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O presente trabalho concentra-se na caracterização geológica-geotécnica e hidrogeotécnica de uma pilha de estéril temporária, proveniente de rocha itabirítica, e de seu entorno, a fim de apresentar as possíveis condicionantes geradoras das elevadas pressões hidrostáticas medidas na fundação desta pilha. Com base nesta caracterização, criou-se um modelo hidrogeológico das condições de escoamento da água subterrânea pelo material estéril e pelas regiões adjacentes desta pilha, utilizando os programas computacionais SlideÒ e VisualModflowÒ. Em ambos os resultados apresentados pelos modelos computacionais, observou-se que a sub-pressão existente na fundação da pilha de estéril está diretamente associada a dois fatores: (i) aos condicionantes geológicos do local e (ii) ao índice pluviométrico do ano de 2005.

A presente dissertação contemplou o estudo de propriedades mecânicas de um solo Residual Biotita Gnaisse do Alto Leblon (Município do Rio de Janeiro) e o desenvolvimento de um equipamento triaxial para ensaios não saturados. Para o estudo do comportamento mecânico foi desenvolvido um programa experimental que envolveu: (a) ensaios de caracterização física; (b) caracterização mineralógica através da difratometria de Raio-X, microscopia óptica e Microscopia Digital; (c) determinação de propriedades não saturadas através da curva característica determinada utilizando o método do papel filtro, porosimetria de mercúrio e análise digital de imagem; (d) parâmetro de resistência ao cisalhamento através de ensaios triaxiais convencionais e não convencionais com controle de trajetória de tensões na condição saturada; (e) análise dos Módulos Iniciais com a utilização de sensores para a medição de deformação externa e interna (Eletronível tipo Imperial College) e os efeitos das trajetórias de tensões sobre os Módulos Iniciais. O equipamento Triaxial desenvolvido para ensaios na condição parcialmente saturada está equipado com um sistema de medição de variação de volume total do corpo de prova o qual está baseado no princípio de vasos comunicantes aliado a uma balança de precisão. Visando eliminar o efeito de dilatação, a câmara triaxial foi desenvolvida utilizando o artifício da câmara dupla. O equipamento encontra-se montado, porém não houve a possibilidade de sua validação devido a atrasos no processo de importação de componentes referentes ao controle, aplicação de pressões e aquisição de dados.

A presente dissertação visa analisar os dados de um programa experimental que buscou estabelecer a distribuição de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), radônio (Rn), microbiota (NMP) e hidrocarbonetos leves (C1-C5) em uma área de 30km2 num campo petrolífero do recôncavo baiano, como parte do estabelecimento do controle ambiental do projeto de armazenamento geológico de CO2. A análise dos dados contemplou um estudo estatístico descritivo clássico e geoestatístico para auxiliar na interpretação dos dados e elaboração de mapas de distribuição dos referidos parâmetros. A análise estatística descritiva clássica apresentou parâmetros de distribuição, dispersão e posição dos dados. Através desses valores foi possível concluir que as distribuições do CO2, CH4, NMP, Rn e alguns valores da gasometria apresentaram heterogeneidade e assimetria. A distribuição homogênea foi observada para valores de temperatura, teor de umidade, porosidade e alguns valores da gasometria (propeno, 2-Buteno Trans, 1 Buteno, 2-Butano-Cis e NPentano). Os dados não apresentaram ajuste à distribuição normal, exceto pelos valores de teor de umidade de solos. A análise geoestatística apresentou mapas de distribuição dos dados, com o intuito de melhor visualizar a distribuição local das concentrações dos parâmetros de interesse. Verificou-se que, entre os métodos de interpolação clássicos, os que melhor se ajustaram aos dados foram o método do inverso da distância e a krigagem. Através da análise semivariográfica foi possível observar a ocorrência de variabilidade espacial dos dados, sendo que para os valores de CO2 e CH4 observou-se uma dependência espacial. Já para os valores de Rn e NMP a dependência espacial mostrou-se menos expressiva. A variabilidade espacial de propriedades e parâmetros do solo observadas no presente estudo evidencia que os solos são altamente estruturados espacialmente e que tal condição deve ser levada em consideração na escolha de metodologias mais adequadas para projetos de monitoramento e futuras amostragens.

O presente trabalho apresenta os resultados de um programa experimental com o intuito de determinar propriedades de deformabilidade e tensões in-situ em rochas gnáissicas. A determinação das tensões in situ é fundamental para qualquer trabalho em mecânica de rochas, serve como condições de campo em problemas de engenharia e em escalas maiores dá alguns indícios do mecanismo que ocasiona a movimentação de placas tectônicas. O módulo de deformabilidade é um dos principais parâmetros de entrada na análise do comportamento de maciços rochosos que incluem deformações. Este parâmetro geralmente é obtido a partir de ensaios de laboratório em amostras de rochas. Em geral os resultados destes ensaios não representam as propriedades in situ de todo o maciço rochoso, pois uma amostra intacta em laboratório pode ser muito menor que o maciço rochoso que contêm um grande número de planos de fraqueza. A presente pesquisa compreende as etapas de projeto, montagem e aplicação de um pressiômetro como um instrumento para a determinação dos parâmetros de deformabilidade e estado de tensões nos maciços rochosos. Os dados obtidos foram usados para investigar a variação destes parâmetros com o grau de intemperismo. Um sistema de instrumentação foi projetado para tentar monitorar a resposta da rocha às solicitações de carregamento (no caso da determinação do módulo de deformabilidade) e descarregamento (no caso de medição das tensões in situ). A aplicação do pressiômetro foi realizada em maciços rochosos localizados no cidade do Rio de Janeiro afetados por diferentes níveis de intemperismo. Realizaram-se ensaios de pressurização e medição de deslocamentos no momento da escavação dos furos para determinar o estado de tensões da rocha. Os resultados foram processados, interpretados e comparados com ensaios de laboratório anteriormente realizados por outros autores.

Ainda hoje o dimensionamento de vãos e pilares em minas subterrâneas consiste em se definir, por tentativa e erro, um arranjo no qual a estabilidade dos pilares seja garantida por um fator de segurança (FS) previamente arbitrado. Para um dado arranjo, calculamse as tensões médias atuantes nos pilares (pela teoria da área tributária) e a resistência dos mesmos por alguma fórmula empírica existente. Caso o FS seja satisfeito, a recuperação decorrente do arranjo geométrico proposto é então determinada, não sendo geralmente ótima. Neste trabalho é estudada a utilização de uma metodologia de dimensionamento alternativa inicialmente proposta por Figueiredo & Curi (2003, 2004) onde um problema padrão de Programação Matemática é formulado com o objetivo de maximizar a recuperação respeitando, entretanto, as restrições de segurança dos pilares e os requisitos de estabilidade e tecnológicos/operacionais dos vãos. Como a recuperação, a resistência dos pilares e de suas fundações, a dimensão dos vãos, etc. são funções, via de regra, não lineares dos parâmetros geométricos do arranjo, temse em questão um problema particularmente intrincado de programação não-linear. Utilizando-se fórmulas de resistência consagradas, são apresentados exemplos de solução para arranjos realistas aplicados à lavra por Realces Abertos e por Câmaras e Pilares inclinados. Resultados de estudos paramétricos são relatados, comparando a recuperação por meio da metodologia usualmente utilizada e a metodologia de dimensionamento ótimo proposta. Têm-se, ainda, os resultados avaliados via modelos numéricos por elementos de contorno.

This paper presents a numerical investigation of water infiltration into a fine-grained reinforced soil wall using nonwoven geotextiles. A large-scale reinforced soil wall was constructed in the laboratory and subjected to water irrigation to impose a controlled infiltration. The structure was fully instrumented to measure changes in the volumetric water content and matric suction during irrigation. The numerical investigation was performed to provide insight into the overall infiltration process, with a particular focus on the hydraulic behavior at soil-geosynthetic interfaces that was not properly captured in the laboratory model. The numerical study includes capillary effects, the location of breakthrough along the reinforcement length and the effect of the presence of a wrap-around anchorage. In general, the numerical analyses were found to agree with the experimental results. The results indicate that the use of nonwoven geotextiles to reinforce fine-grained backfill retarded water flow into the subsequent layers so that the water did not break through uniformly along the length of the geotextile but rather infiltrated progressively. The study also demonstrated the significant contribution of the presence of a wraparound anchorage on the change in the water flow path toward the wall facing. The capillary effects on fine-grained backfill reinforced with geotextiles were found to be significantly affected by the heterogeneity in the porosity expected for compacted soils.

This paper presents a numerical method for considering soil-atmosphere interaction applied to infiltration into an unsaturated geosynthetic reinforced soil wall and its effect on wall stability. A hypothetical nonwoven geotextile reinforced soil wall was subjected to simulated conditions of evaporation and precipitation over 2 years considering local climate variation in São Paulo city, Brazil. Net infiltration and actual evaporation were quantified inside and outside the reinforced zone, allowing for the assessment of changes in soil suction and factors of safety. The study discusses the implications of using in-plane draining reinforcements (e.g. nonwoven geotextiles) and soil-atmosphere effects. Results show that soil suction and factors of safety variation are more dependent on consecutive days of precipitation than on isolated heavy rainfalls. For the climate conditions considered in this study, results show that approximately 50% of the precipitation and potential evaporation transformed into net infiltration and actual evaporation, respectively. Additionally, the numerical results indicate that after the first wetting of the soil inside the reinforced soil zone, the evaporation to the atmosphere did not remove water from the inside of the geosynthetic reinforced wall because of the capillary break.