Estudo de modelação da consolidação acelerada por drenos verticais tomando em consideração a fluência do terreno

Dissertação elaborada no Laboratório Nacional de Engenharia Civil para obtenção do grau de mestre em Engenharia Civil no Perfil de Geotecnia pela Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa no âmbito do convénio de cooperação entre a UNL e o LNEC

Estudo geotécnico dos solos do vale do Leça no âmbito de uma obra de requalificação portuária

A expansão da área ocupada pelo Porto de Leixões (Matosinhos e Leça da Palmeira), sobre solos muito compressíveis, de origem fluvial e marinha, leva a que seja necessário recorrer à engenharia para encontrar soluções adequadas à utilização de obras dos fins em vista. Assim, na zona do porto são muitos os projectos de engenharia civil/geotécnica executados nestes solos. Como exemplo, podem citar-se a Consolidação do Terrapleno e Construção dos Caminhos de Rolamento do Terminal de Contentores TC4S, a Reabilitação de um troço com 110m, do Cais Sul e do Cais Nascente da Doca nº 4 e a Construção da Portaria Principal do Porto de Leixões, todos no vale fóssil do rio Leça. São vastos os métodos a usar para o melhoramento destes solos, a colocação de colunas de brita, com o objectivo de reforçar o solo, aumentando a sua capacidade de carga e funcionando como drenos verticais, para solucionar o problema das deformações excessivas durante e após o final da obra, uma alternativa consiste em induzir a aceleração da consolidação da camada de solo mole, o uso de pré-carregamento e drenos verticais são usuais. Quando o tempo de concretização da obra exige que o aterro seja utilizado de imediato, uma solução viável é a colocação de estacas, que transferem o peso do aterro, ou parte dele, para camadas mais competentes. Também se pode proceder à retirada do solo original e substituí-lo por outro de qualidade superior. A mais recente técnica de melhoria de solos por injecção - jet grouting - é utilizada em diversas situações, incluindo obras provisórias e definitivas. O presente trabalho visa descrever, em função dos diversos factores, o comportamento do solo face aos vários métodos utilizados e os objectivos pretendidos que serão abordados no enquadramento empírico do trabalho.

Modelação para apoio ao projeto de armazéns verticais rotativos

Hoje em dia, os engenheiros projetistas têm um papel fundamental na indústria ligada a qualquer tipo de produto. São eles os responsáveis pela conceção estrutural, pela previsão das cargas que atuam na estrutura, pelas soluções construtivas, pelo cálculo dos esforços e deformações que possam vir a existir, pelo dimensionamento das peças constituintes e finalmente, pelos pequenos detalhes necessários para se conseguir executar completamente. Resumidamente, são eles que estão por detrás de todo o processo produtivo. Devido a todas estas tarefas a que o engenheiro tem que desempenhar, este trabalho torna-se bastante desgastante a nível psicológico, no entanto, têm sido desenvolvidos instrumentos de apoio que tornam o seu trabalho mais fácil. A presente dissertação focou-se num tipo de máquinas em específico, os armazéns verticais rotativos, e tem como objetivo auxiliar, de algum modo, os projetistas que se deparem com a tarefa de ter que projetar uma máquina deste tipo. Funcionando como mais um instrumento de auxílio às tarefas de projeto destes engenheiros, esta tese pretende mostrar as condicionantes a ter em conta quando se quer projetar uma máquina deste tipo, bem como, a partir das especificações das dimensões e quantidades a armazenar, fornecer os parâmetros de projeto principais para o dimensionamento funcional e geométrico do elevador vertical rotativo a projetar, poupando assim, muito trabalho e tempo ao engenheiro que tiver a seu cargo o projeto deste tipo de máquina. Nesta dissertação não são apresentados cálculos com valores numéricos, sendo apresentadas as relações existentes entre os vários parâmetros de projeto, o que faz com que esta máquina possa ter várias configurações consoante as especificações de cada caso. Através das expressões deduzidas nesta dissertação, vai ser possível observar que estamos perante um projeto acoplado, o que faz com que tenhamos que adotar certas condições, de maneira a conseguir torná-lo num projeto desacoplado, o que faz também com que a máquina em si se torne mais limitada em certos aspetos.

Modelação em regime elástico-linear de pavimentos rodoviários

Neste trabalho apresenta-se o desenvolvimento de um programa de elementos finitos tridimensionais denominado AE3D1.0, concebido especificamente para a análise de pavimentos rodoviários, partindo do pressuposto de que todos os materiais incorporados possuem comportamento elástico-linear. Por comparação dos resultados do programa AE3D1.0 com as soluções analíticas da teoria da elasticidade para o semi-espaço homogéneo e multiestratificado, confirma-se que é possível estabelecer uma analogia próxima entre ambas as abordagens. Tirando partindo das potencialidades do método dos elementos finitos, e da capacidade do programa de registar os resultados de cálculo em ficheiros digitais que possibilitam a posterior apreciação visual e tratamento dos dados obtidos, comparam-se pavimentos rígidos expostos a carregamentos de canto e de bordo, e é evidenciado o efeito prejudicial que a erosão da estrutura de apoio subjacente à laje de betão tem na longevidade e integridade estrutural do pavimento. São também aplicadas forças de frenagem a pavimentos rígidos em secções confinadas e não confinadas. Elege-se um modelo de pneu para veículos pesados representativo das características do eixo padrão de 130 kN, e analisa-se o efeito que a correspondente impressão ovalizada e distribuição de pressões verticais não uniforme tem na estrutura de um pavimento semi-rígido. Adapta-se e é aplicada uma malha de elementos finitos ao estudo da avaliação da capacidade de carga de pavimentos através de ensaios com o defletómetro de impacto.

Modelação do viaduto do Corgo durante o ensaio de carga estático

Trabalho Final de Mestrado elaborado no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil pelo Instituto Superior de Engenharia de Lisboa no âmbito do protocolo de cooperação entre o ISEL e o LNEC

Modelação numérica do punçoamento de lajes fungiformes reforçadas com parafusos

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil, Ramo de Estruturas

Estudo do galgamento em estruturas marítimas verticais utilizando o modelo numérico AMAZON

O galgamento oceânico é um fenómeno associado à interação de ondas com estruturas marítimas. Nesta dissertação estudou-se o galgamento em estruturas marítimas verticais através da aplicação do modelo numérico AMAZON, que é um modelo bidimensional, baseado na resolução das equações não lineares de águas pouco profundas. Para validar a sua aplicação a estruturas marítimas verticais impermeáveis, os resultados de caudal médio galgado obtidos com o modelo AMAZON foram comparados com os resultados de ensaios em modelo físico bidimensional realizados anteriormente e disponíveis na base de dados do projeto europeu CLASH. Os resultados foram ainda comparados com os das fórmulas empíricas e semi-empíricas de Van der Meer & Bruce de 2014, de Goda de 2008 e de Hedges & Reis de 2015. Antes da sua validação, o modelo foi calibrado utilizando um dos ensaios do CLASH. Para tal, realizou-se uma análise de sensibilidade a alguns parâmetros do modelo, concretamente da dimensão mínima da malha, da escala de aplicação do AMAZOM (à escala reduzida ou à do protótipo), da forma de modelação da parede vertical, já que, dado este modelo ser integrado na vertical, não é possível considerar paredes verticais sem utilizar um artifício de cálculo, dos valores de alguns dos parâmetros de entrada do modelo (profundidade mínima molhada e a profundidade mínima de fricção) e da dimensão do domínio de cálculo. Os resultados da calibração do AMAZON mostram que, por causa da precisão do modelo para os menores caudais médios de galgamento, se deve aplicar o modelo à escala do protótipo. Para estruturas verticais, a aproximação que o modelo faz, por defeito, para a secção vertical da estrutura através de um talude fictício a 10:1 apresenta melhores resultados que a utilização de um talude a 20:1. Contudo, ambos requerem a adoção de uma dimensão da malha bastante reduzida nesta zona e na sua vizinhança (0.03 m). No caso em estudo, os dois parâmetros de entrada do modelo não têm impacto significativo nos resultados, ao contrário do domínio de cálculo que, tal como recomendado na literatura de referência, se deve iniciar (fronteira de entrada) a aproximadamente um comprimento de onda do pé da estrutura. Os resultados obtidos mostram que, em geral, o AMAZON subestima o valor medido do caudal médio galgado com erros relativos variáveis entre -91% e -49%; apenas para um caso o modelo sobrestima o caudal médio, com um erro relativo de 43%. Quando comparado com as formulações empíricas e semi-empíricas, a fórmula de Van der Meer & Bruce apresenta melhores aproximações aos caudais médios medidos que constam na base de dados do CLASH, seguida da fórmula de Goda e dos resultados do modelo AMAZON, embora estes dois últimos apresentem valores bastante próximos. Assim, uma vez que o modelo está em constante desenvolvimento, espera-se que no futuro seja uma ferramenta mais poderosa. Contudo, enquanto não se fizerem melhorias no modelo e/ou não se estender a outros ensaios a análise feita no âmbito desta dissertação, os resultados sugerem que não há vantagem na sua utilização face às formulações empíricas e semi-empíricas disponíveis, tendo também em conta o significativo tempo computacional exigido para executar o AMAZON com a dimensão da malha escolhida.

Modelação de governo electrónico para países emergentes: O caso de São Tomé e Príncipe

Tese de Doutoramento em Tecnologias e Sistemas de Informação

Modelação numérica de uma solução de reforço de solos para fundações de aerogeradores

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Modelação da circulação oceânica no Arquipélago de Cabo Verde

O conhecimento dos oceanos é limitado pela disponibilidade de dados disponíveis. Este estudo mostra como modelos numéricos podem aumentar o conhecimento com pouca informação local, e de forma económica. Neste trabalho é efetuado a implementação do modelo numérico MOHID, bidimensional (2D) para simular a propagação da maré e tridimensional (3D) para estudar o escoamento baroclíncio no Arquipélago de Cabo Verde. O modelo 2D é baseado num modelo de escala regional com passo espacial de 6 km (nível 1), com dois modelos encaixados de passo espacial de 3 km (nível 2). Também foi utilizado para impor a maré (nível 0) no modelo 3D (nível 1, com passo de 6 km). O modelo tridimensional tem 50 camadas na vertical e fornece informação sobre a circulação geral. A fronteira lateral aberta foi forçada pelo modelo global de maré FES 2004 e pelos resultados do projecto MyOcean fornecendo condições de temperatura, salinidade e níveis médios diários para o modelo 3D. O forçamento meteorológico foi fornecido pelos resultados do modelo meteorológico GFS (Global Forecasting System). Os resultados dos modelos foram analisados com as informações conhecidas como as principais correntes da região, as imagens de satélite de temperatura da superfície do mar, perfis verticais obtidos pelas bóias argo e os resultados do projeto MyOcean. O modelo reproduz o padrão de circulação conhecido para a região e os resultados apresentam boa concordância com a informação disponível. O modelo mostra que o vento tem influência sobre o escoamento à superfície, mas tem pouca influência sobre os níveis.

Bibliometria da pesquisa brasileira em erosão acelerada do solo: instituições, temas, espaço e cronologia

Apesar do constante aumento na quantidade e diversidade de publicações acerca da erosão do solo no Brasil e no mundo, as grandes questões dessa ciência ainda não foram respondidas. Os possíveis motivos desse descompasso trazem à tona a necessidade de discutir o papel da pesquisa em erosão. A bibliometria permite uma visão abrangente da ciência, fornecendo perspectivas, contudo estudos que fazem uso dessas técnicas são escassos no mundo, bem como no Brasil. Os objetivos deste trabalho foram analisar as distribuições espacial, temporal, institucional e temática da pesquisa brasileira em erosão acelerada do solo a partir da divisão dos artigos em linhas temáticas e discutir a profundidade da abordagem das questões fundamentais em erosão. Para isso, 225 artigos de instituições brasileiras cujo tema central é a erosão do solo foram digitalizados, cadastrados em banco de dados e classificados em cinco linhas temáticas. Também foram produzidos mapas multitemporais a partir de ferramentas de geoprocessamento. A pesquisa brasileira em erosão, além de recente, está concentrada: (a) em poucas instituições, localizadas nas regiões Sul e Sudeste; e (b) em dois temas, centrados na Equação Universal de Perda de Solo e em comparações de manejos agrícolas quanto à perda de solo, com grande influência do nível de consolidação dos núcleos de pesquisa, que têm nesses dois temas centrais sua iniciação na pesquisa em erosão acelerada do solo.

Avaliação por fotointerpretação das áreas de abrangência dos diferentes estados da erosão acelerada do solo em canaviais e pomares de citros

Este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar os estados de erosão acelerada do solo presente em áreas com canaviais e pomares de citros localizados na região administrativa de Ribeirão Preto - SP. Foram empregadas fotografias aéreas verticais, na escala aproximada de 1:40.000, do vôo da cobertura aerofotográfica da região citrícola do Estado de 1988. O estudo foi realizado identificando-se e delimitando-se todas as áreas de abrangência de cinco estados da erosão acelerada do solo presentes nos canaviais e pomares de citros. A presença da erosão acelerada severa a extremamente severa foi constatada tanto nos canaviais como nos pomares de citros, nas quatro unidades de solos de ocorrências principais na área de estudo. Os valores da extensão total das áreas de abrangência dos estados da erosão 2 a 5 (processos erosivos intensos a extremamente intensos) revelaram forte impacto sobre o desenvolvimento das culturas, degradando o solo agrícola e afetando a qualidade da água. As principais diferenças, quanto à extensão total das áreas de abrangência dos diferentes estados da erosão presente, foram identificadas principalmente entre os Argissolos e os Latossolos, e entre os dois estágios de desenvolvimento das culturas. As condições de solo exposto foram verificadas nas áreas recentemente plantadas com cana-de-açúcar ou citros, explicitando-se a grande necessidade de empregar, nessas condições, práticas conservacionistas.

Jardins Verticais : um contributo para os espaços verdes urbanos e oportunidade na reabilitação do edificado

O Homem tem privilegiado a vida no meio urbano, em detrimento do rural, por mais oportunidade de emprego e melhores condições de vida. As cidades cresceram de forma acelerada, sobretudo depois da Revolução Industrial do século XVIII, crescimento sem controlo, repercutindo-se num desajustado planeamento urbano, ambiental, humano, social e económico. De uma forma, as paisagens verdes e naturais, foram substituídas por densas manchas cinzentas de construção, criando afastamento crescente do Homem com a Natureza. Os Jardins Verticais poderão ter um papel fundamental revestindo de forma verde e natural as fachadas dos edifícios, numa tentativa de colmatar o afastamento entre ambos. Para além destes aspectos, os Jardins Verticais proporcionam inúmeras vantagens para o edifício, de que se destacam a eficiência energética e acústica, a protecção da estrutura do edificado ou a melhoria da qualidade do ar interior. Estes também importantes para a envolvente, como na redução do efeito ilha de calor, no aumento da biodiversidade, na melhoria da qualidade do ar exterior, mas sobretudo porque proporcionam ao Homem uma sensação de saúde e conforto, exclusivo da Natureza. Tendo em conta o estado de degradação do edificado nas grandes cidades, e tomando como exemplo particular a cidade do Porto, o recurso aos Jardins Verticais poderá ser uma solução viável para a reabilitação urbana, mudando a imagem de degradação, propondo uma imagem mais “verde” e contribuindo para o nível de sustentabilidade. Partindo deste pressuposto, propõe-se como aplicação do conhecimento adquirido no estudo desenvolvido e aqui apresentado, o recurso a Jardins Verticais como estratégia de reabilitação de edifícios da cidade do Porto. Inspirado na técnica e mestria de Patrick Blanc, resultou um “pormenor-tipo”, como base para a aplicação de Jardins Verticais no edificado social da cidade, experimentado em 10 estudos práticos, tirando-se partido das vantagens supra-mencionadas.

Avaliação por fotointerpretação das áreas de abrangência dos diferentes estados da erosão acelerada do solo em canaviais e pomares de citros

Este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar os estados de erosão acelerada do solo presente em áreas com canaviais e pomares de citros localizados na região administrativa de Ribeirão Preto - SP. Foram empregadas fotografias aéreas verticais, na escala aproximada de 1:40.000, do vôo da cobertura aerofotográfica da região citrícola do Estado de 1988. O estudo foi realizado identificando-se e delimitando-se todas as áreas de abrangência de cinco estados da erosão acelerada do solo presentes nos canaviais e pomares de citros. A presença da erosão acelerada severa a extremamente severa foi constatada tanto nos canaviais como nos pomares de citros, nas quatro unidades de solos de ocorrências principais na área de estudo. Os valores da extensão total das áreas de abrangência dos estados da erosão 2 a 5 (processos erosivos intensos a extremamente intensos) revelaram forte impacto sobre o desenvolvimento das culturas, degradando o solo agrícola e afetando a qualidade da água. As principais diferenças, quanto à extensão total das áreas de abrangência dos diferentes estados da erosão presente, foram identificadas principalmente entre os Argissolos e os Latossolos, e entre os dois estágios de desenvolvimento das culturas. As condições de solo exposto foram verificadas nas áreas recentemente plantadas com cana-de-açúcar ou citros, explicitando-se a grande necessidade de empregar, nessas condições, práticas conservacionistas.

Localização automática de pontos de controle em imagens aéreas baseada em cenas terrestres verticais

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)