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Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil, O presente trabalho procura evidenciar o conceito de retroanálise e as suas potencialidades na identificação de parâmetros geomecânicos. Pretende-se estudar a aplicação de técnicas de retroanálise de parâmetros geomecânicos através de ferramentas de otimização. O algoritmo de otimização utilizado foi o HGPSAL, um algoritmo genético hibrido recente, baseado num padrão de busca local para refinar a melhor aproximação encontrada pelo Algoritmo Genético. A previsão do comportamento dos maciços requer a utilização de modelos constitutivos que representem mais adequadamente a sua relação tensão/deformação. Foram utilizados os modelos constitutivos elástico linear e hiperbólico nas análises numéricas. A utilização do modelo constitutivo elástico linear teve como principal objetivo a calibração do modelo. Por outro lado, a utilização do modelo hiperbólico, uma vez que pressupõe a identificação de vários parâmetros, teve como objetivo a verificação da robustez e eficiência do algoritmo empregue. O principal objetivo deste trabalho foi a avaliação da potencialidade do algoritmo de otimização, em termos de eficiência e robustez na identificação de parâmetros geomecânicos sob diferentes circunstâncias. Para isso analisou-se um caso de estudo teórico referente à escavação de um túnel considerando os dois modelos constitutivos., This paper seeks to highlight the concept of back analysis and its potential in identifying geomechanical parameters. It was intended to study the application of back analysis techniques of geomechanical parameters using optimization tools. The optimization algorithm used was HGPSAL, a recent hybrid genetic algorithm, based on a local search pattern to refine the best approach found by Genetic Algorithm. Massive behavior prediction requires the use of constitutive models that represent more properly their relationship stress/strain. The elastic linear and hyperbolic constitutive models were used in numerical analysis. The use of elastic linear constitutive model aims to model calibration. Moreover, the use of the hyperbolic model, since it presupposes the identification of several parameters, aims at checking the robustness and efficiency of the employed algorithm. The main objective of this study was to evaluate the potential of optimization algorithm in terms of efficiency and robustness in identifying geomechanical parameters under different circumstances. For this we analyzed a case of theoretical study regarding the tunneling considering the two constitutive models.

El presente artículo es un resumen de la tesina realizada en el Máster en Mecánica del Suelo e Ingeniería Geotécnica cursado en el CEDEX en la convocatoria de 2017, referenciada como García (2017). Esta se centra por una parte en el análisis de la licuefacción mediante un modelo constitutivo empleado para ajustar ensayos de laboratorio, y por otra parte en la mitigación con mejora del terreno con columnas de grava.En la primera parte del artículo se analiza el fenómeno de la licuefacción a partir de ensayos de laboratorio. Se describe el comportamiento de suelos arenosos frente a tensiones cortantes para carga monotónica y cíclica en condiciones no drenadas.La segunda parte consiste en la descripción y calibración del modelo constitutivo UBC3D, que es capaz de reproducir la licuefacción, aunque carece de un parámetro de estado asociado al estado crítico, que es necesario para representar diferentes estados de un mismo material sin necesidad de variar los parámetros constitutivos. Para ajustar ensayos de laboratorio disponibles en la literatura para la arena Toyoura y la arena Fraser River se emplea la aplicación ?Soil test? del programa de elementos finitos Plaxis.La tercera parte explica la mitigación de la licuefacción con columnas de grava considerando tres efectos de mejora: refuerzo, densificación y drenaje. Por último, se incluye un ejemplo de aplicación para mostrar conjuntamente estos efectos de forma simplificada. This paper is a summary of the thesis carried out for the Master on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering taken at CEDEX in 2017, which is referenced as García (2017). The master thesis is focused, on the one hand, on the analysis of liquefaction with a constitutive model that fits laboratory tests, and, on the other, on liquefaction mitigation with the ground improvement technique named vibro-stone columns. First, it shows a description of liquefaction based on laboratory tests. Shear response of sand is concisely explained, both for monotonic and cyclic loading under undrained conditions. Second, it provides both a description and calibration of a constitutive model that reproduces liquefaction, namely UBC3D model, although it lacks a state parameter associated with a critical state, which is needed to render different states of a single material without changing the constitutive parameters. Experimental results from existing research on Toyoura and Fraser River sand are used to validate the simulations done with the Plaxis Soil test tool. Third, it examines the mitigation of liquefaction with VSC (Vibro-Stone Columns), considering three improvement effects: reinforcement, densification and drainage. Lastly, it presents an example of the combined impact of all these effects. Fil: García, Marcos. No especifíca; Fil: Manzanal, Diego. Universidad Politécnica de Madrid; España. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina Fil: Caravajal Díaz, Enmanuel. No especifíca

Os aneurismas cerebrais são dilatações patológicas das artérias cerebrais e são conhecidos como um dos eventos cerebrovasculares mais comuns e graves. A maioria dos aneurismas cerebrais não provocam sintomas até que se tornem grandes, começando a vazar sangue ou a romperem-se. O principal objetivo deste trabalho é a caracterização do comportamento biomecânico de aneurismas, tendo em consideração diferentes parâmetros geométricos e fisiológicos, de forma a analisar o comportamento da parede de um vaso sanguíneo aquando a formação de um aneurisma. O estudo numérico foi efetuado considerando diferentes modelos constitutivos híper-elásticos, que é o caso dos vasos sanguíneos, com intuito de verificar qual o que melhor se adequa a este tipo de estudos e de analisar e calcular os deslocamentos e as deformações ocorridas no aneurisma cerebral. Os diferentes modelos constitutivos foram aproximados por uma curva de tensão/deformação que contém valores experimentais de um ensaio de tração até à rutura de uma mucosa vaginal. Foram utilizados dois módulos do software Ansys®, sendo estes o Fluent e o Static Structural. O primeiro utilizou-se determinar a pressão exercida pelo fluido na parede interior do canal, sendo este resultado exportado para o Static Structural, permitindo assim fazer o estudo estrutural do canal com aneurisma. Concluiu-se que a nível qualitativo, qualquer modelo constitutivo estudado pode ser utilizado, pois todos mostram o mesmo tipo de distribuição de deslocamentos e deformações. No entanto, os modelos mais fiáveis a nível quantitativo é o modelo de Mooney-Rivlin 5 Parameter e o Polynomial 2nd Order, pois apresentam os mesmos resultados.

A computational methodology is presented for modeling the non-linear mechanical behavior of composite structures made of FRP (Fiber-Reinforced Polymers) laminates. The model is based on the appropriate combination of the constitutive models of compounding materials, considered to behave as isolated continua, together with additional “closure equations” that characterize the micro-mechanics of the composite from a morphological point of view. To this end, any appropriate constitutive model may be selected for each phase. Each component is modeled separately and the global response is obtained by assembling all contributions taking into account the interactions between components in a general phenomenological way. To model the behavior of a single uni-directional (UD) composite laminated, a Serial-Parallel continuum approach has been developed assuming that components behave as parallel materials in the fibers alignment direction and as serial materials in orthogonal directions. Taking into account the internal morphology of the composite material, it is devised a strategy for decoupling and coupling component phases. This methodology [Rastellini 2006], named "compounding of behavior", allows to take into consideration local non linear phenomenon in the compounding materials, like damage, plasticity, etc. in a coupled manner. It is based on the proper management of homogenous constitutive models, already available for each component. In this way, it is used all developments achieved in constitutive modeling for plain materials, what makes possible the transference of this technology to composites. A laminated theory complemented with the proposed UD model is employed to describe the mechanical behavior of multi-directional laminates. A specific solution strategy for the general non linear case is proposed. It provides quick local and global convergences, what makes the model suitable for large scale structures. The model brings answers on the non-linear behavior of composites, where classical micro-mechanics formulas are restricted to their linear elastic part. The methodology is validated through several numerical analyses and contrasted against experimental data and benchmark tests. Apresenta-se uma metodologia computacional para moldar o comportamento mecânico não linear de estruturas laminadas compósitas de FRP (Fiber-Reinforced Polymers). O modelo está baseado em uma combinação apropriada de modelos constitutivos de materiais compostos, considerando o comportamento mecânico de cada componente, junto de equações adicionais de compatibilidade ou “equações de fechamento" que caracteriza a micro-mecânica do composto desde um ponto de vista morfológico. Com esta finalidade, pode-se atribuir a cada fase ou componente qualquer modelo constitutivo apropriado a seu próprio comportamento. Cada componente modela-se separadamente e a resposta global é obtida compondo adequadamente as contribuições de cada componente e suas interações com os restantes, tudo isso de um ponto de vista fenomenológico. Para moldar uma simples lâmina composta unidirecional (UD), desenvolveu-se uma formulação contínua Série-Paralela, que supõe que os componentes se comportam em paralelo na direção em que se alinham as fibras e como materiais em série na direção ortogonal. Levando em conta a morfologia interior do material composto, introduziu-se uma estratégia para desajustar e depois acoplar as fases que compõem o material composto. Esta metodologia [Rastellini 2006], denominada "composição de comportamentos", permite levar em conta o fenómeno de não linearidade local nos materiais componentes, tais como o dano, plasticidade, etc. de uma maneira acoplada. Isto está baseado na gestão apropriada de modelos constitutivos homogêneos, já disponíveis para cada componente. Desta maneira, usam-se todos os desenvolvimentos conseguidos para os materiais básicos, o que faz possível a transferência desta tecnologia aos compostos. Uma teoria laminada complementada com o modelo de UD proposto emprega-se para descrever o comportamento mecânico de laminados multidireccionales. Propõe-se uma estratégia específica para a solução do comportamento geral não-linear. Isto proporciona uma rápida convergência local e global, que faz ao modelo seja apropriada para resolver estruturas à grande escala. O modelo dá respostas no comportamento não-linear de compostos, onde as formulações clássicas do micro-mecânica estão restringidas só ao campo linear. A metodologia é validada com várias análises numéricas e contrastada com dados experimentais e ensaios de referência (benchmark tests).

Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil Com a elaboração da presente tese pretende-se contribuir para o melhor conhecimento do comportamento em obra, com recurso à análise numérica, de estruturas de contenção urbana, nomeadamente do tipo muro de Berlim. É apresentada a análise numérica bidimensional do muro de Berlim através do software de elementos finitos PLAXIS. A obra refere-se à construção das caves do parque de estacionamento interior ao Quarteirão das Cardosas, localizado na cidade do Porto, e realizada pela empresa FUNDASOL. Descreve-se de forma detalhada as características do modelo numérico adoptado, desenvolvido com o objectivo principal de optimizar a simulação. Em complemento, é realizado um estudo paramétrico onde são avaliados e aferidos os efeitos de múltiplos factores envolvidos no comportamento global da estrutura ancorada. Foi a partir deste estudo que foi analisada e quantificada a importância relativa de determinados parâmetros no comportamento global da estrutura. Em geral, parâmetros como a deformabilidade do solo, a rigidez da cortina e o préesforço aplicado mostraram-se capazes de provocar grandes oscilações nos diagramas de momentos e nos deslocamentos globais, nas diferentes situações analisadas. This thesis aims to contribute to a better understanding of the behaviour of Berlin walls during its phased construction, using a numerical analysis with finite elements. It describes the twodimensional numerical analysis of a Berlin wall, using the finite element software PLAXIS. This wall was necessary for the construction of the basement of a parking area inside the “Quarteirão das Cardosas” in downtown Porto, which was carried out by the FUNDASOL company. The characteristics of the numerical model adopted are fully described, which was developed with the aim of optimize the simulation. In addition, a parametric study was conducted, allowing the analysis and quantification of the effects of multiple parameters involved in the overall behaviour of the anchored structure. Based on this study, the relative importance of certain parameters was discerned. In general, parameters such as soil deformability, wall rigidity and pre-stressing forces applied proved to have a large influence on the wall moments and global displacements, for the various numerical models analyzed.