dados experimentais, as previsões do modelo estão na mesma ordem de grandeza dos experimentos. As taxas de propagação do incêndio experimentais variam de 0,12 +/-0,06 a 0,35+/-0,07 m/min. Mesmo considerando-se o desvio padrão da taxa de propagação do incêndio experimental, os valores das taxas simuladas ficaram dentro do erro experimental somente em dois de sete casos. As simulações mostraram que os parâmetros importantes para o modelo são a área superficial por volume da vegetação, sua massa específica aparente e sua umidade. Como o coeficiente de absorção por radiação é função direta da massa específica aparente e da área superficial por volume da vegetação, esses parâmetros afetam o comportamento numérico do incêndio de superfície. De acordo com os resultados das simulações numéricas, a umidade da vegetação também tem importância no incêndio de superfície. A temperatura inicial da vegetação e a umidade do ar na faixa de variação analisada não influenciam a taxa de propagação do incêndio. As simulações também mostraram que o processo de radiação é muito importante, e afeta diretamente todos os demais processos e a taxa de propagação do incêndio. A convecção tem importância muito menor que a radiação na condição de ausência de vento externo. A coerência das taxas de propagação do incêndio experimental e numérica em função da massa específica aparente de material combustível e da umidade da vegetação foi investigada. O modelo numérico é coerente em todas as nove combinações de casos. Já o experimento é coerente em quatro combinações. Com base nas comparações entre cada dois casos experimentais e as respectivas simulações numéricas, nota-se que as taxas de propagação a partir das simulações numéricas foram mais coerentes que as experimentais. / Forest fire is a complex combination of energy released as heat due to the combustion of the products from the vegetation pyrolysis and the transport of this energy to the surrounding air and vegetation. The first is the domain of chemistry and occurs on the molecular scale, and the second is the domain of physics and occurs at scales up to kilometers. It is the interaction of these processes on a wide range of temporal and spatial scales involved in forest fires that makes modeling its behavior such a challenging task. The spread of fire through small plants and dead leaves was simulated numerically using WFDS physical formulation. The approach used was three-dimensional and transient, based on a description of the physical phenomena that contribute to the spread of a surface fire through a layer of fuel. In this fire scenario, there are two regions: vegetation and air, each one with its physical and chemical properties and, although they need to be integrated into the solution mechanism, there are different phenomena that occur in each one. In the vegetation region, the approach is to represent it as subgrid particles surrounded by air. The heterogeneity of the vegetation, such as its nature, leaves, twigs, etc. was taken into account by using average physical properties that are representative of the Amazon forest. The phenomena in the vegetation region are the evaporation of its moisture, pyrolysis, heat transfer by radiation and convection. In the air region, the flaming combustion occurs in a turbulent environment, and heat transfer by radiation and convection play a significant role. To incorporate the radiation from the combustion gases, the physical model employs the finite volumes method, solving the radiation transfer equation as a transport equation for a finite number of discrete solid angles, which can be used in a wide range of optical thicknesses and participating media. Turbulent combustion for the gaseous phase is modeled using the Eddy Dissipation Concept (EDC) model. The mixing controlled turbulent combustion model adopts the assumption of infinitely fast chemical reaction between the fuel and air. This model represents well the fire physics in ventilated areas, as is the case of forest fires. To include the turbulent flow effects, it is used the Large Eddy Simulation (LES) method, which explicitly calculates the large turbulent structures, but models the dissipation and inertial cascade using approximations in the sub-grid scale. The vegetation and air regions exchange mass and energy. The behavior of the gas mixture resulting from the vegetation thermal degradation and combustion reactions is governed by the Navier-Stokes equations. The equations governing the physical model are formulated as partial differential equations, which are solved by numerical methods. The method used for discretization of the equations is the finite difference method on a staggered grid. The numerical model solves the Navier-Stokes equations for compressible fluids using the Favre filter. Dissipation of kinetic energy is achieved through a simple closure for the turbulent stress: the constant coefficient Deardorff model. The turbulent transport of heat and mass is accounted for by use of constant turbulent Prandtl and Schmidt numbers, respectively. The physical model simulation results were compared to experimental data obtained in the field for the spread of fire in the Amazon forest. Despite of the idealized conditions of fuel, wind and the uncertainties of the experimental data, the model predictions and the experiments are in the same order of magnitude. Experimental rate of spread range from 0.12 +/- 0.06 to 0.35 +/- 0.07 m/min. Even considering rate of spread experimental standard deviation, simulated rate values were within experimental error only in two of seven cases. The simulations showed that the important parameters for the model are the vegetation surface area to volume ratio, its bulk density and moisture. As the radiation absorption coefficient is a direct function of vegetation bulk density and surface area to volume ratio, these parameters affect the numeric behavior of the surface fire. According to the numerical simulations results, vegetation moisture is also important in the surface fire scenario. Vegetation initial temperature and air humidity in the range analyzed does not influence the rate of spread. The simulations also showed that the radiation process is very important and directly affects all other processes and rate of spread. Convection heat transfer has much less significance than radiation heat transfer in the absence of external wind. The consistency of the experimental and numerical rate of spread, as a function of combustible material bulk density and vegetation moisture was investigated. The numerical model is consistent in all nine case combinations. The experiment is consistent in four cases. Based on comparisons between each two experiments and their numerical simulations, it is noted that the rate of spread variation from the numerical simulation is more consistent than the experimental one.

O presente trabalho tem a finalidade de descrever a metodologia de desenvolvimento e acompanhamento utilizado no projeto de um sistema de proteção, detecção e extinção de fogo em um motor turbofan de alta razão de passagem. A metodologia de desenvolvimento consiste no detalhamento dos passos preliminares, levantamento dos requisitos de certificação aplicáveis ao sistema, entradas de projeto, ensaios para a certificação, documentos a serem gerados e métodos de acompanhamento. Como resultado, é apresentada a descrição de um sistema real de proteção, detecção e extinção de fogo gerado a partir da metodologia proposta, além de realçar os pontos fundamentais da metodologia de desenvolvimento apresentada.

Submitted by Ana Paula Lisboa Monteiro (monteiro@univates.br) on 2009-01-14T13:36:45Z No. of bitstreams: 1 Marjorie Kauffmann.pdf: 4282594 bytes, checksum: f34139bb222a8be8fc60f7c50443d474 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-01-14T13:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marjorie Kauffmann.pdf: 4282594 bytes, checksum: f34139bb222a8be8fc60f7c50443d474 (MD5) / A avaliação dos processos de formação, evolução, manutenção e estabilidade dos ecossistemas tem se tornado cada vez mais significativa nos estudos atuais em ecologia. Na tentativa de esclarecer a evolução dos biomas durante o tempo, um dos elementos que vem sendo utilizado é o acompanhamento das variações florísticas ocorridas nos mesmos, tendo em vista que as plantas são excelentes marcadores ambientais. Uma das formas de registro relacionado à vegetação é o charcoal, o qual é prova direta da ocorrência de incêndios vegetacionais e seu estudo se torna um procedimento fundamental para o entendimento da evolução dos ambientes, permitindo, assim, a interpretação do passado e o estabelecimento de parâmetros de variação ambiental, atuais e futuros. Com base na importância deste tipo de registro, avaliou-se aqui a presença ou não de charcoal em amostras de turfeira coletadas no município de Cambará do Sul, situado na região nordeste do estado do Rio Grande do Sul. Utilizando parâmetros específicos, foram identificados em laboratório fragmentos com características de charcoal, os quais foram separados e avaliados sob Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). A partir das análises em MEV foi possível identificar a ocorrência de charcoal em todos os intervalos de profundidade, variando, todavia, quanto à quantidade. A idade dos charcoal foi definida entre 0 e 31.764,71 anos, sendo possível concluir que em cada uma das amostras avaliadas, os quais, em termos de tempo correspondem aproximadamente a 1.000 anos, existiu pelo menos um grande evento de incêndio. Assim, foi possível confirmar que a ocorrência de incêndios vegetacionais de origem ainda indefinida, é um evento relativamente comum e recorrente na área de estudo. Conseqüentemente, quando houver novas discussões em relação aos fatores importantes na manutenção dos Campos de Cima da Serra como sistema consolidado, é fundamental que se leve em consideração que o fogo é elemento natural integrante do mesmo.

Solos que contem sulfatos apresentam complicações no seu comportamento quando são tratados com estabilizadores à base de cálcio como a cal. Quando um solo que contem sulfatos reage com cal, formam-se minerais expansivos como a etringita e a taumasita que são responsáveis pela deterioração e falha de vários projetos de solos estabilizados. Tem-se bem demostrado sob ensaios de laboratório que a relação vazios/(agente cimentante) é um parâmetro adequado para a avaliação e previsão de comportamentos mecânicos, como a resistência à compressão simples de vários tipos de solos cimentados artificialmente. Este trabalho pretende encontrar se as previsões da relação vazios/cal na resistência à compressão simples são efetivas para dimensionar misturas de solos sulfatados estabilizados com cal construídas em campo. Para lograr esse objetivo executou-se um programa experimental de ensaios de laboratório em conjunto com a construção de trechos experimentais de solo-cal. Os ensaios de laboratório ajudaram comprender o comportamento de solos sulfatados estabilizados com cal, e demostraram que a relação vazios/cal controla a resistência à compressão simples desses solos estabilizados evidenciando uma relação coerente com os resultados das resistências de campo, encontrando-se que as resistências de campo e laboratório são controladas por essa relação e que podem ser previstas pela mesma Ensaios de Difração de Raios X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) identificaram minerais expansivos (etringita) nas amostras estabilizadas com cal e cinza-cal. Finalmente em laboratório foram testadas algumas soluções recomendadas na literatura para melhorar a estabilização de solos sulfatados mediante um projeto experimental demostrando que a estabilização com cinza volante e cal melhoram consideravelmente a resistência, a durabilidade e a estabilidade volumétrica de solos sulfatados enquanto que a técnica do mellowing mostrou melhoras apenas na estabilidade volumétrica do material. / Sulfate rich soils present complications in their behavior when are treated with calcium-based stabilizers such as lime. When a soil containing sulfates reacts with lime, expansive minerals such as ettringite and thaumasite are formed which are responsible for the deterioration and failure of various stabilized soil projects. It has been well demonstrated under laboratory tests that the relationship porosity/cementing agent ratio is an appropriate parameter for the evaluation and prediction of mechanical behavior, such as the unconfined compression strength of various types of artificially cemented soils. This work intends to find out if the predictions of the relation porosity/lime in the unconfined compression strength are effective to design lime stabilized soils mixtures built in field. In order to achieve this objective an experimental program of laboratory tests was carried out together with experimental road sections of lime stabilized soils were built. The laboratory tests helped to understand the behavior of lime stabilized sulfate soils, and demonstrated that the void/lime ratio controls the unconfined compression strength of these stabilized soils and that exist a consistent relationship with the field unconfined compression strength results, finding that both, field and laboratory strengths are controlled and can be predicted by this ratio X-ray diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) tests were performed to identify expansive minerals (ettringite) on soils samples stabilized whit lime and fly ash-lime. Finally, some solutions recommended in the literature have been tested in laboratory to improve the stabilization of sulfate rich soils through an experimental design, showing that the fly ash-lime stabilization improve considerably the strength, durability and volumetric stability of the sulfate rich soils whereas that for the mellowing the improve was observed only on the volumetric stability of the material.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / A situação de incêndio em uma estrutura pode provocar seu colapso. Os efeitos catastróficos de um incêndio podem ser evitados através do conhecimento do comportamento das estruturas em situação de incêndio. Este trabalho apresenta uma contribuição ao estudo da flambagem lateral por flexo-torção (FLT) de vigas de aço em perfil I sob situação de incêndio. Apresenta-se uma avaliação sobre a aplicação da Teoria da Semelhança ao estudo da FLT objetivando o emprego de modelos reduzidos nos ensaios em laboratório. Faz-se um levantamento das principais formulações matemáticas dos processos físicos da transmissão de calor e da FLT em situação de incêndio visando obter as grandezas físicas relevantes à aplicação da Teoria da Semelhança. Propõe-se uma lei de escala com as condições de semelhança geométrica e física necessárias à construção dos modelos em escala. Avalia-se a evolução da temperatura na seção transversal do perfil de aço e seus reflexos na utilização Teoria da Semelhança servindo-se de simulações numéricas com o Método dos Elementos Finitos (MEF). Faz-se a aferição da lei de escala e dos parâmetros relevantes presentes nos números Π’s valendo-se de modelo numérico via MEF calibrado e validado. Ao final, são feitas considerações acerca das limitações da lei de escala e a respeito das especificações dos materiais para construção dos modelos reduzidos. Espera-se que este estudo seja uma contribuição à adequada representação do comportamento do protótipo em escala reduzida para uma correta previsão do momento fletor de FLT em situação de incêndio de vigas de aço em perfil I. / Fire situation in a structure can take it to collapse. The catastrophic effects of a fire should be avoided through the knowledge of the behavior of the structures in a fire situation. This work presents a contribution to the study of lateral-torsional buckling (LTB) of steel I-section beams under fire. An evaluation of the application of the Theory of Similitude to the LTB study is presented, aiming at the use of reduced models in laboratory tests. A survey is done considering the main mathematical formulations of the physical processes of heat transfer and LTB of beams under fire. The physical quantities relevant to the application of Theory of Similitude are obtained. A scale law is proposed with the conditions of geometric and physical similarity necessary for the construction of scale models. The temperature evolution is evaluated in the steel I-section beams and its consequences in the use of the Theory of Similitude using numerical simulations with the Finite Element Method (FEM). The scale law and the relevant parameters present in the Π numbers are also evaluated using a FEM. At the end of this work, considerations are made about the limitations of the scale law and about the specifications of the materials for the construction of the reduced models. It is expected that the study can contribute to the adequate representation of the behavior of the prototype in reduced scale for the correct prediction of LTB bending moment in fire situation of steel I-section beams.

Orientador: Luis Alberto Martinez Riascos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2013