La synthèse de membranes polymères pour pile à combustible alcaline à cœur solide (SAFC) constitue l'objectif de ce travail. Ces membranes doivent présenter une conductivité des ions hydroxydes élevée, une haute stabilité thermique, une résistance chimique en particulier à la réaction d'élimination d'Hofmann, une insolubilité dans l'eau et une résistance mécanique suffisante pour permettre leur mise en forme et la réalisation d'assemblages membrane-électrode. Pour remplir ces critères, l'utilisation de copolymères alternés poly(chlorotrifluoroéthylène-alt-éther vinylique), poly(CTFE-alt-EV), porteurs de groupements ammonium quaternaire a été considérée. Différents éthers vinyliques fonctionnels ou fonctionnalisables ont été obtenus par transéthérification catalysée par le palladium avec des taux de conversion supérieurs à 80 %. La copolymérisation radicalaire de ces monomères avec le CTFE a permis d'obtenir des copolymères dont l'alternance a été vérifiée par analyse élémentaire et spectroscopie RMN, et dont les propriétés physico-chimiques et thermiques ont été étudiées par des techniques variées. Différentes méthodes de fonctionnalisation ont été mises en place et ont permis d'obtenir plusieurs copolymères poly(CTFE-alt-EV) originaux porteurs de groupements ammonium quaternaire non sensibles à la dégradation d'Hofmann et présentant une stabilité thermique satisfaisante pour un usage en pile à combustible. Dans l'optique d'améliorer les propriétés mécaniques de ce type de matériau, des terpolymères ont été synthétisés avec un pourcentage variable de vinyloxy-1H,1H,2H,2H-perfluorodécane, un éther vinylique fluoré. Ce dernier a permis l'augmentation de la masse molaire des terpolymères, la diminution de leur température de transition vitreuse et l'amélioration de leurs propriétés filmogènes. / The synthesis of polymeric membranes for solid alkaline fuel cells is the main topic of this work. These membranes have to exhibit several properties such as: a high hydroxide ion conductivity, a high thermal stability, a good chemical resistance especially to Hofmann degradation, a water-insolubility and mechanical properties suitable for the preparation of a membrane-electrode assembly. To fulfill these requirements, the use of alternated copolymers based on chlorotrifluoroethylene and vinyl ethers (poly(CTFE-alt-VE)) bearing quaternary ammonium groups has been considered. First, various functional or functionalizable vinyl ethers have been synthesized by palladium-catalyzed transetherification with a conversion rate higher than 80%. These monomers have been successfully copolymerized with CTFE and the good alternation of these monomers has been evidenced by elemental analysis and NMR spectroscopy. Furthermore, their physical, chemical and thermal properties have been studied by several techniques. Various functionalization steps have been carried out, yielding original poly(CTFE-alt-VE) copolymers bearing quaternary ammonium groups non sensitive to Hofmann degradation and with high thermal stabilities suitable for fuel cells. To improve the mechanical properties of these materials, terpolymers containing an increasing amount of 1H,1H,2H,2H-perfluorodecyl vinyl ether have been synthesized. Such terpolymers exhibited higher molecular weights, lower glass transition temperatures, and improved film-forming properties compared to the equivalent copolymers.

Orientador: Antonio Anderson da Silva Segantini / Banca: Adriano Souza / Banca: David de Carvalho / Resumo: A preocupação com o meio ambiente tem estimulado o interesse por pesquisas voltadas para o desenvolvimento sustentável. O presente trabalho objetivou estudar o reaproveitamento de resíduos de cerâmica vermelha (RCV) na composição de concreto, em substituição em massa ao agregado miúdo (areia), visando a sua utilização em estacas do tipo moldadas in loco. Foram confeccionados concretos com substituição de 20%, 40%, 60% e 80% de areia natural (em massa) pelo RCV. Realizaram-se ensaios de compressão simples e de módulo de elasticidade em todos os traços no estado endurecido e, no estado fresco, ensaios de incorporação de ar e de massa específica. Visando avaliar o seu comportamento em condições de campo, frente às ações de trabalho, foram confeccionadas três estacas de concreto com 40% de RCV, as quais foram submetidas à prova de carga por meio de ensaio rápido. Os resultados das provas de carga foram comparados com os de outros ensaios realizados no mesmo local, porém com estacas de concreto convencional. Concluiu-se que o reaproveitamento do RCV melhorou as características físicas e mecânicas do concreto e possibilitou a sua aplicação nas estacas em estudo. / Abstract: Concern for the environment has stimulated interest in research for sustainable development. The present work aimed investigated the reuse of red ceramic waste (RCW) in the concrete composition, replacing in weight to fine aggregate (sand) and proposing his application in cast-in-place piles foundations. Were made compositions with 20%, 40%, 60% and 80% of sand by RCW replacement. Compressive strength tests and modulus of elasticity were performed for all compositions of hardened concrete. Testing of air entraining and density were also made in the concrete in its fresh state. In order to evaluate his behavior under field conditions, on work load situation, three foundation piles were made, which were submitted the quick load test. The piles were made with 20.0 cm diameter and 4.50 m length using concrete with 40% replacement. The results obtained were compared with others load test carried at the same place, however with conventional concrete piles. It was concluded that reuse of RCW improved the physical characteristics and mechanics of concrete and its possible application in the piles foundation in study. / Mestre

As reservas de petróleo e gás estão localizadas cada vez mais longe da costa e em águas profundas e ultra profundas, o que faz necessário a utilização de estruturas flutuantes, as quais estão sujeitas às forças impostas por condições ambientais, tais como vento, ondas e correntes marítimas. É portanto relevante o estudo de sistemas de ancoragem de estrutura flutuantes, sendo estes responsáveis pelo posicionamento da plataforma, garantindo segurança às operações realizada. Este é o objetivo do presente trabalho, que diz respeito a um estudo numérico do comportamento do trecho enterrado da linha de ancoragem de plataformas flutuantes de extração, produção e/ou armazenamento de petróleo. O sistema de ancoragem estudado é do tipo taut-leg, recomendado para lâminas de água superiores a 1000m. Este tipo de ancoragem pode ser dividido em três partes, um trecho suspenso que vai da plataforma até o leito marinho, um trecho apoiado sobre o leito marinho e um terceiro segmento que penetra no solo junto com a âncora, o qual adquire a forma de uma catenária invertida. Este tipo de sistema chega ao leito marinho com inclinações entre 30 e 45° e é capaz de resistir a esforços horizontais e verticais. O objetivo deste estudo é analisar os parâmetros envolvidos, as forças atuantes e a configuração do trecho em catenária invertida, através de análise numérica para os experimentos realizados em laboratório em escala reduzida. Os ensaios experimentais realizados por Rocha (2014) consistiram na aplicação de um conjunto de forças no trecho da linha de ancoragem que simula o encontro da corrente com o leito marinho, medindo-se as cargas no ponto que representa o olhal onde a corrente é fixada à âncora. A configuração da linha no trecho enterrado era obtida através de um ultrassom. Neste trabalho foi feita retro-análise numérica dos resultados obtidos experimentalmente a fim de se determinar os parâmetros que definem o equilíbrio do trecho enterrado da linha de ancoragem. Esses parâmetros foram validados para diferentes carregamentos, respeitando as configurações do solo e da corrente, através de um conjunto de equações diferenciais e do software DIGIN. Com base nas análises são quantificados a atenuação do sistema e os parâmetros de capacidade de carga e adesão que controlam o processo de transferência de cargas. / Oil and gas reserves are located offshore, in deep and ultra deep waters and for this reason the use of floating structures becomes necessary. Those structures are subject to forces imposed by environmental conditions such as wind, waves and sea currents. It is therefore relevant to study the anchoring of floating structure systems, as it is responsible for positioning the platform and ensuring security operations. This is the aim of the present research efforts, which describes a numerical study of the behavior of the embedded portion of systems designed to anchor the floating platform during extraction, production and/or storage of oil. The taut-leg mooring system is the one studied herein, which is recommended for water depth beyond 1000m. This type of mooring system can be divided in three parts, one part that runs from the suspended platform to the seabed, a slice resting on the seabed and a third segment that penetrates the soil together with the anchor, which takes the form of a inverse catenary. This type of mooring system reaches the seabed at angles of 30° to 45 ° and is able to resist horizontal and vertical forces. The objective of this study is to analyze the parameters involved in the anchor system, the forces acting at the inverse catenary and its configuration through numerical analysis of small-scale laboratory experiments. Experimental tests conducted by Rocha (2014) consisted of applying a set of forces on the a chain that simulates the embedded portion of the anchor line, from the seabed to the shank attachment point, using a load cell located at a point that represents the lug throw in which the chain is connected to the anchor. The configuration of the embedded portion of anchor line was obtained through an ultrasound. In this study the experimental results were numerically back analyzed in order to determine the parameters that define the equilibrium of the embedded slice of the anchor line. These parameters were validated for various loads in compliance with both soil resistance and the configuration of the chain through a set of differential equations and DIGIN software. Based on this analysis, the attenuation of the system is quantified and the parameters controlling of load capacity and adherence are obtained.

Cette thèse s’articule autour de matériaux à base de bore pour des applications « énergie ». Nous avons développé deux classes de matériaux. (i) La première classe est dédiée au stockage chimique de l’hydrogène. Les matériaux étudiés dans cette partie sont produits par déstabilisation par mécanosynthèse de l’hydrazine borane N2H4BH3 en substituant un hydrogène protique de ce dernier par un cation alcalin. Nous avons particulièrement étudié la modification chimique de l’hydrazine borane par l’amidure de lithium LiNH2, puis par l’hydrure du calcium CaH2. Dans le premier cas, un nouveau composé de formule LiN2H3BH3.0,25NH3 a été obtenu. Dans le second cas, l’hydrazinidoborane de calcium Ca(N2H3BH3)2 a été synthétisé dans des conditions expérimentales spécifiques. (ii) La deuxième classe de matériaux concerne les polyboranes anioniques solubles dans l’eau pour une utilisation comme combustible anodique de pile à combustible liquide. Nous avons synthétisé et pleinement caractérisé le closo-décaborane de sodium Na2B10H10 et le 1-oxa-nido-dodécaborate de sodium NaB11H12O, puis leur électrooxydation a été étudiée et discutée sur différentes électrodes massives (platine, or et argent). Tous nos résultats sont présentés, discutés en détail et mis en perspective dans ce manuscrit de thèse. / The present work is structured around boron-based materials expected to be used in the field of “energy”. We especially worked on two types of materials. (i) With the first type, solid-state hydrogen storage was targeted. Hydrazine borane N2H4BH3 was used as precursor of novel derivatives obtained by mechanosynthesis. We first made it react with lithium amide LiNH2 to obtain LiN2H3BH3.0,25NH3. Then, we considered calcium hydride CaH2; it reacted with N2H4BH3 at 67°C (after ball-milling) to form a new phase, calcium hydrazinidoborane of formula Ca(N2H3BH3)2. (ii) The second type of boron-based materials we investigated is about anionic polyboranes. They are known to be stable in aqueous solution and accordingly could be used as anodic fuel of direct liquid-fed fuel cell. We aimed at synthesizing and fully characterizing two salts: sodium closo-decaborane Na2B10H10 and sodium 1-oxa-nido-dodecaborate NaB11H12O. Their potential for the aforementioned application was tested by cyclic voltammetry by using bulk electrodes of platinum, silver and gold. All of our results are presented, discussed in detail and put into perspective in the present thesis.

A demanda crescente por petróleo impulsiona a exploração marítima desta riqueza para águas cada vez mais profundas. O aumento da lâmina dágua exige novas soluções de engenharia principalmente no que se refere à operação de unidades flutuantes de produção. Dentre os desafios impostos pelos novos ambientes de prospecção, destaca-se o processo de ancoragem, neste texto explorado sob a ótica da chamada estaca-torpedo. Embora já tenha sido empregada com sucesso na ancoragem de risers e FPSOs, esta solução encontra-se em constante desenvolvimento, sendo a principal fonte de informação acerca dos lançamentos da estaca-torpedo proveniente de uma unidade de medição inercial (UMI). A presente pesquisa baseou-se no estudo desta UMI e teve como objetivos principais verificar seu desempenho e compreender a empregabilidade deste tipo de monitoração em operações submarinas de maneira mais ampla. Além do estudo detalhado dos sensores, foi dada especial atenção aos algoritmos empregados no tratamento dos sinais provenientes da UMI. Foram estudadas técnicas de correção do sinal, quantificação de ruído, desafios inerentes aos sistemas do tipo strapdown e o processo de integração. Como resultado final foi desenvolvido um algoritmo baseado em quatérnios, alternativo ao atualmente empregado para o processamento dos sinais provenientes da UMI que equipa a estaca-torpedo. / The increasing demand on crude oils constantly pushes the offshore exploitation to deeper waters. As the water depth grows, new engineering challenges arise, especially concerning to the operation of floating production units. Among all the technical issues inherent to the new prospection environment, the mooring system is a significant topic and the development of the torpedo-pile takes place at this scenario. This mooring system has already been successfully applied in anchoring risers and FPSOs; nevertheless, it is in constant study and improvement. The major source of information about the torpedo-pile deployment comes from an inertial measurement unit (IMU). The research presented here is based on this IMU and had as main objective verify its performance and also comprehend the applicability of such kind of unit in other subsea processes. Along with the detailed sensors study, it was given special attention to the algorithms used to process the signals from the IMU. Signal correction techniques and noise quantification were investigated as long as challenges intrinsically related to strapdown navigation systems and the integration process. In the end, an alternative data processing algorithm based on quaternions was produced, to be employed in torpedo-pile launching together with its IMU.

A pesquisa teve como objetivo analisar e discutir o comportamento de blocos de concreto armado sobre duas estacas submetidos à ação de força centrada e excêntrica. Desenvolveu-se uma análise numérica tridimensional não-linear de blocos de concreto armado sobre duas estacas. A análise numérica levou em consideração a fissuração do concreto e a influência das armaduras no comportamento estrutural dos blocos. Por meio da análise numérica, foi possível perceber o comportamento e a forma geométrica das bielas de compressão, com isso, obteve-se melhor entendimento do modelo de bielas (escoras) e tirantes aplicado a blocos de concreto armado sobre duas estacas. A geometria observada nos modelos numéricos analisados preliminarmente difere da usualmente sugerida por vários autores. Realizou-se investigação experimental de blocos, com o fim principal de observar, de modo mais abrangente, a geometria das bielas de compressão. A instrumentação foi posicionada nas faces dos blocos com extensômetros espaçados de modo a ocuparem boa parte da largura e, conseqüentemente, indicarem as suas geometrias. A análise experimental de blocos sobre duas estacas submetidos à ação de força excêntrica permitiu observar o comportamento das bielas e tirantes que diferem dos observados quando a força é centrada. Também foi analisada a eficiência dos ganchos das barras de aço que compõem os tirantes, verificando-se que os ganchos podem ser omitidos sem prejuízo da segurança estrutural dos blocos. Em função dos resultados obtidos por meio das análises experimental e numérica desenvolveram-se modelos de bielas e tirantes aplicados a blocos sobre duas estacas / The research had as objective to analyze and to argue about the behavior of two pile caps submitted to the action of a centered and eccentric load. A nonlinear three-dimensional numerical analysis of two pile caps was developed. The numerical analysis included the cracking and the influence of the reinforcement in the structural behavior of the pile caps. By the numerical analysis, it was possible to perceive the behavior and the geometric form of the strut, with this understand the model strut-and-tie applied to the two pile caps. The geometry observed in the numerical models analyzed at first differs from the usually suggested by some authors. This project realized experimental tests of piles caps to observe the geometry of the struts. The instrumentation was located in the faces of the pile caps with spaced strain-gages in order to occupy good part of the width and, consequently, indicate its geometry. The experimental analysis of two pile caps submitted to the eccentric load allowed the behavior observation of the strut and tie that differ from the one observed when the load was centered. Also the efficiency of the hooks of the reinforced bar was analyzed, therefore, in the experimental analysis of pile caps already developed, it was verified that the hooks can be omitted without damage of the structural security of the pile caps. For treating the procedure defined in the project, and taking advantage of the experimental analysis realized, it was understood that this requirement can be analyzed and that the results will bring benefits to the project. In function of the results obtained through the experimental and numeric analysis strut-and-tie models were developed to be applied in two pile caps

Esta pesquisa realiza a análise do comportamento estrutural de blocos rígidos de concreto armado sobre duas estacas submetidos à ação de força vertical centrada, com pilares de seções quadradas e retangulares e diferentes taxas de armaduras de pilares. Nestes elementos utilizam-se o método das Bielas e Tirantes para o projeto estrutural, mas normalmente não se considera a influência da seção geométrica dos pilares e suas taxas de armadura no projeto do bloco. Apresenta-se um estudo experimental de doze modelos de blocos sobre duas estacas, na escala 1:2. Foi desenvolvida uma análise numérica tridimensional e não linear, pelo método dos elementos finitos, com o auxílio de um programa de computador. Com a análise experimental e numérica foi investigada a distribuição do fluxo das tensões principais de compressão e tração nos modelos e constataram-se diferenças na transmissão de forças para os blocos quando se altera a taxa de armadura e a seção transversal dos pilares. Esta constatação modifica o modelo de Biela e Tirante inicialmente adotado. As deformações em armaduras construtivas complementares também foram estudadas possibilitando o entendimento do modelo estrutural. Um modelo de Bielas e Tirantes para blocos sobre estaca com pilares alongados foi proposto. / This research presents an analysis of the rigid two-pile caps structural behavior. The models were subjected to force action centered and supported columns with different rate of armor and square and rectangular cross sections. These elements can be rigid or flexible, rigid pile-caps can be sized using the Method of Strut and Tie. In most cases the Method of Strut and Tie and the influence of column reinforcement are not considered in the pile-cap´s structural projects. This research presents an experimental investigation of two-pile caps with the objective of improve criteria structural projects. Twelve rigid two-pile caps were builded using 1:2 scaled models. Three-dimensional numerical analyses using software based on element finite method (FEM) were developed considering the reinforced concrete nonlinear behavior. Using results of experimental analysis and numerical analysis an investigation of the flow distribution of the principal stresses of compression and tension in the models was performed, differences in the transmission of forces to the pile-caps, when changing the reinforcement ratio and the cross section of the columns, were detected. The initial model of strut and tie may be modified due to results. The understanding of the structural model was also possible by analysis of the stirrups and upper constructive reinforcement stress-strain behavior. A strut and tie model for pile-caps with an elongated rectangular column was proposed.

As reservas de petróleo e gás estão localizadas cada vez mais longe da costa e em águas profundas e ultra profundas, o que faz necessário a utilização de estruturas flutuantes, as quais estão sujeitas às forças impostas por condições ambientais, tais como vento, ondas e correntes marítimas. É portanto relevante o estudo de sistemas de ancoragem de estrutura flutuantes, sendo estes responsáveis pelo posicionamento da plataforma, garantindo segurança às operações realizada. Este é o objetivo do presente trabalho, que diz respeito a um estudo numérico do comportamento do trecho enterrado da linha de ancoragem de plataformas flutuantes de extração, produção e/ou armazenamento de petróleo. O sistema de ancoragem estudado é do tipo taut-leg, recomendado para lâminas de água superiores a 1000m. Este tipo de ancoragem pode ser dividido em três partes, um trecho suspenso que vai da plataforma até o leito marinho, um trecho apoiado sobre o leito marinho e um terceiro segmento que penetra no solo junto com a âncora, o qual adquire a forma de uma catenária invertida. Este tipo de sistema chega ao leito marinho com inclinações entre 30 e 45° e é capaz de resistir a esforços horizontais e verticais. O objetivo deste estudo é analisar os parâmetros envolvidos, as forças atuantes e a configuração do trecho em catenária invertida, através de análise numérica para os experimentos realizados em laboratório em escala reduzida. Os ensaios experimentais realizados por Rocha (2014) consistiram na aplicação de um conjunto de forças no trecho da linha de ancoragem que simula o encontro da corrente com o leito marinho, medindo-se as cargas no ponto que representa o olhal onde a corrente é fixada à âncora. A configuração da linha no trecho enterrado era obtida através de um ultrassom. Neste trabalho foi feita retro-análise numérica dos resultados obtidos experimentalmente a fim de se determinar os parâmetros que definem o equilíbrio do trecho enterrado da linha de ancoragem. Esses parâmetros foram validados para diferentes carregamentos, respeitando as configurações do solo e da corrente, através de um conjunto de equações diferenciais e do software DIGIN. Com base nas análises são quantificados a atenuação do sistema e os parâmetros de capacidade de carga e adesão que controlam o processo de transferência de cargas. / Oil and gas reserves are located offshore, in deep and ultra deep waters and for this reason the use of floating structures becomes necessary. Those structures are subject to forces imposed by environmental conditions such as wind, waves and sea currents. It is therefore relevant to study the anchoring of floating structure systems, as it is responsible for positioning the platform and ensuring security operations. This is the aim of the present research efforts, which describes a numerical study of the behavior of the embedded portion of systems designed to anchor the floating platform during extraction, production and/or storage of oil. The taut-leg mooring system is the one studied herein, which is recommended for water depth beyond 1000m. This type of mooring system can be divided in three parts, one part that runs from the suspended platform to the seabed, a slice resting on the seabed and a third segment that penetrates the soil together with the anchor, which takes the form of a inverse catenary. This type of mooring system reaches the seabed at angles of 30° to 45 ° and is able to resist horizontal and vertical forces. The objective of this study is to analyze the parameters involved in the anchor system, the forces acting at the inverse catenary and its configuration through numerical analysis of small-scale laboratory experiments. Experimental tests conducted by Rocha (2014) consisted of applying a set of forces on the a chain that simulates the embedded portion of the anchor line, from the seabed to the shank attachment point, using a load cell located at a point that represents the lug throw in which the chain is connected to the anchor. The configuration of the embedded portion of anchor line was obtained through an ultrasound. In this study the experimental results were numerically back analyzed in order to determine the parameters that define the equilibrium of the embedded slice of the anchor line. These parameters were validated for various loads in compliance with both soil resistance and the configuration of the chain through a set of differential equations and DIGIN software. Based on this analysis, the attenuation of the system is quantified and the parameters controlling of load capacity and adherence are obtained.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:18:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PRE TEXTO DISSERTACAO EDER.pdf: 124262 bytes, checksum: 341b7782cf7b9bd27e25fca751a05985 (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / Since 1983, when the experiment of dynamic load has been plunged in Brazil, the execution of this kind of experiment has become a common practice in foundation sites on precast inserted piles. In many cases the experiment of dynamic load doesn t mobilize the ultimate strength of the tested pile; the causes of these events may be due to: the available equipment at the site isn t capable of obtaining enough kinetic energy to mobilize the ultimate strength; the structural element presents ruptures; the client desire of not mobilizing all the ultimate strength; among others. Knowing the necessity of determining the ultimate strength in order to adapt the construction to the security factors required by NBR 6122/1996, this essay pursuits developing a methodology of extrapolation of the curve of mobilized static resistance versus the maximum displacement obtained through the dynamic load proof (dynamic load experiment of crescent energy), applying the Simplified Method CASE, to inserted precast piles. Studying 21 (twenty-one) proofs of dynamic load (PDL), an extrapolation methodology has been developed entitled as Simplified Extrapolation Methodology of CASE Method (SEM-CASE). The methodology is based on the criteria of complementary energy, presented by Aoki in 1997. The results have demonstrated that the method SEM-CASE has presented itself as easy manipulation. The estimated values of ultimate complementary strength calculated by the SEM-CASE has presented pretty close to the measured values, existing only one pile which presented a value error bigger than 10%. The estimated values of ultimate pile strength, obtained by the SEM-CASE, showed themselves similar to the measured values, also having a value error inferior to 10%. The exponential function has obtained better results of adjustment coefficient (R2) related to the points of the curve of mobilized static resistance versus the maximum displacement measured in the dynamic load proof. Besides, applying model selection criteria was obtained that the exponential function is more efficient to estimate the curve of mobilized static resistance versus the maximum displacement than the hyperbolic and parabolic functions. / Desde 1983, quando o ensaio de carregamento dinâmico foi introduzido no Brasil, a execução deste tipo de ensaio vem se tornando uma prática comum em obras de fundação em estacas de concreto pré-moldado cravadas. Em vários casos o ensaio de carregamento dinâmico não mobiliza a resistência última da estaca ensaiada, as causas desses eventos podem ser devido a: o equipamento disponível na obra não é capaz de obter energia cinética necessária para mobilizar a resistência última; o elemento estrutural apresenta rupturas; o cliente não desejar mobilizar toda resistência última; entre outros motivos. Sabendo a necessidade da determinação da resistência última, para a adequação da obra com os fatores de segurança exigidos pela NBR 6122/1996, este trabalho procura desenvolver uma metodologia de extrapolação da curva resistência estática mobilizada versus deslocamento máximo obtida pela prova de carga dinâmica (ensaio de carregamento dinâmico de energia crescente), empregando o Método Simplificado CASE, para estacas de concreto pré-moldado cravadas. Por meio de estudos de 21 (vinte e uma) provas de carga dinâmica (PCD), desenvolveu-se uma metodologia de extrapolação intitulada como Método de Extrapolação Simplificado do Método CASE (MES-CASE). A metodologia é baseada no critério da energia complementar, apresentada por Aoki em 1997. Os resultados demonstraram que o método MES-CASE apresentou-se de fácil manuseio. Os valores estimados de energia complementar última, calculados pelo método MES-CASE, apresentaram-se bem próximos dos valores medidos, havendo apenas uma estaca que apresentou valor de erro maior que 10%. Os valores estimados de resistência estática última, obtidos pelo método MES-CASE, mostraram-se semelhantes aos valores medidos, tendo também um erro inferior a 10%. A função exponencial obteve os melhores resultados de coeficiente de ajuste (R2) em relação aos pontos da curva resistência estática mobilizada versus deslocamento máximo medidos na prova de carga dinâmica. Além disso, empregando critérios de seleção de modelo obteve-se que a função exponencial é mais eficaz para estimar a curva resistência estática mobilizada versus deslocamento máximo do que as funções hiperbólica e parabólica.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-04-20T11:13:08Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Tallyta da Silva Curado - 2015.pdf: 5629918 bytes, checksum: 52dabea4c56416cc72708f0af09a3640 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-04-20T11:16:53Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Tallyta da Silva Curado - 2015.pdf: 5629918 bytes, checksum: 52dabea4c56416cc72708f0af09a3640 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-20T11:16:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Tallyta da Silva Curado - 2015.pdf: 5629918 bytes, checksum: 52dabea4c56416cc72708f0af09a3640 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-08-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / With the expansion of urban areas, there is a tendency to vertical structures, with these being increasingly slim and constructed into smaller areas. In these cases, for it is often necessary to measure deep foundations, as piled foundations in order to resist high internal forces and with little available space, resulting in caps with many piles and next to each other, or even forming piled rafts. The influence of this high amount and proximity of piles cannot be neglected. To consider the effect of a pile in another, several theories have been formulated to better represent the interaction between piles, but there is not yet an established theory which results in factors that best represent the reality. In this way, this work aims to study existing methods in predicting the interaction factor between piles comparing results of analytical methods with numerical solutions. For this comparison was used the program of finite element method DIANA as a reference the values considered closer to the exact solution. The various theories are compared in accordance with the cases already reported in the literature, through the factors interaction between piles. Thus, it can be seen that the theories of Cao and Chen (2008) and Mylonakis Gazetas (1998) showed good agreement with the results of DIANA, but not in all cases of combination relative length (L/d) and relative stiffness (K), as Poulos and Davis (1980). And when one considers the possibility of having end-bearing piles, both Poulos and Davis (1980) and El Sharnouby and Novak (1990) overestimate, largely, the values from the finite element solution. However, this last is more precise in the condition of layered soil than the first theory. Furthermore, analyzes were performed by modeling with varying amounts of piles, in order to evaluate the influence of the presence of intermediate piles in the interaction between the piles. Thus, it was noted that there was increasing variation of factors interaction between piles with increasing amount of piles, such as when the piles are arranged concentrically and not more in line manner. Finally, settlements of pile groups are analyzed, in order to verify the difference between the settlements obtained via modeling by DIANA and through prediction method of settlement of pile groups. The latter analysis showed that small differences between the interaction factors between two piles could change the forecast of settlements by theoretical methods, causing representing differences. / Com a expansão dos centros urbanos, verifica-se a tendência de verticalização das estruturas, com estas sendo cada vez mais esbeltas e construídas em áreas menores. Com isso, por muitas vezes é necessário dimensionar fundações profundas, como as estaqueadas, de modo a resistir a altos esforços solicitantes e com pequena disponibilidade de espaço, implicando em blocos com muitas estacas, e próximos uns aos outros, ou mesmo formando radiers estaqueados. A influência dessa elevada quantidade e proximidade de estacas não pode ser desprezada. Para considerar o efeito de uma estaca em outra, várias teorias vêm sendo formuladas para representar melhor a interação entre estacas, mas ainda não há uma teoria estabelecida como a que resulta em fatores que representam melhor a realidade. Neste caminho, esse trabalho tem por objetivo estudar as metodologias existentes na previsão do fator de interação entre estacas comparando resultados de métodos analíticos com soluções numéricas. Para essa comparação foi utilizado o programa de Método dos Elementos Finitos DIANA como uma referência dos valores considerados mais próximos da solução exata. As diversas teorias são comparadas, de acordo, com os casos já apresentados na literatura, por meio dos fatores de interação entre estacas. Com isso, pode-se verificar que as teorias de Cao e Chen (2008) e Mylonakis e Gazetas (1998) tiveram boa concordância com os resultados do DIANA, mas não em todos os casos de combinação de comprimento relativo (L/d) e rigidez relativa (K), assim como Poulos e Davis (1980). E quando se considera a possibilidade de se ter estacas de ponta, tanto Poulos e Davis (1980) quanto El Sharnouby e Novak (1990) superestimam, em grande parte, os valores provenientes da solução de elementos finitos. Entretanto, esta última é mais precisa na condição de solo estratificado do que a primeira teoria. Ainda, foram realizadas análises por meio de modelagens com variadas quantidades de estacas, de modo a avaliar a influência da presença de estacas intermediárias na interação entre as estacas. Com isso, percebeu-se que há variação crescente dos fatores de interação entre estacas com o aumento da quantidade destas, assim como quando as estacas são dispostas de maneira mais concêntrica e não em linha. Por fim, recalques de grupos de estacas são analisados, visando verificar a diferença entre os recalques obtidos via modelagem pelo DIANA e por meio de método de previsão de recalque de grupos de estacas. Esta última análise demonstrou que diferenças pequenas entre fatores de interação entre duas estacas, podem alterar a previsão de recalques por métodos teóricos, provocando diferenças representativas.