A vasta extensão territorial brasileira impõe a necessidade de uma malha rodoviária igualmente extensa. Um aspecto crucial ao projetar e dimensionar os pavimentos está relacionado aos fatores regionais, que englobam as condições específicas de geologia, clima e relevo. Esses elementos resultam em processos de intemperismo capazes de gerar solos com características distintas. Apesar das diferenças nos processos de intemperismo nas regiões norte, de clima tropical úmido, e na região central do Brasil, de clima tropical semiúmido, ambas apresentam solos tropicais, alguns com comportamento laterítico e outros não, devido à ocorrência de diversos processos de formação e alteração desses solos. Os solos, influenciados por variáveis como mineralogia, granulometria e grau de intemperismo associado, apresentam comportamento mecânico diversificado. Por outro lado, materiais britados, com composição mineralógica relativamente estável, são fortemente influenciados pela granulometria e pelo índice de forma. Essas considerações levantam questionamentos sobre as abordagens mais adequadas para estruturas de pavimentos flexíveis rodoviários, uma vez que esses pavimentos estão intrinsecamente ligados às interações de rigidez entre camadas de diferentes propriedades. Para um melhor entendimento sobre os aspectos associados aos solos do Distrito Federal (DF) e o estado de Roraima (RR) e britas graduadas do DF, essa pesquisa procedeu com a análise de diferentes materiais, objetivando a caracterização micro e macroestrutural, bem como o comportamento mecanístico desses materiais. Notou-se por meio dos resultados que as classificações e caracterizações forneceram informações que explicam os diferentes comportamentos mecânicos dos solos e BGS. Assim, não somente o estado de tensões, mas também a origem e formação dos materiais afetam o comportamento de deformabilidade. Desta forma, evidenciou-se a importância de uma visão descentralizada dos ensaios puramente mecânicos, buscando também informações da gênese dos materiais.

A interação entre a dinâmica do solo e a atmosfera representa um desafio significativo e uma área de interesse crescente na engenharia geotécnica. A presente dissertação foca na modelagem do comportamento de taludes não saturados sujeitos a eventos de precipitação intensa, explorando a aplicabilidade de modelos analíticos. A base teórica inclui a Lei de Darcy e a Equação de Richards, complementada por avanços recentes na modelagem de fluxos em solos não saturados, exemplificada pela abordagem de Cavalcante & Zornberg (2017). O estudo avalia a precisão desses modelos em prever o comportamento transiente de taludes não saturados, validando as previsões com dados experimentais obtidos de modelo reduzido de talude. Este processo envolve a compreensão de como as variações na energia interna dos fluidos, a condutividade hidráulica e a curva de retenção de água no solo influenciam a movimentação da água e, consequentemente, a estabilidade dos taludes. A dissertação explora a aplicação da abordagem probabilística para avaliar a estabilidade de taludes não saturados, empregando o Método de Estimativas Pontuais de Rosenblueth (PEM) implementado no “software” Wolfram Mathematica. A análise foca na determinação da probabilidade de falha transiente e no índice de confiabilidade, incorporando variáveis aleatórias como o peso específico seco, a condutividade hidráulica, o parâmetro de ajuste hidráulico e o ângulo de atrito efetivo do solo. Foram realizadas 16 simulações, considerando as variáveis aleatórias e suas distribuições para estimar o fator de segurança sob diferentes condições de precipitação e umidade, calculando a probabilidade de falha para diferentes ensaios e profundidades. Esta metodologia permitiu identificar momentos críticos de aumento da probabilidade de falha, enfatizando a importância das condições iniciais de umidade e os efeitos das chuvas antecedentes.

As estradas não pavimentadas são vias importantes que muitas vezes ligam áreas urbanas às rurais. Os geossintéticos são materiais de reforço que são utilizados nessas estradas a fim de gerar, por exemplo, uma melhor capacidade de suporte da estrutura, menos deformações, melhor distribuição e transferência de tensões. A melhora no desempenho mecânico faz com que realizar manutenções superficiais seja menos necessário e assim os custos relativos às reparações diminuem a longo prazo. Quando se fala em reforço, os tipos de geossintéticos mais aplicados são as geogrelhas e geotêxteis. Análises numéricas para prever certos comportamentos da estrutura são eficientes e capazes de estudar previamente o benefício na utilização desse material de reforço. A presente pesquisa se resume em simulações numéricas de uma estrada não pavimentada sob carregamento cíclico. A estrutura é formada por uma camada de aterro, uma de subleito e em dois, dos três, casos analisados o geossintético foi colocada na interface aterro-subleito. Manutenções superficiais também foram realizadas e analisadas. A metodologia utilizada foi baseada no Método da Degradação da Rigidez e o software utilizado é baseado no Método dos Elementos Finitos. Comparações entre os resultados numéricos e experimentais foram feitos e concluiu-se que boa parte das simulações apresentou uma boa concordância com o ensaio experimental. Os resultados numéricos de deslocamentos superficiais foram os que melhor concordaram com os experimentais, enquanto que os de tensões não apresentaram a mesma avaliação provavelmente devido à alta plastificação no interior da estrutura ao longo dos ensaios.

A complexidade do comportamento de barragens de rejeitos de mineração, construídas pela técnica de disposição hidráulica, e as recorrentes rupturas dessas estruturas, destacam a importância de se garantir uma segurança aprimorada por meio de técnicas avançadas de disposição. Embora o método de co-disposição tenha sido explorado para diferentes substâncias minerais, como minério de ferro no Brasil, existe uma lacuna considerável na literatura quantoà sua aplicação em lamas, rejeitos e estéreis provenientes de operações de mineração de fosfato e outros minerais. O presente estudo concentrou-se na análise de amostras provenientes de três fontes distintas de mineração: uma mina de fosfato no Brasil, uma mina de carvão mineral e outra mina de fosfato, ambas localizadas na Austrália. Dentre os objetivos, buscou-se identificar a proporção ótima para as misturas entre estéril e rejeito, estéril e lama, e entre diferentes tipos de lamas, de modo a avaliar o comportamento mecânico e hidráulico em comparação com materiais individuais. Foram realizados ensaios abrangentes de caracterização física, química, microestrutural e mineralógica nas amostras da mineração no Brasil, enquanto que as demais amostras foram submetidas análises mais simplificadas. O comportamento mecânico foi avaliado por meio de análises dos resultados dos ensaios de cisalhamento direto e triaxiais, enquanto, que o comportamento hidráulico por ensaios de permeabilidade, sucção e ensaios em um consolidômetro de grande dimensão. Observou-se que a co-disposição de resíduos de mineração pode resultar em materiais com comportamento mecânico dominado pelos estéreis ou pelos materiais mais grosseiros, dependendo da proporção da mistura, sugerindo que a co disposição pode ser uma estratégia eficaz para gestão de resíduos de mineração. Além disso, o comportamento hidráulico revelou uma alta capacidade de drenagem dos materiais, bem como uma dissipação dos excessos de poropressões ao longo do tempo. Adicionalmente, para reproduzir o comportamento tensão-deformação da co-disposição, calibrou-se o modelo constitutivo Norsand, tendo como referência os resultados dos ensaios triaxiais. Este estudo contribuiu com informações para otimizar as práticas de co-disposição de resíduos de mineração, abordando aspectos cruciais do comportamento mecânico e hidráulico em misturas de diferentes materiais, além de análises numéricas de calibração de modelos constitutivos.

Nos últimos anos, mesmo com a implantação de novos parques eólicos no Brasil, ainda existe uma dificuldade na formação de parcerias com empresas do setor o que contribui, significativamente, para a lacuna nas informações disponibilizadas pela literatura nacional e o desconhecimento sobre o comportamento mecânico dos aerogeradores sujeitos aos efeitos de cargas transientes. Diante disso, por meio de um projeto de Pesquisa e Desenvolvimento que promove a interação entre academia e indústria com vistas à otimização e ao aperfeiçoamento de modelagens em sistemas eólicos, Eletrobras Furnas busca, a longo prazo, viabilizar a construção de aerogeradores de menor porte para abastecer de energia regiões mais afastadas do Brasil que não dispõem de um potencial de geração elevado. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento das fundações dos protótipos eólicos EOL-10 e EOL-40 assentes em solo tropical do Centro-Oeste brasileiro por meio de dados de instrumentações das estruturas, ensaios de prova de carga e resultados de modelagens numéricas utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF). Os ensaios de prova de carga realizados em estacas-teste revelaram algumas particularidades sobre a interação solo-estrutura para o local de estudo, como a variação da rigidez secante cíclica, a redução do atrito lateral após ciclos de cargas axiais de compressão e a tendência de acúmulo de deslocamentos permanentes para cargas transversais cíclicas. Simulações desses ensaios revelaram que a combinação dos modelos de dano plástico para o concreto e elástico perfeitamente plástico com critério de ruptura de Mohr-Coulomb para o solo pode ser útil para investigar o comportamento das fundações dos protótipos eólicos desde que seja realizada para poucos ciclos e com nível de carga elevado. Atentando para os principais requisitos de projeto geotécnico para a fundação de um aerogerador, as análises numéricas das fundações dos protótipos foram realizadas para (i) cargas extremas; (ii) carregamentos comuns de operação; (iii) carregamentos cíclicos; e (iv) ocorrência de ressonância. Ficou evidenciado que, para os cenários de carga considerados, suas fundações atenderam aos critérios de segurança e desempenho. Por outro lado, observou-se que tanto o EOL-10 como o EOL-40 podem estar sujeitos aos efeitos de ressonância durante sua operação. Contudo, ambos dispõem de um sistema de aquisição de dados especificamente equipado para realizar seu monitoramento estrutural com sensores distribuídos ao longo da torre. As análises modais revelaram ainda que assumir a torre com base fixa pode induzir a erros na estimativa da frequência natural e considerar propriedades elásticas de pequenas deformações para o solo pode interferir nos deslocamentos de suas fundações. Além disso, a primeira frequência natural é responsável pelos maiores deslocamentos na estrutura.

Durante a vida útil do pavimento ocorrem variações de umidade devido a fatores ambientais, influenciando na capacidade de suporte e no módulo de resiliência dos materiais. O objetivo principal desta pesquisa é avaliar a influência da umidade no módulo de resiliência, adotando as variações de umidade de compactação de +2% e -2% em relação à umidade ótima. A pesquisa contempla 19 solos localizados na BR-319/AM e BR-156/AP, para diferentes aplicações. Foram realizados os ensaios de granulometria por sedimentação, limites de Atterberg, densidade real dos grãos, compactação miniatura e perda de massa por imersão (sendo os dois últimos utilizados para a classificação MCT), bem como ensaio de módulo de resiliência. Para os solos de empréstimo concentrado, estabilizados com cal, além destes, foram realizados também o ensaio de estimativa do teor de cal, pelo método do pH e o ensaio de expansibilidade. Os resultados obtidos para os solos da BR-319/AM mostraram que são solos finos, classificados como NG’, com uma alta perda de massa por imersão e redução média de 55,8% do módulo de resiliência, com o acréscimo de 2% de umidade. A estabilização química do solo com cal se mostrou promissória, diminuindo a expansibilidade e o efeito negativo da água no solo. Os solos da BR-156/AP apresentaram comportamento laterítico, onde o aumento de 2% da umidade reduziu o comportamento resiliente do material em torno de 30%. Dentre os três modelos avaliados, o modelo composto utilizado no Método de Dimensionamento Nacional (MeDiNa) foi o mais adequado, independente do teor de umidade. As variações de umidade durante a compactação demonstraram reduzir consideravelmente o módulo de resiliência de todos os solos estudados. O presente trabalho contribui para o entendimento de solos da região norte do país e reforça o aprofundamento do entendimento da variação da umidade no desempenho mecânico dos pavimentos. 

Em 2018, como resultado da publicação da PNRS (2010), foi inaugurado o Aterro Sanitário de Brasília (ASB) no Distrito Federal, que passou a receber os resíduos sólidos gerados na capital. Além disso, foram desenvolvidas diversas iniciativas para a redução do volume de resíduos aterrados. Entretanto, o aterro planejado para treze anos passou a ter uma previsão de pouco mais de dez anos de operação, visto que as ações foram pouco efetivas. Com o aumento de resíduos aterrados observado, em pouco tempo será necessário encontrar outro local para o aterramento dos resíduos. Há também, a possibilidade de expansão do ASB. O presente trabalho avaliou as possibilidades de localização para um novo aterro sanitário para atender a população do DF, considerando-se a Região Integrada de Desenvolvimento (RIDE/DF). Para tanto, foi empregada a Análise Hierárquica de Processos (AHP) e a Lógica Booleana. Ambas as metodologias foram validadas por meio de uma pesquisa bibliográfica de trabalhos com a mesma temática. A AHP foi desenvolvida e os critérios foram definidos e pesados a partir das conclusões provenientes da pesquisa de trabalhos semelhantes. Foram escolhidos onze critérios: Recursos hídricos; Declividade; Solo; Águas Subterrâneas; Áreas de Conservação; Geologia; Rodovias; Distância de Aeroportos; Distância de Núcleos Urbanos; Uso e Cobertura do Solo; Vilas e Vilarejos. O emprego da lógica booleana foi realizado através da interpretação das legislações aplicáveis ao caso, definiu-se, então, critérios restritivos que foram incorporados à AHP com pontuação zero. Foi realizado ainda, um cálculo da área do terreno necessária para aterramento, a fim de atender toda a população do DF ao longo de 20 anos. O desenvolvimento do trabalho foi feito com o auxílio de ferramentas SIG e os dados utilizados foram baixados de portais públicos e de projetos independentes. Gerou-se mapas para cada critério que foram cruzados, chegando-se a um mapa com áreas definidas como “inadequadas”, “muito pouco adequadas”, “pouco adequadas”, “adequadas” ou “muito adequadas”. Com esse resultado, foi feito um filtro entre as áreas “muito adequadas” para se chegar a um local que pudesse atender a população prevista. Definiu-se uma região de preferência.

O presente estudo apresenta uma avaliação do ciclo de vida (ACV), da origem à construção para uma estrutura de pavimentos rodoviários de Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ) com adição de polietileno tereftalato reciclado pós-consumo (RPET) através do processo "seco" utilizando uma análise de comparação entre unidades declaradas equivalentes a 1 tonelada de mistura produzida e unidades funcionais equivalentes a variantes de pavimento de 1 m2 sob o "Método de Dimensionamento Nacional" (MeDiNa), em contraste com uma variante de mistura convencional. A Ferramenta TRACI 2.0 para redução e avaliação de impactos químicos e outros impactos ambientais foi aplicada para cada alternativa, avaliando-se os impactos em categorias como acidificação, eutrofização, eco toxicidade em água doce, potencial de aquecimento global, saúde humana, destruição da camada de ozônio e geração de poluição. Os resultados da avaliação de impacto do ciclo de vida foram interpretados por meio de critérios internos de normalização e regra de ponderação, obtendo-se uma pontuacão ambiental para cada alternativa e permitindo uma fácil interpretação das partes interessadas. Para o ponto de comparação das unidades declaradas, a mistura de CBUQ convencional apresenta um melhor desempenho ambiental geral do que uma CBUQ com RPET adicionado em substituição parcial dos agregados miúdos, através do processo "seco". Considerando as melhores propriedades mecânicas e o desempenho funcional geral das misturas CBUQ + RPET para o revestimento, a comparação das unidades funcionais resultou em economia em quase todas as categorias de impacto ambiental para cada metro quadrado de pavimento construído e pronto para uso, com um efeito geral de otimização das espessuras das camadas, carregando uma cascata de economia de recursos e emissões. Esse efeito também foi explorado com a análise de sensibilidade da massa de PET adicionada por unidade funcional, com uma massa de equilíbrio identificada para o potencial de aquecimento global e pontuação ambiental, estabelecendo o terreno para a definição e delimitação de pavimento sustentável. Foi possível estabelecer um novo critério de sustentabilidade para estruturas de pavimentos com a adição de plástico pós-consumo, no qual integra o desempenho mecânico e ambiental, bem como sugere uma direção em futuras pesquisas na área de pavimentação com a inserção de plásticos

Os solos expansivos são materiais compostos principalmente por minerais ativos, como a montmorilonita, que tendem a sofrer alterações volumétricas devido à migração do teor de umidade. Diferentes práticas de engenharia geotécnica, como o projeto de um núcleo de barragem ou a compactação do solo, requerem uma análise minuciosa e previsão do fenômeno de expansão sob condições transientes não saturadas. O principal problema na avaliação da resposta mecânica deste tipo de solo reside na natureza não linear da maioria das propriedades não saturadas, o que requer ferramentas sofisticadas que incluem parâmetros de difícil obtenção. Este estudo realiza uma análise matemática para entender o comportamento hidromecânico de solos expansivos sob fluxo transiente não saturado. A implementação de dois modelos matemáticos baseados na equação Richards (1931) usando um acoplamento simplificado é usada para avaliar a abordagem. Com base em resultados experimentais obtidos em ensaios de grandes colunas, explora-se o comportamento do modelo resultante em diferentes condições de sucção e conteudo volumetrico d'água. Quatro casos de soluções analíticas são estabelecidos para construir uma estrutura de resposta específica do modelo, cada um com suposições restritivas adaptadas a uma condição inicial e duas condições de contorno. Neste caso, as previsões hidromecânicas em fluxo não saturado são ajustadas considerando as variações do índice de vazios ao longo do processo de expansão, para dar conta do impacto das deformações volumétricas nos parâmetros do modelo. Por fim, uma calibração paramétrica com resultados da literatura é realizada para avaliar a sensibilidade paramétrica e a faixa de variação volumétrica na qual o modelo está restrito. Os resultados indicam uma grande proximidade estatística entre a estimativa numérica e os dados experimentais, com fatores de correlação superiores a 97%, tanto nas trajetórias de umedecimento quanto de secagem da curva de índice de vazios - log de sucção. Da mesma forma, as previsões das soluções analíticas para os casos 1 e 3 são consistentes para cada parâmetro analisado e funcionam para Curvas de Retenção de Água unimodais e bimodais.

O presente trabalho estudou a influência dos parâmetros microscópicos no comportamento mecânico de rejeitos de minério de ferro pelo método dos elementos discretos (MED). O programa bidimensional Particle Flow Code (PFC2D), da empresa Itasca, foi utilizado para as simulações numéricas da campanha de laboratório no que tange aos ensaios triaxiais drenados em amostras de rejeito arenoso de minério de ferro. No modelo MED, foram simulados ensaios de compressão biaxial drenada em amostras numéricas geradas proporcionalmente com a mesma distribuição granulométrica dos rejeitos e com densidade relativa entre 60-65% para as tensões de confinamento de 100, 200 e 400kPa, que representam as mesmas condições adotadas pelos ensaios de laboratório. A fim de representar o efeito das irregularidades características dos grãos de rejeitos, foi utilizado o modelo de contato Rolling Resistance Linear Contact Model (RRLCM). As propriedades micromecânicas da amostra numérica, tais como a rigidez normal, de cisalhamento e de resistência ao rolamento, e o coeficiente de atrito de rolamento, foram selecionadas a partir de uma metodologia proposta para calibração do modelo, a fim de se reproduzir o comportamento mecânico geral observados pelos ensaios de laboratório nos rejeitos. O comportamento mecânico macroscópico foi avaliado no modelo MED a partir da rede de forças de contato, dos vetores de velocidade, da resistência ao rolamento, da rotação das partículas e do número de coordenação medidos a partir das interações partícula-partícula e partícula-parede. Durante as simulações dos ensaios biaxiais drenados, também foi possível identificar a localização e a inclinação da banda de cisalhamento formada. Em conclusão, os resultados obtidos a partir do modelo MED utilizando-se o modelo RRLCM indicaram boa concordância entre a resposta tensão-deformação e os dados experimentais dos ensaios de laboratório, embora as curvas de deformação volumétrica não tenham conseguido representar totalmente a deformação volumétrica dos rejeitos devido as hipóteses simplificadoras adotadas para elaboração do modelo. Em suma, o presente trabalho fornece uma base de partida para novas investigações de rejeitos de mineração utilizando o MED. 

A água presente nos aquíferos possui distintos usos no Distrito Federal (DF), incluindo o abastecimento doméstico, o setor de serviços, usos industriais, de mineração, agropecuários e recreativos. Com o aumento da demanda por água doce e a sua captação nos aquíferos torna-se necessária uma gestão ativa desses recursos hídricos. As áreas da superfície em que na ocorrência de precipitações possibilitam a infiltração de água e o seu transporte até os aquíferos são denominadas de áreas de recarga. Na área de infraestruturas, o uso do BIM está em ascensão e frequentemente associado ao uso de ferramentas GIS. O emprego de ambas as tecnologias é usualmente denominado de GeoBIM. A Indústria 4.0 contempla as inovações que impactam os processos de produção da era atual, como grandes bancos de dados, cidades inteligentes, aprendizado de máquina e própria integração das tecnologias BIM e GIS. O objetivo geral da dissertação é caracterizar áreas de recargas de aquíferos no Distrito Federal (DF) do ponto de vista geológico-geotécnico, com o apoio do BIM Geotécnico e ferramentas GIS para desta forma permitir tomadas de decisão em ações de monitoramento e de intervenção. O trabalho foi guiado a partir do Plano de Execução GeoBIM (GEP), um novo conceito introduzido na elaboração da dissertação visando a padronização de dados BIM e GIS. Uma estrutura de tópicos sugerida para o documento foi apresentada, com descrições e aplicações no contexto do trabalho. A partir da consolidação de um banco de dados para a análise de recarga de aquíferos no DF, uma análise multicritério com a técnica de análise hierárquica de processo (AHP) foi realizada com os critérios na ordem decrescente de pesos: hidrogeologia fraturada, precipitação, geomorfologia, declividade, pedologia, profundidade do nível de água, densidade de lineamento , uso e cobertura e rugosidade. Um estudo de caso foi realizado para uma área piloto na FAL-UnB, conforme a Metodologia de Detalhamento Progressivo, com o refinamento dos critérios utilizados na análise do DF com levantamentos de campo e dados de sensores IoT.  Os produtos cartográficos gerados foram comparados com estudos anteriores, que foram notadas convergências. Do ponto de vista de dados, uma proposta padronização de dados foi proposta para o ensaio com o permeâmetro de Guelph, a partir do mapeamento das informações relevantes pela revisão da literatura. Uma aplicação do BIM Geotécnico foi realizada para sondagens à trado na área piloto da FAL-UnB, com a visualização 2D e 3D de sondagens com a inserção de informações nos objetos. Uma aplicação GeoBIM foi realizada demonstrando a conexão dinâmica entre a nuvem Autodesk e ESRI para a modelagem das sondagens. Destaca-se que a análise multicritério aplicada no contexto de recarga de aquíferos foi satisfatória, com a identificação de áreas de maior e menor aptidão. Ressalta-se que a adoção do BIM é um processo que exige mudança de cultura, não apenas software. A integração entre tecnologias para a geotecnia no contexto da Indústria 4.0 requer dados estruturados, o que torna fundamental iniciativas com foco na padronização.

O presente estudo experimental aborda a destinação adequada de resíduos agrícolas, como serragem de bambu, fibras de coco e fibras de açaí. A falta de destinação adequada desses materiais resulta em descarte irresponsável no meio ambiente. Para lidar com esse problema, a linha de pesquisa de novos materiais geotécnicos propõe o uso desses resíduos como reforço de solo. O estudo investiga a interação desses reforços vegetais com o solo tropical ao longo do tempo, levando em consideração os processos de degradação resultantes de fatores ambientais. Além disso, examina as propriedades desses resíduos vegetais e como eles influenciam as características mecânicas e de durabilidade dos compósitos. Também propõe uma correlação de por meio da análise das curvas de Parâmetros-chave que traduzem a interação entre as propriedades dos compósitos e à resistência a compressão simples. Os resultados mostram que, inicialmente, os compósitos reforçados com a serragem de bambu apresentaram um pico de resistência pronunciado, superando as fibras de coco as fibras de açaí. No entanto, sua resistência diminuiu rapidamente após o pico, ao contrário das fibras de coco e açaí, que mantiveram valores elevados. Em termos de resistência máxima e resistência pós-pico, a fibra de açaí superou a de coco. Durante a exposição ao clima e ao tempo de 6 meses, todos os materiais de reforço mostraram perda de resistência, mas as fibras de coco e fibras de açaí continuaram contribuindo como elemento de reforço na matriz de solo tropical, visto que a resistência à compressão simples permaneceu maior quando comparado ao solo tropical sem reforço. Ao longo dos meses, as fibras de coco mostraram uma redução de resistência consideravelmente menor em comparação com os outros materiais, demonstrando sua resistência à degradação. Embora os materiais vegetais tenham desvantagens, como variações nas propriedades mecânicas e suscetibilidade à degradação, sua utilização é viável em situações em que a estabilização imediata da obra é necessária. Este estudo contribui para a compreensão do comportamento desses compósitos, destacando o potencial de reutilização de resíduos vegetais na engenharia geotécnica como uma alternativa sustentável.

A técnica InSAR (Interferometria por Radar de Abertura Sintética) tem ganhado grande visibilidade para fins de monitoramento de barragens nos últimos anos, principalmente após os episódios de rompimento da Barragem do Fundão em Mariana e da Barragem B1 em Brumadinho, nos anos de 2015 e 2019, respectivamente. A capacidade de monitorar grandes áreas a baixo custo, sem a necessidade de instalação de equipamento em campo, fez com que muitas estruturas geotécnicas começassem a ser monitoradas pela tecnologia de radar orbital para detecção de deslocamentos lentos, que podem ser precursores de instabilidades e anomalias. A técnica também tem se mostrado eficiente em apontar locais adequados para instalação de monitoramentos complementares como, por exemplo, prismas, radares terrestres e outros, além de atuar como redundância de monitoramento de deslocamentos.
Assim como outras tecnologias, o InSAR também apresenta limitações que precisam ser conhecidas para um melhor entendimento de seus resultados, como a linha de visada e o tempo de revisita do satélite, geometria da estrutura, vegetação e existência de água ou umidade. Por ser uma técnica de recente aplicação no monitoramento de barragens, a bibliografia nacional ainda é pequena, o que acarreta pouco conhecimento acerca desse monitoramento e, consequentemente, muitas dúvidas relacionadas à aplicabilidade e confiabilidade dos dados entregues.
Dessa forma, a presente pesquisa apresenta a capacidade de entrega de monitoramento pela técnica InSAR, no sentido de aplicabilidade em detecção de deslocamentos que podem ser precursores de diferentes modos de falha e de anomalias, considerando as normas brasileiras, os possíveis comportamento anômalos previstos nas normas do Brasil e as principais falhas de uma barragem. Com base nos resultados, o monitoramento via InSAR foi classificado como um monitoramento desejável, complementar ou não aplicável para a identificação de diversas anomalias de uma estrutura geotécnica ou locais propícios ao desenvolvimento de anomalias.
A pesquisa apresenta também uma análise da confiabilidade técnica de dados do InSAR para um estudo de caso de uma barragem de mineração. Análises comparativas foram realizadas considerando os dados de monitoramento obtidos do InSAR (constelação COSMO-SkyMed) e de outra tecnologia tradicional de monitoramento de deslocamento, uma Estação Total Robótica. Devida à baixa diferença entre os resultados dos monitoramentos por meio das duas técnicas, o estudo de caso, além de mostrar a boa confiabilidade, contribuiu para aumentar a compreensão sobre o monitoramento de barragens de mineração  via InSAR.

A escassez de trabalhos científicos envolvendo o monitoramento de cargas, tensões e deformações nas fundações e superestrutura de edifícios construídos sobre solos tropicais é um dos fatores limitantes à aplicação de técnicas avançadas ao projeto de radiers estaqueados como fundação de edifícios altos em solo nacional. O presente trabalho tem como objetivo entender o comportamento geotécnico de um radier estaqueado de grandes dimensões a partir do monitoramento das deformações nos pilares da superestrutura e nas estacas da fundação, das tensões na interface radier-solo e dos recalques da edificação. A tese se destaca dos demais trabalhos relacionados ao tema por ser o primeiro caso brasileiro contemplando esse nível de instrumentação de uma fundação de edifício alto. Como objetivos específicos, ressalta-se a análise da distribuição de carga entre as estacas do grupo, da mobilização de tensões no contato radier-solo, da mobilização do atrito lateral das estacas ao longo da profundidade e da influência das interações entre os elementos de fundação nos itens citados. Ensaios de campo e laboratório foram realizados no local e associados a análises axissimétricas e tridimensionais em elementos finitos para auxiliar na interpretação dos resultados medidos. O monitoramento das deformações das estacas sugere a ocorrência de expansão do solo, provocado pelo processo de escavação, até aproximadamente 6 meses após o término da escavação. A presença de diferentes perfis de solo sob o radier, com diferentes propriedades mecânicas, influenciou a distribuição de recalques da fundação e de cargas entre as estacas. As medições registradas pelas células de tensão total indicaram que a mobilização da resistência da interface radier-solo foi superior às previsões de projeto. O efeito da rigidez da superestrutura contribuiu para sucessivas redistribuições de carga nos pilares instrumentados, as quais causaram uma uniformização nos recalques da fundação e diminuíram a diferença de carga entre as estacas posicionadas em diferentes perfis de solo.

Um dos principais fatores que influenciam o comportamento do solo é a estrutura a qual um solo foi formado. Diante disto, estudos vêm sendo elaborados com o intuito de identificar como a microestrutura afeta o comportamento. No entanto, sabe-se que solos lateríticos possuem aspectos como agregações, cimentações, distribuição de poros aos quais impactam na resposta hidráulica e mecânica. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo verificar a influência desses elementos da estrutura no comportamento hidráulico e mecânico de um solo laterítico metaestável. Por ser um solo com estrutura bimodal, a investigação propôs análises a partir de diferentes amostras que apresentam estruturas distintas: intacta, compactadas (na energia Proctor Normal e Modificada) e reconstituídas (com utilização de agentes dispersantes como água destilada e hexametafosfato de sódio). Os ensaios hidráulicos e microestruturais, no primeiro momento possibilitaram compreender como essas diferentes amostras se comportam e como se dispõem estruturalmente. A partir disso foi possível estabelecer uma análise quantitativa, semiquantitativa e qualitativa na distribuição de poros com uso de ensaios MIP, SEM e ensaios de granulometria. Identificaram-se que as amostras na energia Proctor Normal apresentam macroporos evidentes, a modificada possui apenas microporos, e as amostras reconstituídas apresentam redução de agregação bem como efeito do agente dispersante com uso de hexametafosfato. Essas análises juntamente com os ensaios de adensamento possibilitaram definir o possível estado intrínseco do solo e quantificá-lo em macroporos e microporos. Por fim, os ensaios de cisalhamento direto proporcionaram além da análise do comportamento, verificar a disposição das agregações após ruptura a partir da retirada de amostras de uma banda cisalhada sendo estas encaminhadas para ensaios MIP e SEM nas tensões de 70 kPa e 300 kPa. Isto possibilitou verificar mudanças quanto a forma da agregação bem como orientação após o cisalhamento. De uma forma geral conclui-se que o efeito da compactação na estrutura está associado a observação de dilatância e de valores de intercepto coesivo diferentes de zero. Por outro lado, as amostras intactas tiveram suas fracas cimentações destruídas rapidamente refletindo em comportamento de resistência ao cisalhamento próximo aos das amostras reconstituídas.

A necessidade de se desenvolver novas tecnologias de eficiência energética em sistemas geotérmicos de baixa entalpia tem sido cada vez mais comum e necessária na geotecnia. Nessa perspectiva, acerca de estacas trocadoras de calor, sabe-se que o desenvolvimento da tecnologia está atrelado a profundos estudos de diversos centros de pesquisa no mundo que estão contribuindo com o seu avanço tecnológico como alternativa de uso eficiente de energia em edificações. Nesse sentido, entender com profundidade o comportamento das propriedades térmicas das estacas trocadoras de calor em solos tropicais, frente as variações geotécnicas de peso específico e grau de saturação, tem sido bastante desafiador na geotecnia. Esta Tese tem como objetivo avaliar o comportamento térmico de protótipos de estacas trocadoras de calor executados em solo tropical típico do DF, na condição saturada e não saturada, na faixa de 1m de estaca em escala real, submetidas a variações paramétricas de configuração de tubos, grau de saturação e vazão interna nos tubos, tudo em ambiente controlado de laboratório, por meio de uma câmara térmica de grandes dimensões desenvolvida para esse fim. Para atingir tal objetivo, foi desenvolvido uma máquina de resposta térmica para a realização dos ensaios nos protótipos. Suas avaliações experimentais foram executadas, e com isso, foram comparados os ensaios de resposta térmica sobre o ponto de vista de gradiente térmico em 2D e de resistência térmica em 1D. Foi feita, também, um estudo de propriedades térmicas do solo laterítico típico do Distrito Federal. Além disso, foi desenvolvido também um poço térmico a qual foram monitoradas as variações de temperatura de um perfil geotécnico de 12m de profundidade, ao longo de 2 meses. Finalmente, com os resultados dos ensaios de resposta térmica, foram desenvolvidas funções de resposta térmica (Funções g) para cada situação geotécnica em questão, onde foram comparadas suas principais peculiaridades geométricas e geotécnicas dos protótipos. Ademais, os resultados de condutividade térmica foram comparados com os principais modelos vigentes na doutrina geotécnica, na qual foram propostos novos parâmetros de ajustes dos principais modelos de condutividade térmica na bibliografia vigente, bem como foi proposto um novo modelo empírico, bastante acurado, de ajuste matemático do solo laterítico de Brasília.

Esta tese apresenta resultados de investigações feitas em escala real da interação solo-grampo, especialmente em grampos executados com a reinjeção setorizada, por meio de ensaios de arrancamentos sub-horizontais e verticais em obras reais e campanha experimental de grampos em solo. Verificou-se que a técnica de reinjeção setorizada, técnica desenvolvida no Brasil para a execução de grampos, obteve melhores resultados que os grampos executados com a injeção comum por gravidade. Os resultados observados em sete obras estudadas em escala real possibilitaram proposição de modelo empírico para a estimativa da resistência ao arrancamento de grampos com reinjeção setorizada. A fim de validar o modelo empírico e observar influências executivas de grampos em solo não investigadas nas obras de solo grampeado executados com a reinjeção setorizada, além de proposição de método de técnica executiva de grampos em solo e alternativa de ensaios prévios conforme sugerido por Seo et al. (2012), foi realizada uma campanha experimental na argila porosa de Brasília. Nesta campanha, fez-se a exumação de grampos para investigação da influência do ângulo médio da rugosidade da superfície dos grampos em solo e dos diâmetros médios exumados nos resultados dos ensaios de arrancamento das diferentes técnicas executivas estudadas. Após a análise dos resultados da campanha, foi observado que a perfuração com água foi superior para todos os tipos de grampos no caso do solo característico de Brasília e que o uso de aditivo nas caldas de cimento pode gerar piores resultados devido à interface lisa e por resultar em caldas de menor resistência à compressão simples, influência importante na resistência ao arrancamento. Além da verificação do método de perfuração, foram observados resultados superiores de resistência ao arrancamento para grampos executados com a reinjeção setorizada em relação aos demais tipos de metodologias de injeção estudadas, com o modelo empírico proposto prevendo de forma conservativa os resultados dos ensaios de arrancamento de grampos executados com a reinjeção setorizada. Com a validação qualitativa e quantitativa da técnica de reinjeção setorizada, em obras reais prévias a esta tese e em campo, fez-se o uso do modelo empírico proposto em obras de solo grampeado no Pará de forma satisfatória, local com alto número de contenções em solos grampeados. Ademais, ao comparar os ensaios de arrancamento sub-horizontal e arrancamento vertical num mesmo local, verificou-se que os resultados dentro do desvio padrão da média de ambas as orientações de ensaio possibilitam não só o uso do modelo empírico proposto nesta tese, mas também do uso de ensaios de arrancamento verticais como ferramentas viáveis no projeto e execução de grampos executados pela reinjeção setorizada.

A evolução da construção resultou no acréscimo das solicitações nas fundações, fazendo das fundações por estacas a solução mais utilizada. A tecnologia Expander Body (EB) foi introduzida no mercado para aprimorar a capacidade de carga das estacas e reduzir as incertezas relativas ao processo executivo, mas no Brasil a falta de trabalhos científicos limita o dimensionamento e projeto dessas fundações. Neste contexto, a presente tese tem como objetivo geral analisar o comportamento mecânico de estacas escavadas mecanicamente equipadas com a tecnologia EB, submetidas à carregamentos axiais de compressão e tração. Para isso, foram realizadas provas de cargas estáticas de compressão e tração em estacas escavadas convencionais e estacas escavadas equipadas com a tecnologia EB no Anexo do Campo Experimental da Universidade de Brasília. A tese aborda aspectos relacionados à aplicabilidade de metodologias de previsão de capacidade de carga e deslocamento de estacas, bem como o comportamento de tração versus compressão das estacas equipadas com a tecnologia EB. Também são apresentadas análises comparativas da capacidade de carga de estacas equipadas com o EB e estacas escavadas convencionais, além de estudos numéricos dos mecanismos de transferência de carga e superfícies de ruptura das estacas. Por fim, são propostos coeficientes de capacidade de carga para metodologias de previsão da capacidade de carga de estacas equipadas com o EB e estacas escavadas convencionais assentes em solos lateríticos. Constatou-se que estacas equipadas com a tecnologia EB apresentaram ganho de capacidade de carga de 32 a 40% em compressão e de 30% em tração, comparadas às estacas escavadas mecanicamente sem essa tecnologia. As estimativas de deslocamento foram mais coerentes e precisas quando obtidas a partir de módulos de deformabilidade provenientes de ensaios in-situ, em comparação com as estimativas provenientes de ensaios de laboratório. Para solos lateríticos, colapsíveis e não saturados, foram observadas razões de resistência por atrito lateral à compressão e à tração variando entre 0,86 e 0,98 para estacas escavadas equipadas com a tecnologia EB. A estaca escavada com a tecnologia EB apresentou capacidade de carga superior em comparação a outras metodologias construtivas de fundações profundas, exceto para tubulões. As curvas teóricas utilizadas para simular a expansão dos EBs apresentaram um bom ajuste, com coeficientes de determinação R² superiores a 0,90. As análises numéricas foram bem-sucedidas ao se comparar com as curvas experimentais, apresentando coeficientes de correlação superiores a 0,90. Verificou-se que a superfície de ruptura para estacas sujeitas à tração assemelha-se a uma superfície curvilínea tangencial ao nível do terreno, enquanto para estacas a compressão, assume um formato similar ao de uma curva espiral logarítmica.

Com o surgimento do Método de Dimensionamento Nacional - MEDINA, sentiu-se a necessidade de se aprofundar os estudos do comportamento mecânico dos materiais. O presente estudo voltou-se para a busca de maiores entendimentos da brita graduada tratada com cimento (BGTC), material frequentemente utilizado como base em estruturas de pavimento. Sendo o módulo de resiliência (MR) e a resistência à tração (R_t) os parâmetros mais utilizados no dimensionamento das bases cimentadas, o presente estudo busca estabelecer uma curva de comportamento da BGTC que indique a variação de seu MR ou da R_t  em função dos fatores teor de cimento, teor de umidade, fator água/cimento, índice de vazios, e granulometria, fatores estes que em princípio governam o comportamento deste material. Os fatores foram isolados e foram traçados gráficos de sua influência sobre os parâmetros citados. Após isto foram concebidos dois modelos englobando os fatores teor de cimento (Tc), teor de umidade (w) e índice de vazios (e) a saber: Tc/(w x e) e Tc²/(w x e). A correlação de MR e R_t com esses modelos conduziu a uma curva única, que pode ser usada para diversas granulometrias e energias de compactação. Para que se tivesse maior confiabilidade nos modelos propostos, eles foram testados com dados produzidos por outras pesquisas e os resultados se mostraram promissores, com curvas precisas e coerentes com o modelo proposto. Estas curvas serão úteis para se obter a variação de MR e R_t ao longo de um trecho de rodovia através de dados geotécnicos com mais fácil acesso nos laboratórios de pavimentação. Com isso, pode-se ter uma boa ferramenta de controle tecnológico da camada de BGTC em campo. É evidente que fatores como distribuição de poros, natureza químico-mineralógica e forma dos agregados e especificidades do cimento usado certamente promoverão mudanças nas curvas mas sem fugir às tendências encontradas que se mostram com formato relativamente universal, não retirando assim a grande relevância da abordagem desenvolvida neste estudo. É de fundamental importância ressaltar que o uso das curvas de comportamento não dispensa a realização dos ensaios de módulo, ao contrário, esses ensaios são o primeiro passo para se obter uma curva de comportamento mais acurada com potencial de expansão de uso em uma determinada obra. 

Os métodos geofísicos cada vez mais vem sendo aplicado em geotecnia, e tem se mostrado muito útil para obtenção de informação mais abrangente do subsolo e para monitoramentos do comportamento dos maciços. Apesar disso, ainda há muita demanda de estudos científicos que visem correlacionar os dados obtidos pelos métodos sísmicos com aqueles de investigações geotécnicas, envolvendo ensaios de campo e laboratoriais e monitoramentos, particularmente como ferramenta complementar a gestão de riscos aplicada aos movimentos de massa e processos correlatos. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar o uso dos métodos sísmicos de refração e MASW na caracterização geotécnica e na viabilidade de detecção de movimentação de maciços. Para tanto, foram realizadas investigações geotécnicas e levantamentos geofísicos de uma escavação vertical, com profundidade da ordem de 9m, antes e após o término da obra. Para ambos métodos, foi adotado o mesmo arranjo sísmico, sendo esse composto por dois sismógrafos Geode e 48 geofones verticais, com frequência de ressonância de 14 Hz, dispostos em uma linha longitudinal próxima e paralela à crista da escavação. Em complemento, foram executadas sondagens e ensaios laboratoriais (caracterização, duplo oedométrico, cisalhamento direto e compressão triaxial) em amostras dos dois horizontes de solo interceptados pela escavação. Análises comparativas, contribuíram na verificação das relações entre os resultados das geofísicas e as propriedades e comportamento dos solos. Observou-se uma boa correlação entre os métodos sísmicos MASW e de refração com a sondagem tipo SPT, na identificação das camadas. O aumento das velocidades das ondas VS e VP com a profundidade permitiu avaliar as interfaces entre as camadas de solo. Também foi verificado o potencial dos métodos sísmicos para identificação de camadas de solos porosos com comportamento colapsível, que constituem problemas importantes para obras geotécnicas. Para fins de monitoramento de movimentos de massa, constatou-se a viabilidade, por meio das mudanças de rigidezes dos solos decorrentes da escavação e contenção executadas. Como as modificações do estado de tensão foram significativas, a frequência de ressonância foi capaz de identificar as alterações promovidas pela escavação. Entretanto, em obras de terra ou maciços naturais, escavados ou não, para detecção das deformações, normalmente pequenas, que levaria a uma condição precária de equilíbrio, seriam necessários sensores sísmicos de baixa frequência e de leitura automática.

Rupturas em barragens de rejeitos são comuns em todo o mundo. Acidentes como o da Barragem de Fundão, no município de Mariana e da Barragem I da Mina Córrego do Feijão localizada no município de Brumadinho, ambos em Minas Gerais, Brasil, estão entre os mais graves desastres registrados no Brasil em termos de custos humanos, sociais, ambientais e econômicos. Visto que esses rompimentos mencionados e muitos outros ocorreram em barragens de rejeitos cujos alteamentos foram executados pelo método a montante, a Agência Nacional de Mineração publicou a Resolução ANM nº 04/2019 que proíbe a utilização desse método em todo o território nacional. A fim de avaliar gatilhos de liquefação que podem provocar a ruptura desse tipo de barragem, neste trabalho, optou-se por utilizar o modelo constitutivo Norsand para representar o comportamento do rejeito, dado que os modelos geralmente disponíveis em softwares comerciais não permitem considerar o comportamento dilatante ou contrátil do material. Para isso, realizou a calibração do material, e os valores obtidos para os parâmetros a partir da calibração foram utilizados para as simulações dos gatilhos de liquefação, em que analisou-se o possível deslocamento do dique inicial e alteamentos, induzido pela redução de resistência, a elevação do nível de água e a escavação do reservatório e dos alteamentos. Verificou-se a ocorrência da liquefação ao simular os gatilhos de liquefação considerados, por meio das trajetórias de tensões e da taxa de tensão normalizada. 

O aproveitamento de material fresado por meio da reutilização do revestimento asfáltico de camadas de pavimento antigas tem-se apresentado como uma solução sustentável, capaz de gerar economia e melhorias relacionadas aos aspectos ambientais. Buscando fomentar o uso de material fresado em suas diversas possibilidades, foi implantado um Trecho Experimental com três subtrechos experimentais na rodovia SP-270, sob administração da Concessionária Auto Raposo Tavares (CART), com o emprego de uma mistura estabilizada com espuma de asfalto na camada de base, visando o monitoramento de seu desempenho frente às ações do tráfego e do clima. Os três subtrechos contaram com a camada de base de mistura estabilizada, sendo reduzidas as espessuras dessa camada para os trechos 2 e 3, quando comparadas ao trecho 1, este que contou com a solução original de dimensionamento da rodovia. Os trechos foram avaliados por meio de levantamentos funcionais e estruturais, com destaque para o afundamento de trilha de rodas, a avaliação do trincamento e o levantamento deflectométrico com a Viga Benkelman e o Falling Weight Deflectometer (FWD). Os materiais componentes de todas as camadas do pavimento foram avaliados por meio de ensaios laboratoriais solicitados nos métodos de dimensionamentos atuais, com destaque para o Método de Dimensionamento Nacional – MeDiNa. O material do subleito e da base foram avaliados por meio do ensaio triaxial de cargas repetidas para obtenção da deformação permanente e do módulo de resiliência, sendo ainda o material da base avaliado para diferentes períodos de cura. No revestimento asfáltico também foi realizado o ensaio de módulo de resiliência. Por meio das avaliações realizadas em campo, pode-se perceber que o material possui um bom comportamento, não apresentando trincamento em nenhum dos trechos no período em que foi avaliado, sendo o afundamento de trilha de rodas o defeito mais observado. Também, com relação à mistura estabilizada com espuma de asfalto, viu-se que há um aumento da rigidez da camada com o passar do tempo, observado por meio da redução das deflexões do trecho 1 e, também, por meio de retroanálises realizadas no início e após um período de avaliação do trecho, que mostraram um aumento do módulo de resiliência in situ da camada. Para os trechos 2 e 3 não foram observadas reduções da deflexão, mas, ainda assim, houve o aumento de rigidez da camada de base, somando-se à ausência de trincamento em ambos os trechos, mesmo subdimensionados. Por meio dos ensaios laboratoriais, foi constatado, pelo módulo de resiliência, que a mistura estabilizada com espuma de asfalto possui um comportamento muito semelhante ao de um material granular, dependente da tensão confinante, sendo capaz de retornar modelos de desempenho satisfatórios quando avaliado por meio desses ensaios mecânicos. No que se refere aos métodos de cura estudados, mostrou-se também dependente da temperatura e da quantidade de dias adotada para a cura, sendo ainda precípuo definir qual o método que melhor represente o comportamento do material em campo. Por fim, por meio de uma avaliação com o MeDiNa, viu-se que para a utilização do programa, mostra-se necessária a inclusão desse tipo de solução no banco de dados, visando uma calibração mais específica, uma vez que a função de transferência atual não é capaz de retornar uma evolução de danos assertiva para esse pavimento.

O Brasil foi palco de grandes desastres ambientais envolvendo barragens de rejeitos na última década. Quarenta milhões de metros cúbicos de rejeitos foram lançados no meio ambiente com o rompimento da barragem de Mariana em 2015, atingindo 663 quilômetros de rios e córregos e 1.469 hectares de vegetação. Em 2019, doze milhões de metros cúbicos com o rompimento da barragem de Brumadinho foram liberados, perdendo mais de 230 vidas humanas. A demanda por materiais minerais cresce cada vez mais com o avanço da tecnologia, o que leva a necessidade de se ter uma produção correspondente. Quanto maior a produção, maior a geração de rejeitos, o que consequentemente leva a uma necessidade de se pensar nas questões de disposição deste material, principalmente na segurança de barragens. Outra alternativa é o reaproveitamento dos rejeitos como material para obras de engenharia, este trabalho foca no segundo caso, estudando a estabilização química de um rejeito de ferro com polímero. Os estudos foram iniciados com a visão de a demanda por pavimentos de qualidade suficiente para que os caminhões com minério ou rejeito possam circular livremente durante os períodos de chuva. Considerando que atualmente os complexos mineradores têm dificuldade de movimentar seus maquinários em períodos chuvosos, isto se torna prejudicial à produção mineral de forma que estes inviabilizam os processos de extração e beneficiamento por um déficit logístico de transporte dentro dos complexos mineradores, levando a perda de capacidade produtiva temporariamente entre estes períodos chuvosos. Avaliou-se então a as características físicas do rejeito de minério de ferro por meio dos ensaios de massa específica dos grãos e análise granulométrica; químicas por meio dos ensaios de espectrometria de florescência de raio-x (XRF/EDX) e espectroscopia de raio-x por dispersão em energia (EDS); hidráulica pelo ensaio de permeabilidade; mineralógica pelo ensaio de difração de raio-x (DRX); microestruturais pela microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microtomografia computadorizada; e mecânicas do compósito formado pelo rejeito e por um copolímero acrílico-estirenado, começando pelo ensaio de compactação para determinar o melhor teor de umidade para trabalhar o material; em sequência por ensaios de compressão simples para determinar as melhores dosagens de polímero que foram as de 40% e 30%; depois, examinado estas dosagens em diferentes densidades (2,2 g/cm³, 2,3 g/cm³ e 2,4 g/cm³) em ensaios de compressão simples e ensaios de cisalhamento direto em diferentes tensões de confinamento (50 kPa, 100 kPa, 150 kPa e 200 kPa) para um tempo de cura ao ar de 28 dias. Por fim, determinando uma correlação matemática por meio dos parâmetros chave na tentativa de prever o comportamento do compósito. Os resultados corroboram para que o uso de polímeros aplicados em rejeitos seja uma boa alternativa de melhoramento deste material para que este possa ser aplicado em obras de engenharia.

As obras subterrâneas são cada vez mais importantes para a sociedade devido ao crescimento permanente das áreas urbanas, tanto em população quanto em área geográfica. Como consequência, nos últimos anos, foi construído um dos maiores túneis urbanos do mundo em solos lacustres na Cidade do México, chamado Túnel Emisor Oriente (TEO). As difíceis condições dos solos lacustres exigiram o uso de tecnologia de ponta para a escavação de grandes túneis, como o uso da tuneladora tipo TBM-EPB. No entanto, em alguns trechos do suporte do túnel, durante sua escavação, foram determinadas algumas convergências relativamente altas tanto verticais quanto horizontais de até 17 e 14 cm, respectivamente. Nesse contexto, como parte de um projeto de colaboração entre a Universidade de Brasília (UnB) e o Instituto de Engenharia da Universidade Nacional Autônoma do México (UNAM), foi realizada uma pesquisa com o objetivo geral de desenvolver um estudo de análise paramétrica tridimensional para entender quais são as variáveis que têm maior influência nas convergências e nos deslocamentos superficiais quando um túnel é construído através das argilas lacustres da Cidade do México com TBM-EPB. Os parâmetros de resistência e deformação da argila lacustre obtidos nos ensaios triaxiais CU e CD foram validados e ajustados através do módulo SoiltTest do Plaxis, utilizando os modelos constitutivos Soft Soil e Soft Soil Creep, este último considerando a velocidade de aplicação da carga. Para a análise paramétrica, foi utilizado o método dos elementos finitos (MEF, software Plaxis 3D). A partir das análises paramétricas em condições não drenadas, foi possível determinar que as convergências do sistema de suporte são influenciadas pela magnitude da pressão da frente de escavação, da pressão de injeção e, principalmente, pela rigidez do sistema de suporte e pela magnitude do rebaixamento das condições hidrostáticas. Mediante as análises em condições drenadas, foi possível determinar que as convergências do sistema de suporte são influenciadas, principalmente, pela magnitude do rebaixamento das condições hidrostáticas e pelo tempo de construção (creep), determinando assim as convergências máximas medidas no TEO para um rebaixamento de 70%, usando o modelo Soft Soil, e de 40%, usando o modelo Soft Soil Creep.

Na engenharia geotécnica é relevante estudar as características e o comportamento dos solos que formam um perfil estratigráfico aonde se vai projetar e executar uma obra sendo relevante considerar as possíveis interações solo-atmosfera de modo a se ter um maior conhecimento dos solos em estudo. A motivação principal dessa pesquisa é entender o impacto das variações da temperatura e umidade no desempenho estrutural de solos tropicais que integram a estrutura de pavimento contribuindo assim para a melhoria de projetos e execução das obras submetidas a diferentes condições climáticas. Para o desenvolvimento do estudo foram coletadas amostras deformadas a 1 m, 3 m, 5 m, 7 m, 9 m e 11 m de profundidade em um mesmo perfil de intemperismo tropical cobrindo assim diferentes níveis de intemperização pelos quais passam os solos. As amostras foram submetidas a ensaios de caracterização física e químico-mineralógicas, compactadas na energia intermediária, para definição das curvas de compactação e em seguida foram submetidas as preparações necessárias para a realização dos ensaios destinados a avaliarem o impacto da temperatura no comportamento dos solos. Definidas as curvas de compactação moldou-se corpos de prova nas umidades ótimas obtidas e nas respectivas temperaturas de 10 °C, 25 °C e 40 °C para obtenção das curvas características pelo método de papel filtro. Ajustadas as umidades o conjunto corpo de prova – papel filtro foram mantidos em câmara climatizada por 15 dias, período após o qual se determinou as respectivas sucções definidoras das curvas características em termos de sucção matricial para as três temperaturas estudadas. Os corpos de prova utilizados na definição das curvas características foram submetidos a ensaios de resistência à tração. Também foram feitos ensaios de modulo resiliente e análise estrutural por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados obtidos apontam para a importância de se considerar a temperatura na avaliação das propriedades e comportamento dos solos, considerando a influência das mudanças climáticas no desempenho estrutural de solos passíveis de integrarem as estruturas de pavimentos. O foco do estudo são as vias submetidas a baixo e médio volume de tráfego sendo aplicável em camadas de reforço de subleito, sub-base e base. Sua aplicação vai desde a execução até a vida útil da obra tendo em vista a variabilidade climática e as diferenças de temperatura entre laboratório e campo

A busca por ações ambientalmente corretas possui relação direta com o uso de materiais sustentáveis e precisa de avanços tecnológicos para que possam agregar melhorias de desempenho sem prejuízo à qualidade na pavimentação. As tecnologias de borracha granulada pré-tratada estão surgindo como um novo método para produzir misturas asfalto-borracha. Dentre estas tecnologias, a Reacted and Activated Rubber (RAR) foi desenvolvida com a proposta de simplificação do processo de produção (como o realizado na via seca) e obtenção de desempenho da mistura asfáltica superior (produzida pela via úmida segundo terminologia field blend). Esta pesquisa buscou investigar a influência da adição de RAR, na proporção de 30%, no desempenho mecânico de um ligante convencional (CAP 50/70) e de uma mistura asfáltica de granulometria descontínua usinada à quente, produzida em laboratório. Nos ligantes, a deformação permanente foi avaliada segundo o ensaio de múltipla tensão de fluência e recuperação (MSCR) e a fadiga conforme o ensaio de dano acelerado (LAS). Nas misturas, a deformação permanente foi avaliada segundo o ensaio uniaxial de carga repetida (flow number-FN) e para a fadiga foi implementado o ensaio uniaxial cíclico por tração/compressão. Os resultados dos ensaios de fadiga no ligante e na mistura, foram aplicados no modelo simplificado de dano contínuo viscoelástico (S-VECD) gerando as chamadas curvas característica de dano (CxS). Nas misturas, os dados de calibração do modelo S-VECD e as propriedades viscoelásticas permitiram a simulação de uma estrutura de pavimento no programa FlexPAVE™. O ligante modificado apresentou aumento da resistência ao acúmulo de deformações permanentes e dos níveis de classificação de tráfego para todas as temperaturas, além de maior tolerância à fadiga, apresentando maior acúmulo no nível de dano na ruptura. A mistura modificada respondeu em conformidade às melhorias observadas no ligante, com maiores valores de FN e de integridade para um mesmo nível de dano acumulado. As análises no FlexPAVE™ mostraram que a adição de RAR torna o desempenho da mistura à fadiga menos dependente da espessura aplicada, apresentando baixos valores de dano médio acumulado.

A mineração é uma importante atividade econômica no mundo moderno. No entanto, apesar dos benefícios gerados, a mineração produz enormes volumes de rejeito, um passivo ambiental com inúmeros prejuízos ao meio ambiente. A forma mais comum de armazená-lo é por meio de barragens de rejeito, sendo imprescindível que durante sua operação o correto funcionamento dos sistemas de drenagem e filtração estejam garantidos, de modo a dificultar a movimentação do soluto, ao longo de toda a vida útil da mina e após seu fechamento. Pesquisas sobre transporte de contaminantes em barragens de rejeito são importantes para avaliar o grau de contaminação e propor medidas preventivas ou corretivas. Na prática geotécnica, o fluxo de solutos é geralmente caracterizado pela solução numérica da equação de Richards para descrever o movimento da água acoplada a equação de advecção-dispersão a duas frações de água (móvel e imóvel), para descrever o movimento do contaminante. Este estudo teve como objetivo modelar e simular o transporte de contaminantes em um ensaio em coluna laboratorial, utilizando uma nova formulação analítica e códigos matemáticos, através de rejeitos em condições transientes não saturadas. A solução analítica para a equação de Richards foi utilizada para simular a variação do conteúdo volumétrico de água e para determinar a pluma contaminante transiente usando a equação advecção-dispersão a duas frações de água (móvel e imóvel), posteriormente. Os modelos foram utilizados para calibrar dados experimentais de caracterização hidráulica e ensaios de contaminação. Por fim, a pluma contaminante normalizada (cw/c0) foi simulada em função do tempo e do espaço. Comparações com dados experimentais mostraram que as formulações analíticas expressaram adequadamente o processo de infiltração de contaminantes através do meio poroso não saturado. As formulações oferecidas se comportaram de forma eficaz e configuram-se como uma nova abordagem para resolver vários problemas de contaminação em condições transiente não saturada, fornecendo informações sobre muitos processos complexos que ocorrem nos testes de laboratório e requer muito menos esforço computacional em comparação com os programas atuais para modelar o transporte de solutos usando métodos numéricos.

Os solos de granulometria fina apresentam aspectos microscópicos que estão diretamente relacionados ao comportamento desses solos. Dentre os principais aspectos pode-se citar as forças entre partículas e o arranjo das partículas. A compreensão desses aspectos irá proporcionar um melhor entendimento sobre diversos fenômenos e possibilitar análises geotécnicas mais precisas. Utilizando como material a caulinita, o presente trabalho teve como foco o entendimento de aspectos microscópicos de solo fino a partir de ensaios experimentais e a dedução de uma formulação para correlacionar aspectos microscópicos com a compressibilidade. Foram realizados dois estudos experimentais. No primeiro, foi realizada a compactação da caulinita de forma estática e sob elevados carregamentos (2 a 100 MPa) e diferentes umidades (seca e 10% de umidade- água destilada e dispersante). Também foi realizada a compactação Proctor. Com as amostras compactadas, foi realizada a avaliação da distribuição granulométrica (granulometria a laser), ensaios de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e porosimetria por intrusão de mercúrio (MIP). Com o estudo foi possível observar uma mudança na distribuição granulométrica das amostras, além de realizar inferências sobre as principais forças de contato entre as partículas de caulinita, em que para elevados carregamentos as interações de van der Waals são predominantes. No segundo estudo experimental foi avaliado o colapso da caulinita, utilizando o equipamento do ensaio oedométrico, para diferentes fluidos (água destilada e dispersante), diferentes carregamentos e variando a concentração do dispersante. Com as amostras após o colapso foram realizados MEV e MIP. A partir dos resultados foi possível observar a influência do fluido e, consequentemente, das forças entre as partículas de caulinita no arranjo das partículas. Foi observado que o arranjo das partículas de caulinita está relacionado a uma distribuição de orientação das partículas a qual irá variar dependendo do fluido e do carregamento. Para correlacionar os aspectos microscópicos de solo com o comportamento mecânico foi selecionada a mecânica-estatística a qual consegue descrever aspectos microscópicos de materiais utilizando uma função de densidade. A partir do princípio de maximização da entropia, foi deduzida uma formulação que incorporou a distribuição de orientação de partículas como variável microscópica. Com a formulação é possível calcular a entropia e, utilizando dados de distribuição de orientação de partículas da literatura, observa-se a existência de correlação entre a entropia e a compressibilidade.