A ocupação do espaço subterrâneo tem assumido importância crescente na sociedade atual; destaca-se no Sul do Brasil o uso de escavações subterrâneas em empreendimentos hidrelétricos, executadas nas rochas efusivas da Formação Serra Geral (FSG). Algumas destas obras registraram tensões elevadas nos maciços rochosos, as quais ocasionaram grandes prejuízos por não terem sido previstas em projetos e não terem solução adequada quando são utilizadas correlações empíricas. Tendo em vista estas dificuldades no desenvolvimento dos projetos, esta tese teve o objetivo de estudar o comportamento das rochas efusivas da FSG e utilizar os dados na simulação numérica de túneis. Foi feito o acompanhamento da execução de cerca de 650m do túnel de adução da UHE Castro Alves, tendo sido coletados os dados de geologia, resultados da instrumentação da obra e coletadas amostras das rochas encontradas no túnel. Foram realizados ensaios de laboratório em corpos de prova para determinar o comportamento tensão versus deformação destes materiais e suas envoltórias de ruptura. Foram obtidas correlações entre alguns dos parâmetros. Os parâmetros determinados nos ensaios (rocha intacta) foram extrapolados para o maciço rochoso. Diversos dados da obra, bem como o cruzamento entre eles e os parâmetros geomecânicos obtidos foram colocados em uma plataforma SIG, a qual se mostrou uma ferramenta bastante útil e de grande potencialidade para uso nestes projetos. Com os parâmetros geomecânicos determinados para o maciço foi realizada uma análise numérica 3D do túnel escavado, a partir da qual foi feita uma retro-análise dos deslocamentos medidos em campo, sendo possível estimar o valor de K0 de campo de cerca de 1,3. Foram também realizadas análises paramétricas para estudar a importância da correta estratigrafia dos derrames basálticos (especialmente a presença das brechas) e a simulação de tensões horizontais elevadas, tendo se demonstrado a necessidade de análises deste tipo para verificação de soluções adequadas em túneis em maciços com estas condicionantes. / In the present society the underground occupation has become increasingly relevant. In Southern Brazil it is possible to observe the use of underground excavation applied to tunneling for hydro electric power plants, as carried out in the Serra Geral Formation (FSG) effusive rocks. Some of these tunnels showed high stresses in the rock mass, which resulted in time and money wasted as it was not expected in the project development and also because there was not a suitable solution found when empirical correlations were applied. Considering these difficulties during the project development, this thesis studies the FSG effusive rocks behavior and the utilization of tunnel data for numerical simulations. About 650m of tunnel excavation has been monitored at the UHE Castro Alves. Geology data, instrumentation results and rock samples have been obtained. To determine the shear stress versus strain behavior, laboratory tests were carried out. The correlation between some parameters was obtained and test parameters of the intact rock were extrapolated to the rock mass. A SIG platform has been used with the field data and the geomechanical parameters; it appears to be a useful tool with great potential for this kind of work. Since the geomechanical parameters have been determined, a FEM 3D analysis was carried out; field displacements back-analysis from the 3D analysis made possible the estimation of a K0 value approximately equal to 1,3. Parametrical analyses were also carried out to study the relevance of considering the correct rock strata and the effects of high horizontal stresses on the numerical simulation results, which showed the need for this kind of analysis in tunnels excavated under these conditions.

O dimensionamento e verificação estrutural de túneis envolve diversos parâmetros geotécnicos e o controle de diversas variáveis estruturais como, por exemplo, a convergência (fechamento) da cavidade, a pressão atuante no revestimento e o nível de descompressão do maciço. O campo de deformações e tensões que se desenvolve no entorno do túnel dependerá da profundidade, da geometria da seção, da distribuição de cargas na superfície, da heterogeneidade e distribuição das camadas de solo, do comportamento mecânico conjunto do maciço e do revestimento, bem como do processo de escavação e colocação do revestimento. Esse trabalho trata de simulações numéricas do comportamento a longo prazo em túneis revestidos com concreto, incluindo túneis gêmeos. Portanto, o maciço foi considerado com uma lei de comportamento viscoplástica, com superfície de cedência de von-Mises acoplada no modelo reológico de Perzyna, e para o concreto, foi considerada uma lei viscoelástica através das formulações de fluência e retração constantes no CEB-MC90 adaptadas à teoria da solidificação de Bazant & Prasannan (1989ª, 1989b). Para esse estudo foram construídos scripts de modelos bidimensionais axissimétricos e tridimensionais no software ANSYS. A implementação do modelo do concreto é feita através do recurso de customização do material que o ANSYS disponibiliza: a subrotina UserMat. O processo de escavação e colocação do revestimento é simulado através do recurso de ativação e desativação dos elementos finitos considerando uma velocidade de avanço constante. Além da validação do modelo do concreto, é feita a validação dos modelos dos túneis em elasticidade, plasticidade e viscoplasticidade sem e com revestimento elástico através de expressões analíticas e o software GEOMEC91 desenvolvido por Bernaud (1991), demonstrando excelente conformidade. Nos exemplos testados, a influência da viscoelasticidade do concreto pode aumentar as deformações em até 40% em comparação com o revestimento elástico, e a proximidade dos túneis longitudinais em cerca de 15% (fazendo com que o campo de deformações deixe de ser puramente radial). Também é estudada a influência de galerias transversais. / The structural desing and verification of tunnels involves several geotechnical parameters and the control of several structural variables, such as the convergence (closure) of the cavity, the pressure over the linning and the level of decompression of the rockmass. The field of deformations and stresses developed around the tunnel will depend of the depth, section geometry, surface load distribution, mechanical behavior of the rockmass and linning, as well as the process of excavation and placement of the linning. This dissertation deals with numerical simulations of long-term behavior in concrete lined tunnels, including twin tunnels. Therefore, for the rockmass it was considered a viscoplastic behavior law, with von-Mises yield surface coupled in the rheology model of Perzyna, and for concrete, it was considered a viscoelastic law through creep and shrinkage formulations in the CEB-MC90 adapted to the solidification theory of Bazant & Prasannan (1989a, 1989b). For this study, scripts were constructed for two-dimensional axissimetric and three-dimensional models in the ANSYS software. The implementation of concrete model is done through the material customization capabilities that ANSYS makes available: the UserMat subroutine. The process of excavation and placement of the linning is simulated through the activation/deactivation of finite elements considering a constant speed of advance of tunnel. The models are validated in elasticity, plasticity and viscoplasticity without and with elastic linning through analytical expressions and the software GEOMEC91 developed by Bernaud (1991), demonstrating excellent conformity. In the examples tested, the influence of viscoelastictity of the concrete can increase the deformations by up to 40% compared to the elastic linning, and the proximity of the longitudinal tunnels by about 15% (making the strain field no longer purely radial). The influence of transverse galleries is also studied.

Orientador: Vicente Lopes Junior / Resumo: A busca por aeronaves capazes de modificar sua geometria melhorando suas características aerodinâmicas incentivou diversos autores a sugerirem modelos de asas adaptativas. Tais modelos utilizam atuadores leves de modo a substituir os atuadores clássicos convencionais sem, no entanto, comprometer a e ciência de voo da aeronave. Dentre os materiais utilizados para isto se destacam as ligas de memória de forma (Ni-Ti), que são capazes de converter energia térmica em energia mecânica e, uma vez deformadas, podem retornar a sua condição original de forma através de seu aquecimento. Neste contexto, o presente trabalho objetiva controlar a posição angular de um aerofólio utilizando para isto um par de os de liga de memória de forma. No modelo de asa proposto, deseja-se estabelecer uma forma para o per l aerodinâmico a partir da determinação de um ângulo entre duas seções da asa. Este ângulo é atingido pelo efeito de memória de forma da liga através da passagem de uma corrente elétrica. A função da corrente elétrica é alterar a temperatura dos atuadores através do efeito Joule, modificando a forma da liga. Devido à presença de efeitos não-lineares, principalmente no modelo matemático da liga, propõe-se a aplicação de controladores não-lineares do tipo liga-desliga. / Doutor

O presente estudo consistiu em avaliar os parâmetros aerodinâmicos de um modelo de ônibus rodoviário, comparando os resultados obtidos de simulação computacional via CFD (Computational Fluid Dynamics) com aqueles obtidos na experimentação em túnel de vento. O ônibus estudado foi do tipo rodoviário de um fabricante local, modelo Paradiso 1200. O veículo foi modelado em um software CAD (SolidWorks®) em duas escalas: 1/42 e 1/24. Além disso, para obter a comparação com a literatura, foram analisados dois tamanhos diferentes de um modelo do corpo de Ahmed. Posteriormente, foram criadas as malhas com as geometrias 3D e realizados os testes computacionais no software ANSYS FLUENT® para os quatro modelos, com o intuito de identificar alguns parâmetros aerodinâmicos como o coeficiente de arrasto, coeficiente de pressão, entre outros. Para as análises com o corpo de Ahmed foram utilizados os modelos de turbulência Spalart – Allmaras, κ – ε Standard, κ – ε RNG, κ – ω Standard, κ – ω SST e SST. Para os modelos de ônibus foram simulados apenas o modelo κ – ε Standard. Para a realização dos experimentos foi empregado um túnel de vento de circuito aberto, onde foram realizados testes de distribuição de pressão e arrasto aerodinâmico, variando a altura do vão livre entre a mesa automobilística e a superfície inferior dos modelos. Nos ensaios dos modelos onde houve a variação da altura em relação à mesa automobilística, foi identificado um aumento de 4,5% no valor do coeficiente de arrasto (Cd) para o corpo de Ahmed menor e 6,1% para o ônibus em escala 1/42. Comparando-se os resultados obtidos nos ensaios experimentais com aqueles obtidos nas análises numéricas, também ocorreram variações no Cd para todos os modelos. Nos ensaios de pressão o coeficiente de pressão (Cp) foi praticamente o mesmo entre os valores obtidos na análise em CFD e os valores experimentais, para ambos os modelos. Foram também realizados ensaios de visualização usando tufts de lã distribuídos na superfície externa do modelo menor de Ahmed e do modelo maior do ônibus. Esses ensaios indicaram nitidamente as regiões de recirculação de ar nos modelos, o que em parte não foi possível observar na análise computacional. Diante disso, verifica-se que os resultados experimentais obtidos em túnel de vento ainda são os mais confiáveis e utilizados, apesar dos altos custos envolvidos na construção de modelos, na instrumentação de alta tecnologia hoje disponível, nos métodos de visualização e na energia consumida nos testes. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-12-09T18:14:15Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Giovanni Matheus Rech.pdf: 20273449 bytes, checksum: 70c97b02eb18e1d8b69454f3e92fe23d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-09T18:14:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Giovanni Matheus Rech.pdf: 20273449 bytes, checksum: 70c97b02eb18e1d8b69454f3e92fe23d (MD5) Previous issue date: 2016-12-09 / The present study was to evaluate the aerodynamic parameters of a road bus model by comparing the results of computer simulation via CFD (Computational Fluid Dynamics) with those obtained in experiments in a wind tunnel. The bus studied was a road type from a local manufacturer, Paradiso 1200 model. The vehicle was modeled on a CAD software (SolidWorks®) on two scales: 1/42 and 1/24. Furthermore, for comparison with the literature, we analyzed two different sizes of Ahmed body model. Thereafter, the meshes were created from 3D geometry and the computational tests performed with FLUENT® ANSYS software for the four models in order to identify some aerodynamic parameters such as the drag coefficient, pressure coefficient, among others. For analysis of Ahmed bodies, the turbulence models Spalart - Allmaras, κ - ε Standard, κ - ε RNG, κ - ω Standard, κ - ω SST and SST were used. For bus models, the turbulence model κ - ε Standard was only used. For the experiments we used an open circuit wind tunnel, where tests of pressure distribution and aerodynamic drag were performed, varying the height of the clearance between the automotive table and the bottom surface of the models. In the model tests, in which there were the height variation relative to the automotive table, an increase of 4.5% in the value of the drag coefficient (Cd) for the lower Ahmed body, and 6.1% for the bus 1/42 scale were identified. In pressure tests, the pressure coefficients (Cp) were almost the same between the values obtained from the CFD analysis and experimental values for both models. Visualization tests using wool tufts distributed on the outer surface of the smaller Ahmed model and the higher bus model were also performed. These tests clearly indicated the air recirculation regions in models, which in part was not observed in the computational analysis. Thus, it appears that the experimental results are in wind tunnel still the most reliable and used despite the high costs involved in the building models, in the high-tech instrumentation available today, in the visualization methods and in the energy consumed in the tests.

Capes / Diante da crescente ocupação dos ambientes urbanos e das demandas por infraestrutura, a ocupação do espaço subterrâneo mostra-se uma opção. Para este fim, os túneis são a principal alternativa, seja para a implantação de redes de utilidades, para transporte rodoviário, para transporte metroviário ou para sistemas de saneamento. Contudo, não se observam estudos de alternativas para a escolha do método construtivo ideal, aquele que seja mais adequado a cada contexto que se apresenta. Assim, a escolha do método construtivo de um túnel, dada a diversidade e complexidade de fatores envolvidos, tem se amparado na experiência adquirida pelos envolvidos com a obra ou em aspectos subjetivos e escusos, podendo ocasionar ora túneis mais onerosos do que deveriam ser, ora túneis de integridade estrutural e funcional comprometida. Neste contexto, o presente estudo apresenta um panorama geral a respeito dos túneis, aspectos qualitativos de estruturas e geotecnia a eles relacionados, os métodos construtivos mais consagrados, as variáveis que possuem interferência direta nos diversos métodos construtivos, os custos técnicos, sociais e ambientais de túneis e o estado da arte no processo decisório para este tipo de empreendimento. Traz como resultado uma sistemática simplificada para escolha do método construtivo, baseada em critérios objetivos e norteada pelo contexto em que a obra se encontra e por seu custo total. O trabalho busca contribuir, assim, com a racionalização da concepção, do projeto e da construção de túneis. / Given the increasing occupation of urban environments and the demands for infrastructure, the use of underground space seems to be an option. For this purpose, tunnels are the main alternative, either for utilities, for road transport, for subway, or for sanitation. However, no studies are observed about comparison of alternatives aiming the choose of the right tunneling method, one that is most appropriate in each context it presents. Thus, the choice of tunneling method, given the diversity and complexity of factors involved, has been done with majority support of the experience gained by those involved with the work or subjective and vain aspects, causing either tunnels more expensive than they should be or tunnels which structural and functional integrity are impaired. In this context, this study presents an overview about the tunnels, geotechnical and structural qualitative aspects related to them, the most established construction methods, variables that have direct interference in the various construction methods, technical costs, social costs and environmental costs involved with tunnels and the state of the art about decision making for this type of venture. As a result, this research gives a systematic and simplified way of choosing the tunneling method, based on objective criteria and guided by the context in which the work is and the total cost. The work seeks to contribute as well, with the rationalization of design and construction of tunnels.

Capes / Diante da crescente ocupação dos ambientes urbanos e das demandas por infraestrutura, a ocupação do espaço subterrâneo mostra-se uma opção. Para este fim, os túneis são a principal alternativa, seja para a implantação de redes de utilidades, para transporte rodoviário, para transporte metroviário ou para sistemas de saneamento. Contudo, não se observam estudos de alternativas para a escolha do método construtivo ideal, aquele que seja mais adequado a cada contexto que se apresenta. Assim, a escolha do método construtivo de um túnel, dada a diversidade e complexidade de fatores envolvidos, tem se amparado na experiência adquirida pelos envolvidos com a obra ou em aspectos subjetivos e escusos, podendo ocasionar ora túneis mais onerosos do que deveriam ser, ora túneis de integridade estrutural e funcional comprometida. Neste contexto, o presente estudo apresenta um panorama geral a respeito dos túneis, aspectos qualitativos de estruturas e geotecnia a eles relacionados, os métodos construtivos mais consagrados, as variáveis que possuem interferência direta nos diversos métodos construtivos, os custos técnicos, sociais e ambientais de túneis e o estado da arte no processo decisório para este tipo de empreendimento. Traz como resultado uma sistemática simplificada para escolha do método construtivo, baseada em critérios objetivos e norteada pelo contexto em que a obra se encontra e por seu custo total. O trabalho busca contribuir, assim, com a racionalização da concepção, do projeto e da construção de túneis. / Given the increasing occupation of urban environments and the demands for infrastructure, the use of underground space seems to be an option. For this purpose, tunnels are the main alternative, either for utilities, for road transport, for subway, or for sanitation. However, no studies are observed about comparison of alternatives aiming the choose of the right tunneling method, one that is most appropriate in each context it presents. Thus, the choice of tunneling method, given the diversity and complexity of factors involved, has been done with majority support of the experience gained by those involved with the work or subjective and vain aspects, causing either tunnels more expensive than they should be or tunnels which structural and functional integrity are impaired. In this context, this study presents an overview about the tunnels, geotechnical and structural qualitative aspects related to them, the most established construction methods, variables that have direct interference in the various construction methods, technical costs, social costs and environmental costs involved with tunnels and the state of the art about decision making for this type of venture. As a result, this research gives a systematic and simplified way of choosing the tunneling method, based on objective criteria and guided by the context in which the work is and the total cost. The work seeks to contribute as well, with the rationalization of design and construction of tunnels.

O dimensionamento e verificação estrutural de túneis envolve diversos parâmetros geotécnicos e o controle de diversas variáveis estruturais como, por exemplo, a convergência (fechamento) da cavidade, a pressão atuante no revestimento e o nível de descompressão do maciço. O campo de deformações e tensões que se desenvolve no entorno do túnel dependerá da profundidade, da geometria da seção, da distribuição de cargas na superfície, da heterogeneidade e distribuição das camadas de solo, do comportamento mecânico conjunto do maciço e do revestimento, bem como do processo de escavação e colocação do revestimento. Esse trabalho trata de simulações numéricas do comportamento a longo prazo em túneis revestidos com concreto, incluindo túneis gêmeos. Portanto, o maciço foi considerado com uma lei de comportamento viscoplástica, com superfície de cedência de von-Mises acoplada no modelo reológico de Perzyna, e para o concreto, foi considerada uma lei viscoelástica através das formulações de fluência e retração constantes no CEB-MC90 adaptadas à teoria da solidificação de Bazant & Prasannan (1989ª, 1989b). Para esse estudo foram construídos scripts de modelos bidimensionais axissimétricos e tridimensionais no software ANSYS. A implementação do modelo do concreto é feita através do recurso de customização do material que o ANSYS disponibiliza: a subrotina UserMat. O processo de escavação e colocação do revestimento é simulado através do recurso de ativação e desativação dos elementos finitos considerando uma velocidade de avanço constante. Além da validação do modelo do concreto, é feita a validação dos modelos dos túneis em elasticidade, plasticidade e viscoplasticidade sem e com revestimento elástico através de expressões analíticas e o software GEOMEC91 desenvolvido por Bernaud (1991), demonstrando excelente conformidade. Nos exemplos testados, a influência da viscoelasticidade do concreto pode aumentar as deformações em até 40% em comparação com o revestimento elástico, e a proximidade dos túneis longitudinais em cerca de 15% (fazendo com que o campo de deformações deixe de ser puramente radial). Também é estudada a influência de galerias transversais. / The structural desing and verification of tunnels involves several geotechnical parameters and the control of several structural variables, such as the convergence (closure) of the cavity, the pressure over the linning and the level of decompression of the rockmass. The field of deformations and stresses developed around the tunnel will depend of the depth, section geometry, surface load distribution, mechanical behavior of the rockmass and linning, as well as the process of excavation and placement of the linning. This dissertation deals with numerical simulations of long-term behavior in concrete lined tunnels, including twin tunnels. Therefore, for the rockmass it was considered a viscoplastic behavior law, with von-Mises yield surface coupled in the rheology model of Perzyna, and for concrete, it was considered a viscoelastic law through creep and shrinkage formulations in the CEB-MC90 adapted to the solidification theory of Bazant & Prasannan (1989a, 1989b). For this study, scripts were constructed for two-dimensional axissimetric and three-dimensional models in the ANSYS software. The implementation of concrete model is done through the material customization capabilities that ANSYS makes available: the UserMat subroutine. The process of excavation and placement of the linning is simulated through the activation/deactivation of finite elements considering a constant speed of advance of tunnel. The models are validated in elasticity, plasticity and viscoplasticity without and with elastic linning through analytical expressions and the software GEOMEC91 developed by Bernaud (1991), demonstrating excellent conformity. In the examples tested, the influence of viscoelastictity of the concrete can increase the deformations by up to 40% compared to the elastic linning, and the proximity of the longitudinal tunnels by about 15% (making the strain field no longer purely radial). The influence of transverse galleries is also studied.

A ocupação do espaço subterrâneo tem assumido importância crescente na sociedade atual; destaca-se no Sul do Brasil o uso de escavações subterrâneas em empreendimentos hidrelétricos, executadas nas rochas efusivas da Formação Serra Geral (FSG). Algumas destas obras registraram tensões elevadas nos maciços rochosos, as quais ocasionaram grandes prejuízos por não terem sido previstas em projetos e não terem solução adequada quando são utilizadas correlações empíricas. Tendo em vista estas dificuldades no desenvolvimento dos projetos, esta tese teve o objetivo de estudar o comportamento das rochas efusivas da FSG e utilizar os dados na simulação numérica de túneis. Foi feito o acompanhamento da execução de cerca de 650m do túnel de adução da UHE Castro Alves, tendo sido coletados os dados de geologia, resultados da instrumentação da obra e coletadas amostras das rochas encontradas no túnel. Foram realizados ensaios de laboratório em corpos de prova para determinar o comportamento tensão versus deformação destes materiais e suas envoltórias de ruptura. Foram obtidas correlações entre alguns dos parâmetros. Os parâmetros determinados nos ensaios (rocha intacta) foram extrapolados para o maciço rochoso. Diversos dados da obra, bem como o cruzamento entre eles e os parâmetros geomecânicos obtidos foram colocados em uma plataforma SIG, a qual se mostrou uma ferramenta bastante útil e de grande potencialidade para uso nestes projetos. Com os parâmetros geomecânicos determinados para o maciço foi realizada uma análise numérica 3D do túnel escavado, a partir da qual foi feita uma retro-análise dos deslocamentos medidos em campo, sendo possível estimar o valor de K0 de campo de cerca de 1,3. Foram também realizadas análises paramétricas para estudar a importância da correta estratigrafia dos derrames basálticos (especialmente a presença das brechas) e a simulação de tensões horizontais elevadas, tendo se demonstrado a necessidade de análises deste tipo para verificação de soluções adequadas em túneis em maciços com estas condicionantes. / In the present society the underground occupation has become increasingly relevant. In Southern Brazil it is possible to observe the use of underground excavation applied to tunneling for hydro electric power plants, as carried out in the Serra Geral Formation (FSG) effusive rocks. Some of these tunnels showed high stresses in the rock mass, which resulted in time and money wasted as it was not expected in the project development and also because there was not a suitable solution found when empirical correlations were applied. Considering these difficulties during the project development, this thesis studies the FSG effusive rocks behavior and the utilization of tunnel data for numerical simulations. About 650m of tunnel excavation has been monitored at the UHE Castro Alves. Geology data, instrumentation results and rock samples have been obtained. To determine the shear stress versus strain behavior, laboratory tests were carried out. The correlation between some parameters was obtained and test parameters of the intact rock were extrapolated to the rock mass. A SIG platform has been used with the field data and the geomechanical parameters; it appears to be a useful tool with great potential for this kind of work. Since the geomechanical parameters have been determined, a FEM 3D analysis was carried out; field displacements back-analysis from the 3D analysis made possible the estimation of a K0 value approximately equal to 1,3. Parametrical analyses were also carried out to study the relevance of considering the correct rock strata and the effects of high horizontal stresses on the numerical simulation results, which showed the need for this kind of analysis in tunnels excavated under these conditions.

Entre os principais problemas na execução de túneis metroviários e rodoviários estão a manutenção da posição (coordenadas) de pontos de uma poligonal aberta (sem pontos de controle), o monitoramento do alinhamento da escavação, o transporte da posição da superfície para níveis subterrâneos, a locação das cambotas e, como ferramenta para tudo isso, o controle de qualidade dos equipamentos, em especial a estação total na operação da medição de direções. Por isso, a presente pesquisa voltou-se para os métodos e procedimentos para a execução de poligonais subterrâneas, destinadas a escavação de túneis metroviários, rodoviários e assemelhados, focando a precisão e acurácia na medição de direções. Para conseguir o objetivo, foi estudada a precisão de diversas estações totais, na operação de medir direções. Foram feitas diversas campanhas e foi estabelecido um campo de provas que permite avaliar a precisão e acurácia dos equipamentos. Além disso, visando simular as condições de campo, os problemas e as precisões possíveis, implantou-se uma poligonal referente a um projeto geométrico de túnel na Raia Olímpica da USP com características semelhantes a um projeto metroviário. A Base Multipilar existente foi utilizada para o controle da poligonal ao longo do túnel simulado para verificar a precisão efetivamente alcançada com os equipamentos e metodologias. Outra contribuição foi o estabelecimento de um quadrilátero de controle, com ângulos conhecidos com desvio-padrão na ordem de 0,36\", servindo para verificar a precisão dos equipamentos (conjunto operador, equipamento e acessórios). Dos experimentos com diversos equipamentos surgiram propostas para serem incorporadas à norma de controle de qualidade da medição de direção. / Among the main problems in the implementation of subway and road tunnels are the maintenance of the correct position (coordinates) of points of an open traverse (without control points), the monitoring of the excavation alignment, the connection of the surface network with the points underground, the location of crankshafts and, as a tool for all this, the equipment quality control, particularly the total station in the direction measurement operation. Therefore, the current study is based on methods and procedures to implement underground traverse, intended to the excavation of subway and road tunnels and similar structures, focusing on the precision and accuracy in the measurement of directions. In order to achieve its aim, the precision of several total stations was studied in the operation of measuring directions. Several campaigns were made and a test field work was established allowing the assessment of the precision and accuracy of the equipment. Moreover, aiming to simulate the field conditions, the problems and possible precisions, a traverse was implemented referring to a tunnel geometrical project located at the University of São Paulo with similar characteristics to a subway project. The existing Multi-pillar Base was used to control the polygon along the simulated tunnel in order to verify the precision effectively reached with the equipment and methodology. Another contribution was the establishment of a control quadrangle, which the angles standard deviation is 0,36\", and it was used to verify the equipment precision. By testing several equipments some proposals arose to be incorporated to the direction measurement quality control.

O objetivo deste trabalho é aplicar uma formulação viscoelástica bidimensional sob não linearidade geométrica para estado plano de deformação baseada em grandezas energicamente conjugadas a partir do gradiente da transformação e do primeiro tensor das tensões de Piola- Kirchhoff. Esta formulação viscoelástica é composta pela equação constitutiva hiperelástica de Kircchoff- Saint Venant e a função de fluência do modelo viscoelástico de Kelvin-Voigt. A formulação é aplicada em análises numéricas com método dos elementos finitos. Para tal aplicação, foi proposto o uso de elementos triangulares T6 que não apresentaram o fenômeno de travamento e são adequados para a utilização em malhas não estruturadas. Esta implementação foi aplicada para prever deslocamentos no concreto projetado de túneis. / The objective of this work is to apply a geometrically nonlinear two-dimensional viscoelastic formulation for plane strain where deformation gradient is energetically conjugated with first Piola-Kircchoff stress tensor. This formulation is from constitutive equation St. Venant Kirchhoff and creep compliance Kelvin-Voigt rheological model. This is applied in numerical analysis with finite element method. Use of triangular elements was proposed. Locking is not observed in numerical examples and this kind of element is appropriate for use in unstructured mesh. Displacement prediction of shotcrete support in a tunnel was made with this formulation and excellent results were found.