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[pt] DEFORMABILIDADE E ESTABILIDADE DE TALUDES EM SOLO GRAMPEADO / [en] DEFORMABILITY AND STABILITY OF SLOPES SUPPORTED BY SOIL NAILINGANDRE PEREIRA LIMA 11 March 2003 (has links)
[pt] Deformabilidade e estabilidade de taludes em solo grampeado
são aspectos relevantes na utilização deste sistema de
reforço de taludes naturais ou resultantes de processo de
escavação. A concepção do projeto envolve a escolha do
comprimento, ângulo de instalação, espaçamento e
resistência dos grampos. O dimensionamento, usualmente
baseado na teoria do Equilíbrio Limite, não consegue prever
deformações no interior da massa grampeada, assim como a
redistribuição de esforços nos grampos ao longo das
diversas etapas de escavação. Estas informações podem ser
obtidas por modelagem computacional com o auxílio do
programa FLAC, de forma a definir critérios de projeto para
massas grampeadas em solo residual. Para escavações de
baixa altura (inferiores a 5m), a razão entre comprimento
do grampo e altura da escavação deve ser superior a 0,7
e a razão entre espaçamento vertical e comprimento do
grampo inferior a 50%. Para escavações maiores, a razão
entre espaçamento vertical e comprimento do grampo deve ser
inferior a 25%. Para estas condições não é observada uma
configuração de colapso do talude em solo grampeado. O
ângulo de rotação da face da escavação é um parâmetro
importante no projeto. Adicionalmente verifica-se que uma
pequena variação na geometria, condições de contorno,
modelo constitutivo e parâmetros do solo e do grampo causam
mudanças expressivas nos valores de deslocamento, tensões
iniciais e esforços axiais nos grampos. Uma pequena
variação da inclinação do talude pode acarretar reduções
de até 70% nos deslocamentos finais. Os esforços axiais
máximos, mobilizados em cada grampo durante o processo de
escavação, são maiores nos taludes mais íngremes. / [en] Deformability and stability of slopes supported by soil
nailing are relevant aspects in the utilization of this
reinforcement system during excavation. The project concept
involves choosing the installation angle, spacing, and
resistance of the soil nails. The parameters, usually
determined from Limit Equilibrium Theory, cannot predict
the deformation of the reinforced mass or the
redistribution of stresses on the nails throughout the
excavation stages. This information was obtained through
computer modeling using the FLAC Program, which defined the
performance of soil nailing masses in residual soil. For
shallow excavations (H < 5m), the ratio between length and
excavation height must be a minimum of 0.7, the ratio
between spacing and length up to a maximum of 0.5. For
higher excavations, the ratio between spacing and length
has to be reduced to 0.25. The rotation angle of the
excavation s face is an important parameter. Additionally,
small variations in the geometry, boundary conditions,
constitutive model, and soil and nail parameters, can cause
large changes in the deformations, initial tensions and
axial stresses in the nails. Regarding the slope
inclination, a small variation can cause reductions of up
to 70% in the final deformations. The maximum axial
stresses mobilized in each nail during the process of
excavation are larger in steeper slopes.
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[en] IMPLEMENTATION OF NUMERICAL PROCEDURES FOR THE ANALYSIS OF DRAINING ELEMENTS IN SOILS / [pt] IMPLEMENTAÇÃO DE PROCEDIMENTOS NUMÉRICOS PARA A ANÁLISE DE ELEMENTOS DRENANTES EM SOLOSHEBER AUGUSTO COTARELLI DE ANDRADE 12 December 2003 (has links)
[pt] Esta pesquisa visa o desenvolvimento de uma ferramenta
numérica capaz de simular a inclusão de elementos drenantes
em solos, sejam eles representados por drenos
subhorizontais ou poços, constituindo sistemas de drenagem
amplamente utilizado em estabilidade de encostas, túneis,
escavações e outros. A implementação foi gerada nos
programas de fluxo SWMS_2D e SWMS_3D (Simunek e outros,
1994). A formulação proposta considera a equação de fluxo
do elemento drenante e a estratégia numérica de sua
inclusão na equação de fluxo do solo pelo método dos
elementos finitos. Algumas análises numéricas foram
realizadas visando a validação do algoritmo. Para os poços
foram analisados os casos confinados e não confinados e
em regime permanente e transiente, comparando as soluções
numéricas obtidas com as soluções analíticas de Theis
(1935) (Freeze, 1979), para aqüífero confinado, e de
Neumann (1975), para aqüífero não confinado. Para os drenos
subhorizontais, propõe - se aqui uma metodologia de análise,
levando em consideração os parâmetros hidráulicos e
geométricos de um elemento de dreno. Sua aplicação atual
não requer muito rigor e este estudo vem com a proposta de
ser uma ferramenta geotécnica na fase de projeto de uma
obra. / [en] This research aims at the development of a numerical tool
capable to simulating the inclusion of draining elements in
soils. These elements are represented by subhorizontais
drains or wells, constituting systems geotechnical
widely used in stability of slopes, tunnels and other
problems. The implementation was based in the finite
elements programs of flow SWMS_2D and SWMS_3D (Simunek e
outros, 1994). The proposed formulation considers the
equation of flow of the draining element and the numerical
strategy of its inclusion by using the method finite
elements. A few numerical analyses were carried out aiming
at the validation of the proposed algorithm. For the wells,
the confined and unconfined cases and in permanent and flow
transient conditions have been analyzed, comparing the
obtained numerical solutions with the analytical one by
Theis (1935) (Freeze, 1979), for water-bearing confined,
and one by Neumann (1975), for water-bearing unconfined.
For the subhorizontais drains, an analysis methodology is
proposed here, taking in to consideration the hydraulical
and geometric parameters of a drain element. In this case
illustrative examples are presented. The implementation
carried out is a simplified one but is should be adequate
for the design of geotechnical structures.
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[pt] ANÁLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES AO LONGO DA ROTA DE UM DUTO SUBMARINO NA BACIA DE CAMPOS, RJ / [en] SLOPE STABILITY ANALYSIS ALONG A SUBMARINE PIPELINE`S ROUTE AT CAMPOS BASIN, RJBARBARA AZEVEDO DA SILVA 25 October 2005 (has links)
[pt] Neste trabalho são avaliadas as condições de estabilidade
do subsolo marinho ao longo da rota de um duto rígido de
aço revestido com concreto, de 10 de diâmetro, localizado
na Bacia de Campos, RJ. Os dados geológicos e geotécnicos
foram adquiridos a partir de um amplo levantamento
geofísico e geotécnico realizado na diretriz do duto.
Devido as adversidades à estabilidade do fundo marinho,
várias análises vêm sendo realizadas de forma qualitativa
e quantitativa. Atualmente, por questões ambientais e de
segurança de obras de engenharia, busca-se uma avaliação
mais quantitativa dos riscos geológicos associados à
condição de estabilidade do fundo marinho, pois os
escorregamentos de taludes representam o principal risco
para estas estruturas. As análises de estabilidade foram
feitas a partir da teoria do talude infinito, em
metodologia aplicada por Nowacki et al. (2003) nos campos
profundos de Mad Dog e Atlantis, no Golfo do México, e
comparadas com os resultados encontrados a partir da
formulação clássica do talude infinito. Uma integração de
dados geotécnicos e geofísicos foi necessária, para que
todos os parâmetros utilizados na metodologia pudessem ser
obtidos. Os resultados indicaram dois pontos críticos ao
longo da rota, ambos associados aos flancos do cânion
Itapemirim, que apresentam gradientes altos. Foram
realizados breves estudos com o objetivo de se avaliar a
possibilidade de ocorrência de mecanismos disparadores
(terremotos e ondas de tempestade) nesses pontos críticos
mas os resultados descartaram esta possibilidade. Concluiu-
se ainda que os dados geotécnicos utilizados neste
trabalho não foram suficientes e de certo modo não
apropriados para a análise de estabilidade de taludes. Uma
nova campanha de ensaios geotécnicos de laboratório foi
proposta para futuros estudos. / [en] This research analyses stability conditions of marine
sediments superficial layers of along a 10 in. diameter
pipeline`s route, located at Campos Basin, RJ. The
geological and geotechnical data were obtained during a
wide geophysical and geotechnical survey along the
pipeline`s route. Due to adversities to botton stability
found in the marine environment, several qualitative and
quantitative stability analysis have been made. Nowadays,
because of environmental and safety issues, the researches
are more focused on quantitative analysis of geohazards
associated with the stability condition of the sea bottom,
since slope slides represent the main risk for those
structures. The stability analyses were based on the
infinite slope theory. The methodology applied was the
same used by Nowacki et al. (2003) at the deep fields of
Mad Dog and Atlantis, in the Gulf of Mexico. The results
were compared with the results from the classical
formulation of the infinite slope. An integration of
geotechnical and geophysical data was necessary, in order
to obtain all the parameters used in the methodology. The
results indicated two critical points along the route,
both associated with the flanks of the Itapemirim Canyon,
which have steep slopes. Brief studies were made to
evaluate the importance of triggering mechanisms
(earthquakes and storm waves) at these critical points but
the results discard this possibility. It was also
concluded that the geotechnical data used in this research
were insufficient and in a certain way not appropriate for
the slope stability analysis. A new geotechnical lab tests
campaign was proposed for future studies.
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[pt] ESTABILIDADE E DEFORMAÇÃO DE TALUDES DE SOLO SOB CARREGAMENTO SÍSMICO / [en] STABILITY AND DEFORMATION OF SOIL SLOPES UNDER SEISMIC LOADCARLOS HUGO SOTO MOROTE 15 February 2007 (has links)
[pt] O comportamento sísmico de taludes tem sido um tópico de
grande
interesse da engenharia geotécnica nos últimos 40 anos.
Durante este período, a
prática da engenharia nesta área evoluiu do emprego de
técnicas elementares para
procedimentos numéricos bastante complexos. A abordagem
mais simples é a
análise pseudo-estática na qual o carregamento do
terremoto é simulado por uma
aceleração horizontal estática equivalente atuando na
massa de solo deslizante,
utilizando-se um procedimento de equilíbrio limite
(método
das fatias),
geralmente conservativo. O parâmetro que descreve o
comportamento dinâmico
do solo é referido como coeficiente sísmico k, e sua
seleção depende fortemente
da experiência e normas técnicas locais, porque não há
maneira simples e segura
de se escolher um valor adequado. O segundo procedimento
é
conhecido como
método de Newmark, que envolve o cálculo de uma
aceleração
de escoamento,
definida como a força inercial necessária para o fator
de
segurança atingir 1 em
uma análise pseudo-estática pelo método de equilíbrio
limite. O procedimento
então usa os registros de aceleração do terremoto de
projeto e o integra
duplamente no tempo para calcular os deslocamentos
permanentes acumulados.
O terceiro método é referido como análise de Makdisi-
Seed,
que procura definir a
estabilidade sísmica do talude em termos de
deslocamentos
aceitáveis em vez de
um fator de segurança tradicional através de uma versão
modificada do método de
Newmark. Esta técnica apresenta uma maneira racional de
calcular uma
aceleração de escoamento média, necessária para produzir
um valor do coeficiente
de segurança do talude igual a 1. Gráficos específicos
foram também
desenvolvidos para estimativa dos deslocamentos
permanentes, tendo sido
bastante aplicados em aterros rodoviários, barragens e
aterros sanitários.
Finalmente, o mais sofisticado método para análise de
estabilidade sísmica de
taludes é conhecido como análise dinâmica, que
normalmente
incorpora modelos
de elementos finitos e relações tensão x deformação
complexas numa tentativa de obter melhores
representações
para o comportamento mecânico de taludes sob
cargas cíclicas Os resultados destas análises podem
incluir a história no tempo dos
deslocamentos e tensões, bem como das freqüências
naturais, efeitos de
amortecimento, etc. Este trabalho apresenta uma
comparação
entre os métodos
mencionados anteriormente, analisando o comportamento
sísmico dos taludes da
estrutura de contenção dos resíduos de lixiviação de
minério de urânio, na Bahia,
e dos taludes do bota-fora sul da mina de cobre
Toquepala,
situada no Peru. / [en] The seismic stability of slopes has been a topic of
considerable interest in
geotechnical engineering for the past 40 years. During
that period, the state of
practice has moved from simples techniques to more
complicated numerical
procedures. The simplest approach is the pseudo-static
analysis in which the
earthquake load is simulated by an equivalent static
horizontal acceleration
acting on the mass of the landslide, according to a
generally conservative limit
equilibrium analysis. The ground motion parameter used in
a pseudo-static
analysis is referred to as the seismic coefficient k, and
its selection has relied
heavily on engineering judgment and local code
requirements because there is no
simple method for determining an appropriate value. The
second main procedure
is known as the Newmark displacement analysis which
involves the calculation of
the yield acceleration, defined as the inertial force
required to cause the static
factor of safety to reach 1 from the traditional limit
equilibrium slope stability
analysis. The procedure then uses a design earthquake
strong-motion record which
is numerically integrated twice for the amplitude of the
acceleration above the
yield acceleration to calculate the cumulative
displacements. These displacements
are then evaluated in light of the slope material
properties and the requirements of
the proposed development. The third method is referred to
as the Makdisi-Seed
analysis sought to define seismic embankment stability in
terms of acceptable
deformation instead of conventional factors of safety,
using a modified Newmark
analysis. Their method presents a rational means to
determine yield acceleration,
or the average acceleration required to produce a factor
of safety of unity. Design
curves were developed to estimate the permanent earthquake-
induced
deformations of embankments, which have since been applied
to sanitary landfill and highway embankments. Finally, the
most sophisticated method for seismic
slope stability calculations is known as the dynamic
analysis, which normally
incorporates a finite element model and a rather complex
stress-strain behavior for
geological materials in an attempt to obtain a better
representation of the behavior
of soils under cyclic loading. The results of the analysis
can include a time
history of displacements and stresses, as well as natural
frequencies, effects of
damping, etc. This work presents a comparison of the
results obtained by the
aforementioned approaches, considering the seismic
behavior of the slopes of an
uranium lixiviation pad situated in Bahia, Brazil, and the
South embankment of
the waste landfill of the Toquepala Mine, Peru.
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Monitoring Slope Stability Problems Utilizing Electrical and Optical TDRMomand, Farid A. January 2010 (has links)
No description available.
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[en] ANALYSIS OF THE DISPLACEMENT FIELD IN THE STABILITY OF HIGH-RISE MINING SLOPES / [pt] ANÁLISE DO CAMPO DE DESLOCAMENTOS PARA ESTABILIDADE DE TALUDES DE GRANDE ALTURA EM MINERAÇÃO / [es] ANÁLISIS DEL CAMPO DE DESLOCAMIENTOS PARA ESTABILIDAD DE TALUD DE GRANDE ALTURA EN MINERACIÓNHERNAN RENATO GAVILANES JIMENEZ 16 February 2001 (has links)
[pt] A avaliação da estabilidade do talude da Mina Robert
(Canadá) é feita através do campo de deslocamentos de
marcos superficiais e subsuperficiais e possíveis
mecanismos de ruptura obtidos a partir da análise tensão-
deformação usando-se o programa computacional FLAC (V.
3.30). Adotando-se o emprego dos modelos constitutivos
elástico perfeitamente plástico e elasto-plástico com
amolecimento, são calculados o fator de segurança e a
porcentagem da região de plastificação, e são definidas as
características de comportamento cinemático do talude sob
condições de carregamento gravitacional.
Apresenta-se um estudo de sensibilidade considerando-se
tensões cisalhantes e deslocamentos acumulados em função da
variação dos parâmetros do maciço rochoso e da inclinação
do talude, além de se analisar fatores associados à
definição dos mecanismos de ruptura em termos de tensão-
deformação.
Finalmente, são apresentadas as comparações entre os
fatores de segurança calculados em função dos resultados da
simulação numérica (FLAC) e os fatores de segurança
calculados por equilíbrio limite considerando-se as
superfícies potenciais de ruptura provenientes da modelagem
computacional. / [en] The evaluation of the stability of the Robert Pit Mine
(Canada) is made through the field of
displacements of superficial and ground marks and possible
rupture mechanisms obtained
from the results of tension-deformation analysis by using
the program computational FLAC
(V. 3.30). Two constitutive models, the elastic perfectly
plastic model and elastic-plastic with
strain softening model, are used for the determination of
safety's factor and plastification area.
This work also defines the characteristics of cinematic
behavior of the rock slope under
gravitat ional condit ions.
A sensibility study is realized considering shear stress
and displacements in function of the
variation of the rock parameters and of the inclination of
the slope. The analysis of the factors
associated to the definition of the rupture mechanisms in
tension-deformation terms is also
done.
Finally, the comparisons are presented among safety's
factors calculated in function of the
results of the numerical analysis (FLAC) and safety's
factors calculated by limit equilibrium
methods in function of the potential rupture surfaces of
the computational model. / [es] La evaluación de estabilidad del talud de la Mina Robert (Canadá) se realiza a través del campo de deslocamientos
de marcos superficiales y subsuperficiales y posibles mecanismos de ruptura obtenidos a partir del análisis
tensión-deformación utilizando el programa computacional FLAC (V. 3.30). Se adopta el empleo de los modelos
constitutivos elástico perfectamente plástico y elasto-plástico con ablandamiento. Se calculan el factor de
seguridad y el portentaje de la región de plastificación, y son definidas las características de comportamiento
cinemático del talud bajo condiciones de recarga gravitacional. Se presenta un estudio de sensibilidad
considerando las tensiones cisallantes y deslocamientos acumulados en función de la variación de los parámetros
del macizo rocoso y de la inclinación del talud, además de nalisa factores asociados a la definición de los
mecanismos de ruptura en términos de tensión - deformación. Finalmente, se presentan las comparaciones entre
los factores de seguridad calculados en función de los resultados de la simulación numérica (FLAC) y los factores
de seguridad calculados por equilibrio límite considerando las superfícies potenciales de ruptura provenientes del
modelo computacional.
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[pt] ANÁLISE NUMÉRICA DE TALUDES DE MINERAÇÃO A CÉU ABERTO EM MACIÇO DE ROCHA FRATURADA / [en] NUMERICAL SLOPE ANALYSIS OF AN OPEN PIT MINE IN JOINTED ROCK MASSDEYSI MILAGRITOS GARCIA AGUILAR 26 October 2016 (has links)
[pt] Esta dissertação tem como objetivo principal estudar o comportamento dos taludes da mineração Pampa de Pongo, situada no Peru, em termos de deslocamentos e fatores de segurança contra ruptura por cisalhamento. As escavações atingem atualmente profundidades superiores a 900m com o corpo mineral seccionado por várias falhas geológicas que podem aumentar o potencial de risco de colapso dos taludes. As análises tensão x deformação foram executadas pelo método dos elementos finitos, em modelos bi e tridimensionais, considerando a existência e a ausência do sistema de falhas para melhor estimar e compreender a influência destas nos deslocamentos do maciço com o avanço das escavações. Este estudo também investigou as diferenças observadas nos resultados obtidos com dois programas comerciais de elementos finitos para solução de problemas geotécnicos (Phase2 e Plaxis 2D) tendo em vista as diferentes metodologias por eles empregadas na simulação de fraturas em meios contínuos. Nas análises de estabilidade os valores dos fatores de segurança determinados pelo método dos elementos finitos, em simulações 2D e 3D, foram também comparados com aqueles calculados por método de equilíbrio limite (método das fatias). De modo geral, observou-se que os efeitos das descontinuidades são maiores nos campos de deslocamentos horizontais e que também tendem a diminuir os valores de fator de segurança, inclusive para limites mínimos abaixo dos recomendados por normas brasileiras. / [en] This thesis aims to study the behavior of the Pampa de Pongo open pit mine, situated in Peru, in terms of displacements and safety factors against shear failure. Excavations currently reach depths greater than 900m and the orebody is sectioned by several geological faults that may increase the potential risk of collapse of embankments. The stress x strain analyses were carried out by the finite element method, with two and three dimensional models, considering the existence and the absence of the fault system, to better estimate and understand the influence of these discontinuities in the displacements of the rock mass with the advancement of excavations. This study also investigated the differences in results obtained with two commercial finite element programs for solution of geotechnical problems (Phase2 and Plaxis 2D) since they use different techniques to simulate fractures in continuous media. In the stability analyses, the values of safety factors determined by the finite element method in 2D and 3D simulations were also compared with those calculated by the equilibrium method limit (method of slices). In general, it could be observed that the effects of discontinuities are larger on the horizontal displacement fields and they also tend to decrease the values of safety factors, even below the minimum thresholds recommended by Brazilian Standards.
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[pt] COMPORTAMENTO GEOTÉCNICO DA BARRAGEM DE CURUÁ-UNA, PARÁ / [en] GEOTECHNICAL BEHAVIOR OF CURUÁ-UNA DAM, PARÁ.LARYSSA PETRY LIGOCKI 03 October 2003 (has links)
[pt] O comportamento geotécnico da barragem de Curuá-Una, Pará,
foi estudado devido à importância que a barragem representa
para a Região Norte do Brasil. A usina hidrelétrica de
Curuá-Una, inaugurada em 1977, está localizada na
Amazônia, próxima à cidade de Santarém. O estudo englobou a
avaliação das condições atuais de operação e a previsão de
desempenho após uma possível elevação de 1,5m do nível do
reservatório, com e sem alteamento simultâneo da crista da
barragem. A elevação do nível do reservatório
possibilitaria o aumento da potência útil da usina,
beneficiando toda a região. Uma ampla campanha de
ensaios geotécnicos foi realizada em amostras indeformadas
dos materiais constituintes da barragem. As amostras de
bloco foram extraídas dos taludes de jusante e montante,
acima do nível freático. O programa experimental incluiu
ensaios de caracterização, permeabilidade, adensamento,
cisalhamento direto, e triaxiais, com diferentes condições
de umidade. A pesquisa envolveu também a análise dos
resultados da instrumentação de campo, composta por
piezômetros instalados no corpo da barragem e na fundação
de material arenoso. Uma surgência da linha freática foi
identificada no talude de jusante, sugerindo um
funcionamento inadequado do filtro vertical. As análises
englobaram simulações numéricas da elevação do nível do
reservatório e da cota da crista da barragem, com o
objetivo de avaliar a deformabilidade do maciço. Foram
também definidos os níveis de alerta referentes à segurança
da barragem, com base em estudos de estabilidade realizados
para diferentes condições de geometria e carregamento. / [en] The geotechnical behavior of Curuá-Una dam, Pará, was
studied due its importance to the North Region of Brazil.
The power plant, in operation since 1977, is located in the
Amazon forest, next to the city of Santarém. The study was
comprised of the evaluation of current operation conditions
of the dam and prediction of its performance after a
possible rise of 1,5m of the level of the reservoir with
and without simultaneous rise of the dam s crest. The rise
of the reservoir would increase the power capacity of Curuá-
Una plant, benefiting the entire region. A comprehensive
program of geotechnical tests was carried out on
undisturbed samples of the dam materials. Block samples
were extracted from the upstream and downstream slopes of
the dam. The experimental program included characterization
tests, permeability, consolidation, direct shear and
triaxial tests, with different saturation conditions. The
research also included the analysis of field
instrumentation results. The instrumentation included
several piezometers, installed in the body of the dam and
in the sandy foundation. A surgency of the freatic line was
identified at the downstream slope, suggesting a
malfunctioning of the vertical filter. The analyses
included numerical simulations of different reservoir and
crest levels, with objective to evaluate the deformability
of the earth embankment. In addition, stability studies for
different geometries and loading conditions were also
carried out. Alert levels regarding the dam s stability were
established.
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[en] ASSESSMENT OF FAILURE MECHANISMS OF THE PRAINHA AND CONDOMÍNIO LANDSLIDES, IN NOVA FRIBURGO, RIO DE JANEIRO / [pt] AVALIAÇÃO DE MECANISMOS DE RUPTURA ASSOCIADOS AOS ESCORREGAMENTOS DA PRAINHA E CONDOMÍNIO EM NOVA FRIBURGO, RIO DE JANEIROCAMYLA MARGARETE MAGALHAES DE OLIVEIRA 18 November 2021 (has links)
[pt] O objetivo desta dissertação foi avaliar os mecanismos de ruptura em solo residual não saturado, nos locais da Comunidade da Prainha e Condomínio do Lago, em Nova Friburgo, após os deslizamentos ocorridos do dia 11 para 12 de janeiro de 2011, evento conhecido como Megadesastre 11 da Serra Fluminense.
Para isso foram realizados ensaios de caracterização física, química e mineralógica, ensaios de permeabilidade in situ e no laboratório, ensaios para a determinação da curva característica e porosimetria de mercúrio. Para a determinação dos parâmetros de resistência foram realizado ensaios de cisalhamento convencional em amostras indeformadas submersas. A partir destes resultados foram realizadas análises numéricas de infiltração e estabilidade com a utilização dos programas Vadose/W e Slope/W ambos do pacote GeoStudio 2007. Os resultados das análises mostraram que as rupturas foram do tipo planar,
ocorrendo na transição do solo maduro para o solo jovem para ambos locais. No caso do Condomínio do Lago verificou-se que a ruptura foi iniciada na base do talude, indicando um movimento de baixo para cima. Na Comunidade da Prainha a ruptura foi iniciada no topo da encosta. Em ambos os casos, ruptura ocorreu em decorrência da infiltração das águas de chuva. / [en] The objective of this dissertation was to assess the failure mechanisms in unsaturated residual soil, in places of Comunidade da Prainha Prainha (Comunity of Prainha) and Condomínio do Lago (Lago Condominium), in Nova Friburgo, after the landslides that occurred from the 11th to 12th of January of 2011. The event is known as Megadesastre 11 da Serra Fluminense. For this, tests of
physical, chemical and mineralogical characterization, in situ permeability tests and the in laboratory, tests to determine the characteristic curve and mercury porosimetry were performed. To determine the strength parameters, were conducted conventional shear tests on submerged soil samples. From these results,
numerical analyzes of infiltration and stability were performed with the use of Vadose/W and Slope/W, both programs of GeoStudio 2007. The analysis results showed that the ruptures were planar, occurring in the transition from the mature soil to the young soil for both locations. In the case of Condomínio do
Lago, the failure surface was located at the base of the slope, indicating a movement from bottom to top. In the Comunidade da Prainha the failure surface was located at the top of the slope. In both cases rupture occurred due to infiltration of the rainwater.
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The effect of vegetation on slope stability of shallow pyroclastic soil covers / Effet de la végétation sur la stabilité des pentes des sols pyroclastiques peu profondsRodrigues Afonso Dias, Ana Sofia 25 January 2019 (has links)
L'effet de la végétation locale, composée de Castanea sativa cultivé, sur la stabilité des pentes a été étudié sur un site d'essai au Mont Faito (Campanie, Italie). En Campanie, les sols pyroclastiques peu profonds sont sensibles aux glissements de terrain provoqués par les précipitations. Des périodes de pluies prolongées suivies de précipitations extrêmes à court terme déclenchent des glissements de terrain rapides et destructeurs au niveau des coupes routières et des escarpements pyroclastiques sur les falaises rocheuses dans les régions autour du volcan Vésuve.Des échantillons de sol pyroclastiques non perturbés contenant des racines de C. sativa matures ont été utilisés pour la caractérisation hydraulique par le biais d'un ensemble d'expériences en laboratoire. La perméabilité saturée, la réponse à l’évaporation et l’imbibition, la teneur en eau pour les fortes valeurs de succion et la biomasse sèche des racines ont été déterminées.La présence de racines a augmenté la perméabilité d'un ordre de grandeur dans les sols les plus superficiels (10-7 à 10-6 m s-1) et diminué la valeur d'entrée d'air des courbes de rétention (6 à 4 kPa). La variabilité de la perméabilité entre les couches de sol a été identifiée comme conditionnant l'écoulement de l'eau souterraine par rapport à la vitesse du mouvement du front de mouillage et à la génération de pressions positives de l'eau interstitielle dans le profil. L'étalonnage du modèle hystérétique pour caractériser les sols pyroclastiques naturels a fourni une méthode plus approximative de modélisation des réponses hydrauliques. Une bonne concordance entre le modèle et les observations a été obtenue.L’étude sur le terrain a permis de montrer que la distribution des racines de C. sativa est associée au régime des eaux souterraines. Les distributions spatiales et verticales de la densité et des traits des racines ont été quantifiées pour les racines de C. sativa prélevées dans des forages réalisés au Mont Faito. La succion minimale, la teneur minimale en eau et la pente minimale (indiquant un débit d'eau descendant) ont été surveillées tout au long de l'année et confrontées avec la distribution des racines et à la distribution spatiale des arbres. Une densité racinaire croissante était associée à des valeurs de succion plus faibles et à des gradients d'infiltration plus élevés, ce qui peut avoir une influence négative sur la stabilité de la pente.La modélisation du renforcement mécanique du sol par les racines des arbres a permis de comprendre l'importance des composantes hydrauliques et mécaniques sur la stabilité d'une pente. Les racines augmentent la résistance au cisaillement (jusqu'à 25,8 kPa) grâce à un renforcement mécanique et donc le facteur de sécurité de la pente augmente. L'examen du renforcement dû aux racines dans l'estimation du facteur de sécurité des surfaces de rupture potentielles a montré que la surface de rupture la plus faible a été trouvée à 2,2 m, où le renforcement dû aux racines était de 1,3 kPa, au lieu de 0,9 m sans le renforcement de 13,8 kPa. La surface de rupture la plus faible correspond aux surfaces de rupture observées lors de glissements de terrain antérieurs. Le site d'essai ne présentait pas les caractéristiques d'une zone de déclenchement d'un glissement de terrain. L'angle de pente des zones de déclenchement des glissements de terrain (35° à 45°) peut dépasser l'angle de frottement du sol (36,5° à 38,5°) et l'effet hydraulique ne serait pas suffisant pour garantir la stabilité de la pente pendant la saison humide (0 à 10 kPa). On estime que le renforcement dû aux racines peut maintenir les pentes jusqu'à un angle de 42°.On a donc constaté que la présence de racines d'arbres affectait la stabilité hydraulique et mécanique des couvertures de sol pyroclastiques. Ces conclusions peuvent être étendues aux autres zones de plantations de C. sativa. L'effet hydraulique de la végétation a été largement compensé par le renforcement mécanique dû aux racines / The effect of the local vegetation, composed of cultivated Castanea sativa, on slope stability was investigated on a test site in Mount Faito (Campania, Southern Italy). In Campania, shallow pyroclastic soil covers are susceptible to landslides triggered by rainfall. Prolonged rainfall periods followed by extreme short-term rainfall events trigger fast moving and highly destructive landslides in road cuts and pyroclastic scarps on rocky cliffs in the areas surrounding the Vesuvius volcano.Undisturbed pyroclastic soil samples containing roots of mature C. sativa were used for hydraulic characterization through an extensive set of laboratory experiments. Saturated permeability, evaporation and imbibition response, water content for high suction ranges, and the root dry biomass were determined.The presence of roots increased the hydraulic permeability by one order of magnitude in the most surficial soil (10-7 to 10-6 m s-1) and decreased the air-entry value of the water retention curves (6 to 4 kPa). The variability of soil permeability among soil layers was identified as conditioning of the groundwater flow with regard to the speed of the wetting front movement and generation of positive pore-water pressures within the soil profile. The calibration of hysteretic model to characterize natural pyroclastic soil provided a more approximate manner of modelling in situ hydraulic responses. A good agreement between the model and the field observations was obtained.Field monitoring was performed with the intent of showing that the distribution of roots of C. sativa is associated to the groundwater regime. The spatial and vertical distribution of root density and traits were quantified for C. sativa roots collected from several boreholes performed in Mount Faito. Minimum suction, minimum water content and minimum gradient (indicative of downward water flow), were monitored throughout the year and related to root distribution and spatial distribution of trees. An increasing root density was found to be associated to lower values of suction and higher gradients of infiltration, which can potentially have a negative influence of the slope stability.A modelling investigation on the mechanical reinforcement of soil by tree roots allowed us to understand the importance of hydraulic and mechanic components on the stability of a slope. Roots increase greatly the shear strength of soil (up to 25.8 kPa) through mechanical reinforcement and consequently, the safety factor of the slope increased significantly. Considering the root reinforcement in the estimation of potential failure surfaces safety factor showed that the weakest failure surface was found at 2.2 m, where the root reinforcement was 1.3 kPa, instead of 0.9 m without the root reinforcement of 13.8 kPa. The weakest failure surface found was in agreement with the failure surfaces observed from previous landslides. The test site did not present the characteristics of a landslide triggering area. The slope angle of the landslide triggering areas (35° to 45°) can easily exceed the soil friction angle (36.5° to 38.5°) and the hydraulic effect would not be enough to guarantee the stability of the slope during the wet season (0 to 10 kPa). However, the root reinforcement was estimated to be able to sustain the slopes until an angle of 42°.Therefore, the presence of tree roots was found to affect hydraulically and mechanically stability of pyroclastic soil covers. Such conclusions may be extended to the areas of Campania where C. sativa plantations are present. The hydraulic effect of vegetation was greatly compensated by the mechanical reinforcement of roots.
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