Avaliação de ameaças e risco geotécnico aplicados à estabilidade de taludes

Esta dissertação apresenta alguns critérios para avaliação de ameaças e risco geotécnico aplicados à estabilidade de taludes. Inicialmente apresenta-se uma visão geral dos problemas envolvidos com a análise de risco geotécnico, a importância da análise probabilística e a sua comparação com a determinística, e as opções de gerenciamento descritas na literatura. Estas análises envolvem conceitos de probabilidade, estatística, geotecnia, geologia, meio ambiente e legislação, além do interesse público e defesa civil. Assim, são definidos os conceitos estatísticos envolvidos nessa área multidisciplinar, como variabilidade espacial, coeficiente de correlação entre os parâmetros de entrada do modelo, distância de autocorrelação, escala de flutuação e incertezas (de parâmetros, humanas e dos modelos). Os métodos probabilísticos de cálculo do fator de segurança, a probabilidade de ruptura e o índice de confiabilidade são revisados. Utilizou-se o método de Monte Carlo nas análises através do uso de um programa comercial. O método tem sido adotado por diversos pesquisadores por ser direto, eficiente para problemas matematicamente complexos e não ter a complexidade matemática de outros métodos. A metodologia de análise de ameaças e risco geotécnico foi aplicada a um talude modelo, similar aos taludes de colúvio de basalto encontrados nas partes inferiores da Escarpa dos Aparados da Serra em Santa Catarina Os resultados obtidos, a partir de dados experimentais disponíveis, foram o fator de segurança determinístico mínimo (1,20) e o fator de segurança médio obtido pelo método de Monte Carlo (1,205), índice de confiabilidade de 2,64 e probabilidade de ruptura de 0,41%. Foi discutida também a aceitabilidade do fator de segurança médio da análise probabilística, comparando-se os resultados obtidos com valores aceitos em obras similares.

Sensores de pressão em fibra óptica para o estudo dos fenómenos da percolação da água em solos

Dada a necessidade de obtermos sistemas monitorizados com elevada precisão, de grande durabilidade e resistentes às condições atmosféricas, surgiu a possibilidade de aplicação das fibras ópticas como sensores para monitorização de pressão. Nesse contexto, as fibras “hetero-core” (fibra óptica composta por uma fibra multimodo entre duas fibras ópticas monomodo) e a utilização de lentes GRIN (“GRaded INdex”) em conjunto com superfícies reflectoras permitem a determinação da pressão e são objecto de estudo desta dissertação. Em termos de aplicação, o objectivo principal desta tese de mestrado foi de proporcionar o projecto e desenvolvimentos da medida de pressão em 48 pontos para um tanque de estudo dos fenómenos de percolação da água nos solos e que é pertencente à Secção de Geotecnia do Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Inicialmente, foi caracterizado um sistema contendo uma fibra “hetero-core” à qual foi aplicada uma curvatura, com auxílio de uma carruagem micrométrica. Este sistema permitiu a simulação do mesmo efeito de aplicação de pressão à fibra “hetero-core”. Na configuração seguinte, usou-se um OTDR (“Optical Time Domain Reflectometer”) para visualização e registo das perdas encontradas durante o processo de dobrar e esticar da fibra “hetero-core”. Ao longo deste registo, várias configurações foram testadas até ser encontrada a cabeça sensora com melhor comportamento para monitorizar a pressão. A multiplexagem foi conseguida ao colocar dois sensores em série, sendo cada um deles constituído por uma fibra “hetero-core” colocada no fundo de um tubo de água disposto verticalmente. Com a adição da água no tubo de água, a curvatura na fibra “hetero-core” aumentava, notando-se claramente que as perdas também subiam. Os resultados obtidos nesta configuração foram bastante satisfatórios permitindo a independência entre os dois sensores dispostos em série. Posteriormente, foi testada uma nova configuração sensora, o sensor de fibra óptica para monitorização de pressão foi construído com recurso a uma lente GRIN e uma superfície reflectora. Esta lente, disposta diante de um espelho, permitiu emitir e captar luz de um determinado comprimento de onda devido à reflexão do sinal luminoso no espelho. Com sucessivos incrementos, afastou-se e aproximou-se a lente ao espelho, registando-se e observando-se as perdas de potência obtidas com auxílio do OTDR. Também para esta configuração foi testada a multiplexagem de vários sensores, tendo sido utilizadas as seguintes opções: um acoplador de 2:1; um acoplador 4:1 e um comutador óptico. Verificou-se que a utilização de um comutador óptico é o melhor caso para a monitorização de pressão de múltiplos sensores. A multiplexagem com recurso ao comutador foi possível, uma vez que permitia a medição independente de cada sensor de pressão num determinado tempo. Com este resultado, é possível monitorizar 48 sensores com recurso ao OTDR, multiplexados temporalmente. Toda esta implementação prática da dissertação foi realizada nas instalações da Unidade de Optoelectrónica e Sistemas Electrónicos no INESC Porto, onde foram caracterizados e estudados sensores com diferentes características que poderão ser lidas neste documento. A componente teórica foi efectuada na Universidade da Madeira.

Estabilidade de vertentes nas formações vulcânicas da Ilha da Madeira

Esta dissertação pretende aprofundar o conhecimento da actual situação das vertentes da Ilha da Madeira, uma vez que tem sido um problema que muito tem afectado a ilha dado os inúmeros acidentes que ocorrem todos os anos principalmente na altura do inverno. A permanente instabilidade que muitas vertentes e escarpas da ilha da Madeira estão sujeitas, resultam da sua evolução geológica, com consequências por vezes trágicas, levam à necessidade de aprofundamento dos fenómenos envolvidos no processo evolutivo e à busca de soluções técnicas economicamente viáveis dentro do quadro de conhecimento do dimensionamento de taludes. A Ilha da Madeira possui uma estratigrafia composta por três complexos vulcânicos, constituído cada um deles por várias unidades estratigráficas, o que a torna uma ilha heterogénea e anisotrópica no que à geologia diz respeito, sendo diversos os materiais que podemos encontrar na mesma vertente, mesmo possuindo dimensões não muito elevadas. Torna-se por isso essencial encontrar o método de estabilização que mais se adequa a cada um desses materiais. Para além da variedade ao nível geológico, existem também uma série de movimentos de vertentes associados que ocorrem na Madeira, sendo a queda de rochas, aquele que mais se observa e que mais danos tem provocado ao longo dos últimos anos. É aqui que surge a importância da contenção executada através do recurso a pregagens e ancoragens, sendo as primeiras as mais utilizadas no processo de contenção das escarpas. Uma vez identificado o principal movimento de vertente, a estabilidade global dos taludes raramente é posta em causa, ainda assim é feita a análise aos diversos métodos de análise estabilização onde se destacam os métodos das fatias principalmente o de Fellenius e o de Bishop. Numa parte teórico-prática é feita a análise mais elaborada do talude do Caniçal e às escarpas do Lugar de Baixo e do Porto da Cruz, que apresentam processos construtivos diferentes: os dois últimos distinguem-se do primeiro pela execução de banquetas, ainda que as medidas adoptadas para a contenção dos materiais sejam semelhantes para todos.

Aplicação da engenharia natural na estabilização de taludes

Na presente dissertação iremos demonstrar alternativas viáveis presentes na engenharia natural. Apesar da apresentação destas técnicas, não queremos defender as soluções da engenharia natural em detrimento da engenharia tradicional. Assim, vão ser descritas técnicas em ambas as áreas para uma melhor compreensão das duas técnicas, de forma a garantir uma maior otimização dos recursos e do local de construção. O objetivo é fornecer alternativas adicionais, e incentivar uma integração entre as duas técnicas. Os sistemas vivos presentes no local de construção podem ser ótimos materiais de construção. Assim a engenharia natural e a utilização de materiais vivos, para aliviar problemas ambientais, como deslizamentos em encostas e margens fluviais são uma resposta viável para estes problemas. As ocorrências de deslizamentos de terra são muito comuns tal como os processos naturais em montanhas tectonicamente ativas, como nos Himalaias. Os taludes são áreas geralmente acentuadas, expostos a fenómenos erosivos e por isso comum a ocorrência de movimentos de vertente. Esta abordagem de estabilização de taludes requer uma verdadeira parceria entre várias disciplinas, incluindo geotecnia, hidrologia, geologia, biologia, engenharia civil, arquitetura e paisagística. Esta dissertação, visa fazer um estudo da problemática ligada à instabilidade de taludes, dando exemplos de algumas soluções realizáveis na área da engenharia natural para o controlo e estabilização de taludes e encostas.

Proposta de um procedimento metodológico para o estudo de problemas geoambientais com base em banco de dados de eventos atmosféricos severos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Mapeamento do potencial de infiltração como subsídio ao planejamento de microbacias de cabeceira: uma proposta metodológica utilizando geotecnologias

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Piezocone de resistividade: primeiros resultados de investigação geoambiental em solos tropicais

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Mapeamento das fundações mais usadas na cidade de Belém-PA: aspectos gerais e proposta preliminar de mapeamento de soluções utilizadas em casos recentes

Realiza o levantamento dos vários tipos de fundações mais comumente utilizadas na construção civil, nas últimas décadas na cidade de Belém PA, definindo suas propriedades, peculiaridades, aspectos técnicos de seu dimensionamento, capacidade de carga e processo executivo. Identifica o tipo de solo, em que estão assentes, com respectivos perfil e características geotécnicas e efetua o mapeamento da cidade por regiões, de acordo com perfil geológico; tipo de fundação; profundidade de assentamento; processo executivo; e custo relativo. O trabalho é dividido em quatro etapas: a primeira correspondente à pesquisa bibliográfica a respeito do estudo das fundações, abrangendo desenvolvimento histórico das fundações e mecânica dos solos, no mundo, Brasil e Belém; pesquisa geotécnica e características do solo de Belém e; estudo dos Sistemas de Informações Geográficas SIG,; a segunda envolvendo levantamento técnico junto as empresas construtoras e firmas de projetos locais, para catalogação e formação de um banco de dados acerca das fundações praticadas na cidade; a terceira relativa a ordenação e análise técnica dos dados coletados e a quarta, consiste na redação do texto final e na elaboração de mapas da cidade, baseados em Sistema de Informação Geográfica - SIG, em escala 1:10.000, concernentes ao tipo de fundação; o perfil geotécnico do terreno; o tipo de solo e processo executivo; profundidade provável para a fundação e, o custo relativo da fundação em relação ao total da obra.

Geotecnologias aplicadas ao ordenamento territorial pesqueiro industrial do estuário amazônico

O presente trabalho pretende refletir geograficamente sobre a atividade pesqueira, apresentando algumas categorias de análise territorial que podem ser trabalhadas na pesca, levando em consideração os modos de vida dos pescadores; a abrangência territorial sob sua influencia da pesca e os mecanismos de representação espacial em ambiente computadorizado que estão disponíveis na atualidade, capazes de alcançar os padrões espaciais dessa abrangência. Esta análise partiu da consideração de que a atividade pesqueira é de extrema importância para o abastecimento dos centros urbanos, sendo a principal fonte de subsistência e de renda de populações de pescadores artesanais na região amazônica. Novos procedimentos metodológicos e processos tecnológicos têm engendrado à pesca uma significância cada vez maior, tanto pela aparente exaustão dos recursos, quanto pelo reconhecimento protéico e funcional, que os produtos pesqueiros têm ganhado nos últimos anos, como forma de alimentação adequada para a manutenção da qualidade de vida do consumidor. Dessa forma, o principal objetivo desse trabalho está em verificar e discutir sobre a viabilidade do uso de geotecnologias no atual modelo de ordenamento pesqueiro que se observa na região amazônica, buscando entender como esse ordenamento territorial na pesca pode integrar: geotecnologias; informações sobre equipamentos de pesca utilizados na captura do pescado; o conhecimento de pescadores e a legislação brasileira vigente. As pesquisas bibliográficas e de campo (na baía do Caeté e no rio Ituquara, estado do Pará), integradas aos trabalhos em laboratório, com utilização de técnicas de geoprocessamento sobre produtos do sensoriamento remoto permitiram mapear o momento dinâmico de algumas relações sócio-espaciais e estruturais por que passa a pesca, por isto, é importante o enfoque em mecanismos de auxilio ao ordenamento dos recursos pesqueiros. As tecnologias da chamada ciência da geoinformação, vem apresentando maior visibilidade nos estudos ambientais e por isto devem ser inseridas na atividade pesqueira como importante mecanismo de monitoramento, fiscalização e pesquisa em prol de manejos futuros.

Aplicação de sondagem elétrica e GPR no mapeamento geotécnico no município de Belém-PA

Para a construção de edifícios o engenheiro necessita de informações geotécnicas do subsolo de rasa e média profundidades para projetar fundações. Com a implantação do projeto de Macrodrenagem da Bacia do Una de Belém, áreas que foram beneficiadas terão, num futuro próximo, um grande potencial para a ocupação e a construção de edifícios devido sua localização privilegiada. Por isso, essa área foi escolhida para investigação geofísica com o objetivo de mapeamento das camadas litológicas e consequentemente o topo da camada rija, onde geralmente se posicionam as fundações prediais profundas. Os métodos geofísicos utilizados foram de sondagem elétrica com arranjo Schlumberger, na determinação da resistividade aparente (p_α) em subsuperfície, e um eletromagnético, o radar de penetração no solo, através de um perfil, como uma ferramenta auxiliar das informações. As curvas de resistividade aparente obtidas com as sondagens Schlumberger foram processadas por inversão considerando um modelo de camadas planas, horizontais, homogêneas e isotrópicas e sua interpretação foi auxiliada por informações litológicas obtidas por sondagens a percussão com ensaio SPT. Assim, uma vez determinadas as variações de resitividades, foram confeccionadas três seções geoelétricas-litológicas e um mapa de contorno de profundidade do topo da camada rija na área estudada, com a finalidade de auxiliar o engenheiro em projetos de prédios nesta área.

O ENSAIO DE PIEZOCONE E DE MINICONE NA INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO: ALGUNS EXEMPLOS DE APLICAÇÃO.

O ensaio de penetração do cone elétrico e do piezocone pertence a um grupo de ensaios de campo, cuja utilização vem sendo cada vez mais difundida. Tanto o avanço da eletrônica como a rápida evolução da informática têm proporcionado equipamentos mais apropriados, menores, mais robustos e mais econômicos, permitindo a incorporação de diversos sensores a essa ferramenta de investigação. Isto contribuiu para que esse ensaio se consagrasse para a descrição contínua do perfil geotécnico, a definição do nível de água e para estimativa de parâmetros mecânicos do solo. Neste artigo faz-se uma breve apresentação do piezocone e do minicone elétrico: o primeiro vem sendo utilizado nos últimos anos, especialmente em geotecnia ambiental, e o segundo, na investigação da infra-estrutura de transportes. Apresentam-se e discutem-se exemplos de emprego do piezocone para identificação de regiões do maciço contaminadas e do minicone para detectar a superfície de ruptura de uma seção de um talude de aterro, para avaliar sua estabilidade através de retroanálises. Concluise o trabalho fazendo-se algumas considerações sobre a utilização dessa tecnologia moderna e recente em solos tropicais que ocorrem no Brasil.

Mapeamento geológico-geomorfológico do Morro Azul na região de Limeira, SP, na escala 1:10 000

Geologic and geomorphologic mapping are important ways to characterize the environment, because they look to describe and diagnose landforms, identifying and understanding the morphogenetic processes, making it possible to comprehend the landscape dynamic. This work aimed to make a geological and geomorphological map, in a 1:10.000 scale, of the Morro Azul, the main elevation in the city of Limeira – SP, with the application of photogeological techniques and field descriptions. As final products are presented a geological-geomorphological map, a topographical profile, a slope map, beyond the main characteristics of the geological-geomorphological units of the area. This study presents itself as a preliminary work, and can serve as a subsidy to more specific works, such as geotechnics, environmental problems, among others

Comparação de métodos de dimensionamento de muros em solo reforçado através de programas computacionais

Dans ces dernières années, plusieurs méthodes de dimensionnement d'ouvrages de soutènement en sol renforcé ont été développés, mais la doute c’est où l'utilisation de chacun d'eux se révèle plus avantageux? Ce travail a été conçu avec l'objectif de faire une étude d’un cas historiques d'un mur en remblais renforcé avec parement végétal de 27,6 mètres de haut, dont la conception a été analysé en utilisant une méthode de calcul et des logiciels informatiques spécifiques à l’utilisation dans le domaine géotechnique. Avec cette étudesont attendus de résultats capable de présenter les principales caractéristiques de chaque méthode et où il peut le mieux être appliquée

Previsão do comportamento de estruturas de contenção atirantadas utilizando o software FTOOL

Population growth, together with the gradual social ascent in Brazil, reflects at the growing need for better use of urban spaces. In this context, the amount of new buildings to meet the demand in property market, the needs for creating new roads and highways, among others, make the use of geotechnical works and, more specifically, retaining walls, more and more common. One of the simplest solutions for underground works is the use of retaining structures using tie back walls for soil support, therefore, the present work deals with this kind of structures. This paper proposes the use of FTOOL software testing in predicting deformations in tie back walls, by comparing simulations of the presented model to a real and measured deformation case in Guabirotuba Formation (PR). The results showed the importance of defining the parameters such as stiffness and curtain geometry, as well as the definition of representative loads acting on it. Also, it was pointed out that the passive response of the steel rods depends on the horizontal displacement of the wall. The study concluded that the program generates very representative results when compared to field data and seems to be a promising tool for tie back structures displacement predictions

Investigação geofísica em aterro municipal de resíduos sólidos domiciliares, Cordeirópolis, Brasil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)