Modelação numérica do rebaixamento do nível freático em obras geotécnicas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil (Perfil de Geotecnia)

Pressões sobre cortinas de contenção em solos com nível freático elevado

No pré-dimensionamento de cortinas de contenção flexíveis multi-escoradas são frequentemente utilizados diagramas aparentes, sobretudo para a previsão das cargas nas escoras. Nos casos de níveis freáticos elevados, tais diagramas, em especial quando dizem respeito a solos arenosos, foram obtidos em situações em que foi possível proceder ao rebaixamento do nível freático. O trabalho pretende contribuir para a compreensão da distribuição das pressões totais sobre a cortina nos casos em que tal rebaixamento não se verifique. Começa-se por fazer uma breve análise do problema com base no publicado na bibliografia. Recorrese a análises tensão-deformação, por elementos finitos, para o estudo de um caso-base, comparando-se cenários em que não se considera a presença de água no terreno com outros em que tal presença se verifica, tanto modelando os efeitos da percolação como assumindo que a cortina impede a entrada de água para a escavação. Procede-se a análise paramétrica que procura estudar os efeitos nas pressões na cortina da altura enterrada, do peso volúmico do solo, da rigidez das escoras, da rigidez da parede, da largura de escavação, da escala do problema e da resistência do terreno. Analisam-se os resultados obtidos e tiram-se algumas conclusões sobre os diagramas a adoptar no pré-dimensionamento para os casos de nível freático elevado.

Área foliar e evapotranspiração de callas cultivadas em substrato em função do nível freático

The objective of this study was to determine the influence of five different water levels on the crop development of Calla. The crop parameters evaluated were leaf area and evapotranspiration. The study was conducted in glass greenhouse with 50% of sunlight reduction. The plants were grown in PVC pots with 150 mm diameter, which were filled with substrate. The plant tubers weighed from 10 g to 12 g. The pots were placed within containers, under water level constant automatically.. The table water levels used were 10, 17, 24, 31 and 38 cm. Nine evaluations during the growth cycle checked the growth development. The evaporation varied from 26.89 to 46.14 L.plant-1 for 38 and 10 cm water levels, respectively and leaf area per plant showed 1011.6 to 2016.3 for the same levels. The substrate water was more available in the treatment 24 cm, with more restrictions in the upper and lower treatments. There was positive correlation between leaf area and evapotranspiration at the final of the culture.

Proposta de um sistema automatizado para controle de nível freático em sub-irrigação

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Modelagem de séries de monitoramento de nível freático em área de afloramento do sistema aquífero guarani (sag) sob influência de diferentes usos agrícolas da terra

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Crescimento de bulbos de calla cultivados em substrato em função do nível freático

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Análise Exploratória da Métrica de Superfície Topográfica para Previsão do Nível Freático - Aplicação a um Sistema Cársico e Rochas Fracturadas

Partindo da premissa de que não só o nível freático acompanha a linha topográfica do terreno, mas também a direcção de escorrência das bacias subterrâneas tende a coincidir com a direcção predominante de escorrência das bacias hidrográficas à superfície, principalmente em aquíferos fracturados, foi realizado um estudo com o objectivo de definir um modelo explicativo do nível freático no sistema aquífero Estremoz-Cano e no sector pouco produtivo das rochas ígneas e metamórficas da Zona de Ossa Morena (ZOM), em função das característica métricas do terreno, aferidas a partir da uma análise espacial raster, com multi-resolução, gradativa e interpolativa. Diferentes modelos foram criados e testados a partir dos dados do nível hidroestático, da elevação do terreno e de indíces métricos do terreno computados a partir de uma superfície digital de terreno hidrologicamente funcional. A análise estatística das variáveis independentes computadas permitiu concluir que o nível hidrostático (NHE) é extremamente correlacionável com o índice de convexidade calculado (Convex) e a elevação do terreno numa Regressão Linear do Tipo Piecewise.

Capacidade resistente de fundações superficiais

No contexto actual e dado que a engenharia se encontra numa situação de transição entre os actuais regulamentos, normas em vigor e as normas e regulamentos europeus que futuramente vigorarão, surge a necessidade, o interesse e a preocupação em compreender que alterações irão os últimos introduzir no conceito e filosofia do dimensionamento. No presente caso a Norma Portuguesa EN 1997-1:2007 (EC7) conduz a modificações significativas no dimensionamento de fundações superficiais, relativamente aos Métodos Tradicionais. Avaliar as repercussões e o impacto desta transição é o âmbito da dissertação, cujo elemento fulcral é a análise comparativa do preconizado no Eurocódigo e nos Métodos Tradicionais. Nesse sentido o trabalho abrange entre outros os seguintes objectivos: • Compreensão dos conceitos e filosofias dos Métodos Tradicionais; • Compreensão do conceito e filosofia do EC7; • Análise comparativa entre os Métodos Tradicionais e EC7; • Análise crítica e conclusiva sustentada quer pela abordagem teórica quer pela via de aplicações de cálculo de ambos os métodos. Os Capítulos 2 e 3 pretendem, resumidamente, alcançar os dois primeiros objectivos fundamentais acima referidos, para desenvolver e suportar estes objectivos a primeira parte do trabalho centrou-se na pesquisa dos fundamentos teóricos das várias filosofias de dimensionamento, nomeadamente das obras referidas na bibliografia. Do Capítulo 2 destacam-se as teorias de capacidade resistente de Terzaghi, Meyerhof, Prandtl, Rankine, Hansen e Vesic, assim como, respectivas figuras de rotura, expressões de capacidade resistente, coeficientes de capacidade resistente. No que diz respeito aos casos de carga são abordados o carregamento vertical centrado, carregamento inclinado, carregamento excêntrico e a influência da variação do nível freático. Neste capítulo é ainda abordada a verificação de segurança e respectivos coeficientes de segurança globais. A abordagem do EC7 corresponde ao Capítulo 3, de onde se destacam as abordagens de cálculo, a capacidade resistente ao carregamento e os coeficientes de segurança parciais. O ponto seguinte reflecte a transição entre a análise teórica e isolada inicial para uma análise comparativa e de síntese que permite a formulação das expressões de dimensionamento e verificação da segurança, através de duas folhas de cálculo que traduzem os critérios de dimensionamento de fundações superficiais segundo os Métodos Tradicionais e segundo o EC7; No Capítulo 5 são abordados e apresentados os exemplos de cálculo, com verificação segundo a Abordagem Tradicional e o EC7, em condições drenadas e em condições não drenadas para as seguintes situações: • Carregamento vertical centrado; • Carregamento inclinado centrado; • Carregamento vertical excêntrico; • Carregamento inclinado excêntrico; Cada exemplo traduz um valor mínimo de largura de fundação para o qual a segurança se encontra verificada, tendo sido elaborado um quadro resumo e retiradas as respectivas conclusões. Seguidamente no Capítulo 6 são realizadas as considerações finais do trabalho.

Rotura de fundo em escavações devida a percolação ascendente

A rotura de fundo de escavações em solos arenosos, com nível freático elevado e em que se procede ao rebaixamento do nível de água no interior da escavação, causando percolação em torno da cortina, é sobretudo tratada como se fosse um problema de levantamento hidráulico, em que o colapso ocorre por anulação da tensão efetiva e é independente da resistência do solo. No entanto, em fase anterior à anulação da tensão efetiva, esta deverá assumir um valor baixo, que poderá causar a rotura do fundo. Tal problema não é, praticamente, abordadona bibliografia, sendo objeto do estudo desenvolvido. Recorre-se à análise tensão-deformação, por elementos finitos, de um caso de estudo, seguido da determinação numérica do coeficiente de segurança e, portanto, do parâmetro de resistência do solo no colapso. A partir deste caso de estudo, desenvolve-se um conjunto de análises paramétricas incidindo sobre aspetos estruturais, mecânicos e geométricos. São analisados os resultados obtidos e são tiradas conclusões relativamente ao fenómeno de rotura de fundo de escavações em solos arenosos.

Análise dos mecanismos de capilaridade em corpos porosos

Na sua grande maioria os materiais correntes de construção são porosos e, como tal, susceptíveis à ascensão capilar. Um dos principais elementos expostos a este fenómeno são as paredes de alvenaria que, dado o seu contacto directo com o solo, levam a que a ascensão capilar se processe de forma intermitente em função das estações do ano e do nível freático dos terrenos. Na sua constituição, têm maioritariamente pedra ou tijolo ligados por uma argamassa, podendo ou não ter uma camada de enchimento que separa dois panos de alvenaria. Dada a heterogeneidade destes elementos, o fenómeno desenrolar-se-á de uma forma diferenciada entre diferentes materiais e a zona que os separa (interface), em especial devido à grande diferença de porometria dos materiais. Para além deste ponto, o fluxo pode ser interrompido ou alterado por um elemento que constitui a parede, alternando a forma como a humidade absorvida. No âmbito deste trabalho, recolheram-se amostras de materiais utilizados nas paredes de alvenaria em Portugal, nomeadamente o calcário, o granito e o tijolo bem como materiais granulares que fazem o enchimento entre dois panos de alvenaria. Para conhecer a estrutura porosa dos materiais ensaiados, realizaram-se ensaios de porometria com recurso ao porosimetro de mercúrio e foi feita a caracterização dos materiais com base no método gravimétrico que combinados com os ensaios de absorção capilar em diferentes disposições, o que permitiu conhecer de que forma a combinação de materiais com diferentes gamas de poros afecta o comportamento capilar. Foi, ainda, realizada uma análise da ascensão capilar em amostras com diferentes teores de água iniciais. A conjunção de todos os resultados permitiu constatar que o tipo de interface entre corpos porosos não tem influência na ascenção capilar e que variações na absorção capilar a partir desta zona são resultado da diferença de porometrias sendo as condicionantes apresentadas na presente dissertação.

Drenagem interna como fator de diferenciação de Latossolos do Distrito Federal

O objetivo deste trabalho foi determinar a influência de características físico-hídricas dos solos em atributos diagnóstico de Latossolos. Realizou-se o levantamento de atributos morfológicos, químicos, físicos, mineralógicos e físico-hídricos de cinco perfis de Latossolos Vermelhos (LV) e cinco perfis de Latossolos Vermelho-Amarelos (LVA) petroplínticos, considerados representativos dessa classe de solos no Distrito Federal. Além da caracterização dos atributos diagnóstico, a oscilação do nível freático dos solos foi monitorada por meio de poços de observação de 2,5 m de profundidade, durante um ano. Os Latossolos estudados foram considerados semelhantes química e fisicamente. Contudo, diferiram quanto às caracterizações morfológica e mineralógica, com a presença de horizontes concrecionários e goethita nos LVA. A estabilidade da goethita nesses solos foi influenciada pela oscilação do lençol freático. Constatou-se menor condutividade hidráulica saturada e menor variação da profundidade freática nos LVA, em razão da deficiência de drenagem interna causada pela presença dos horizontes concrecionários. Os LVA apresentam, portanto, menor potencial agrícola que os LV, no Distrito Federal. As características físico-hídricas de Latossolos têm pouca influência sobre atributos diagnóstico, com exceção da mineralogia dos óxidos de ferro, que apresentam os teores de goethita aumentados em condições de baixa drenagem interna.

Florística e estrutura da comunidade arbórea em fragmentos de floresta aluvial em São Sebastião da Bela Vista, Minas Gerais, Brasil

O presente estudo avaliou a diversidade e estrutura da vegetação de fragmentos de floresta aluvial no Município de São Sebastião da Bela Vista, MG, e as principais variáveis ambientais que influenciam essa vegetação. Os estudos das variáveis ambientais (dados de amostras superficiais dos solos, nível freático no solo, cobertura do dossel e impactos ambientais) e da composição e estrutura da vegetação arbórea (DAP ³ 5 cm) foram conduzidos em 54 parcelas de 200 m², alocadas em floresta ciliar com influência aluvial e em cinco fragmentos de floresta aluvial. Nas parcelas, foram registrados 2.064 indivíduos pertencentes a 51 espécies. A análise de correspondência canônica detectou gradiente de distribuição das espécies arbóreas no eixo 1, de acordo com os valores no solo de: profundidade do nível freático, porcentagem de areia e argila e teores de Mg, matéria orgânica e H + Al. O eixo 2 esteve correlacionado com as variáveis cobertura do dossel e porcentagem de silte no solo. Estas variáveis ambientais ocasionaram a formação de grupos de parcelas, de acordo com a distribuição das espécies.

Dois testes de imageamento com GPR em problemas de controle ambiental em regiões tropicais: migração de dunas e localização de dutos de óleo enterrados

Because the penetration depth of Ground Penetrating Radar (GPR) signals is very limited in high conductive soils, the usefullness of this method in tropical regions is not yet completly known. The main objective of this researh is to test the usefullness of the method in Brazil. Two typical problems where GPR has been used in Europe and North American were choosed for this test: the first one is to characterize the internal structures of a sand body and the second problem is the localization of old buried pipes lines. The first test was done near the city of São Bento do Norte, in the northern coast of Rio Grande do Norte state, NE Brazil. In this region, there is a sand dune that is migrating very fast in the direction of adjacent settling areas. To characterize the internal structure of the dune and its relationship to the prevailing wind direction, as a preliminary step to understand the dune migration, GPR profiles using the 400 MHz frequency were performed in E-W, N-S, NE-SW, and SE-NW directions over the sand dune intersecting at the top of the dune. The practical resolution of the GPR data is around 30 cm; this was sufficient to distinguish individual foresets inside the dune. After applying the elevation correction to the data, we identified that dips of bedding structures are smallest for the N-S profile, which is perpendicular to the dominant wind direction, largest for the E-W profile, and intermediate for the SW-NE and SE-NW profiles. Foresets in the E-W profile dip with angles varying from 2 to 6 degrees. In the E-W profile, the water table and a horizontal truncation interface separating two generations of dunes were identified, as well as an abrupt directional change in the foreset patterns associated to a lateral contact between two dune generations, the older one extending to the west. The used high frequency of 400 Mhz does not allow a penetration deep enough to map completely these internal contacts. The second test was done near Estreito, a small town near Carnaúbais city, also in Rio Grande do Norte state. In this locality, there are several old pipe lines buried in area covered by plantations where digging should be minimized. Several GPR profiles using the 400 and 200 MHz frequency were performed trying to intercept perpendicularly the possible pipe lines. Because of the high conductivity of the soil, the raw original data can hardly be use to identify the pipe lines. However, after an adequate processing over the 200 MHz profiles, six pipe lines were identified. As a global result of the tests, GPR can be very usefull if the conductivity of the ground is low or, in the case of medium conductivities of the soils, if adequate processing is performed

O emprego de métodos geofísicos na fase de investigação confirmatória em cemitérios contaminados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Método da eletrorresistividade aplicado no monitoramento temporal da pluma de contaminação em área de disposição de resíduos sólidos urbanos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)