[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.

[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] 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.

[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.

[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.

This dissertation is in three distinct chapters, although not entirely independent. The various chapters present empirical evidence in economic growth and development using data at the country, firm, and household-community levels. Over the years, the United Nations Sustainable Development Goals have given rise to copious theoretical and empirical research. This thesis moves in line with these studies. Specifically, contributing to the subject of ensuring access to affordable, reliable, sustainable, and modern energy for all (SDG 7), provision of full and productive employment and sustained economic growth (SDG 8), availability of financial services and markets (SDG 9), and building sustained development and inclusive institutions (SDG 16). The thesis uses data from various sources at different levels--country, firm, and household--to test important growth and development issues that are considered gray areas that require extensive research. The first chapter is dedicated to investigating the relationship between economic institutions and growth. While the importance of institutions in fostering economic growth and development has not been disputed, there is now a developing literature on the nonlinearity between growth and institutions. This paper examines the existence of nonlinearities between economic institutions and growth and, particularly, the presence of threshold effects for a sample of advanced and developing countries. Using political institutions to instrument economic institutions in a dynamic panel threshold model, the results reveal the existence of institutional-threshold effects in a first difference generalized method of moments (FD-GMM) approach. Specifically, for economic institutions to affect growth, they must on average develop to at least 6 and 8 (out of a score of 10) for developing and advanced economies, respectively. Both the short-run and long-run effects of economic institutions on growth are positive and only significant for developing countries. The results show the primacy of sub-indices of economic institutions such as freedom to trade internationally, legal structures, and property rights for economic growth. Next, I narrow things down to the firm level. The second chapter of this thesis is devoted to searching for transmission channels from finance to firms' productivity and growth in the developing countries context. There is a consensus among economists that financial development fosters economic growth. Among other things, the productivity effect of access to finance by firms is considered one of the important channels through which finance affects growth. This paper empirically investigates the relevance of this channel using firm-level data from the World Bank Enterprise Survey for several developing countries from 2002 to 2020. The results indicate that access to finance is generally limited, although larger firms have better access to finance irrespective of their age. Holding all other factors constant, improved access to finance significantly increases the productivity of young and small-sized firms while reducing their growth in employment. Also, compared to matured and medium-sized but financially constrained firms, the results show that enhanced access to finance significantly boosts the employment growth of old (but small) firms. Lastly, the results show different sources of financing (external, formal, and informal) have varied effects on firms’ growth and productivity. From the results, a long-term growth policy package recommended should therefore include special financing schemes that improve access to finance for young and small firms. In the third chapter, I study the labor supply and welfare benefits of electrification. The share of a country’s population with access to electricity is a good indicator of its growth and development since it has important labor and welfare implications. This paper estimates the causal effect of access to electricity on development outcomes such as employment, wages, and hours of work, as well as the reallocation of labor across the agriculture and non-agricultural sectors in Ghana. First, I demonstrate that topography matters in grid expansion, especially in rural Ghana, using the three most recent waves of the Ghana Living Standard Survey (rounds 5, 6, and 7). I do this by using the slope of the land as an instrumental variable IV. Second, the IV estimates show no significant improvement in general employment and wages, whilst inducing shifts in employment from agriculture to the non-agriculture sectors because of electricity. Also, hours of work increase, especially for those in the non-agriculture sector. An important mechanism through which electrification affects labor and welfare outcomes in Ghana is the increase in underground economic activities.

[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.