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O objetivo desse trabalho é propor um modelo de predição da probabilidade de queda de blocos em taludes rochosos utilizando o método K-Nearest Neighbors (KNN). Foi utilizado um banco de dados composto por 220 taludes rochosos, cujas variáveis estão relacionadas à presença de água, características do maciço rochoso, descalçamento de blocos, entre outras. Para cada talude do banco de dados, a probabilidade de queda de blocos (alta, média ou baixa) é conhecida e foi determinada através de análise de agrupamento. O número de vizinhos mais próximos (k) variou entre 1 e 20. A acurácia média obtida dos modelos de predição testados foi igual a 78,4%. Os modelos produziram resultados satisfatórios na previsão da probabilidade de queda de blocos, uma vez que a área sob a curva ROC foi igual a 0,80. O melhor modelo foi selecionado com base no valor de k com maior acurácia e maior área sob a curva ROC. O modelo selecionado teve um valor de k igual a 7. El objetivo de este trabajo es proponer un modelo de predicción de la probabilidad de caída de bloques en taludes rocosos utilizando el método K-Nearest Neighbors (KNN). Se utilizó una base de datos con 220 taludes rocosos, cuyas variables están relacionadas con la presencia de agua, características del macizo rocoso, la presencia de bloques sueltos en los taludes, entre otras. Para cada talud del conjunto de datos, se conoce la probabilidad de caída de rocas (alta, media o baja) y se determinó a través del análisis de conglomerados. El número de vecinos más cercanos (k) se varió entre 1 y 20. La precisión promedio obtenida de los modelos de predicción probados fue igual a 78,4%. Los modelos arrojaron resultados satisfactorios en la predicción de la probabilidad de caída de rocas, ya que el área bajo la curva ROC fue igual a 0,80. El mejor modelo se seleccionó en función del valor k con mayor precisión y el área más alta bajo la curva ROC. El modelo seleccionado fue el que tenía un valor de k igual a 7. The objective of this work is to propose a predictive model of rockfall slope probability in rock slopes using the K-Nearest Neighbors (KNN) method. A dataset composed by 220 rock slopes was used, whose variables are related to the presence of water, characteristics of the rock mass, degree of overhang, among others. For each slope of the dataset, rockfall probability (high, medium, or low) is known and determined by cluster analysis. The number of the nearest neighbors (k) ranged from 1 to 20. The obtained average accuracy of the tested predictive models was equal to 78.4%. The models produced satisfactory results in the prediction of the rockfall probability, since the area under the ROC curve was equal to 0.80. The best model was selected based on the k value with the highest accuracy and the highest area under the ROC curve. The selected model had a k value equal to 7.

The rockfall hazard assessment for roads is very important in geotechnical engineering business. As the process is very fast and complex, a hazard analysis is of fundamental importance for the adoption of preventive action plans and mitigation of potential impacts. Therefore, this article presents a hazard analysis for rockfall and the geological-geotechnical characterization of a rock slope on the BR-356, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil. In the methodology, parameters related to the geotechnical characterization, geometry and slope characteristics were inserted, as signs of block fall activity, impact of external influences and characteristics of the catchment area. According to Rock Mass Rating (RMR), the rock slope was classified as Very Good (Class I).The hazard classification for the slope analyzed varies from low to high. When the rainfall of the rainy season is considered, the slope is classified as a high hazard, while in the dry season, it is classified as low hazard. The study revealed that even if the hazard class is low, the slope deserves attention, since there is not enough space for rock blocks to be deposited before reaching the road, which can generate damages and temporarily paralyze the activities of the road. A avaliação do risco de queda de rochas em estradas é muito importante no negócio de engenharia geotécnica. Como o processo é muito rápido e complexo, a análise de perigos é de fundamental importância para a adoção de planos de ação preventivos e mitigação de potenciais impactos. Portanto, este artigo apresenta uma análise de risco de queda de rochas e a caracterização geológico-geotécnica de um talude rochoso na BR-356, Ouro Preto, Minas Gerais, Brasil. Na metodologia foram inseridos parâmetros relacionados à caracterização geotécnica, geometria e características de declividade, como indícios de atividade de queda de blocos, impacto de influências externas e características da área de captação. De acordo com o Rock Mass Rating (RMR), o talude rochoso foi classificado como Muito Bom (Classe I). A classificação de perigo para o talude analisado varia de baixo a alto. Quando se considera a precipitação da estação chuvosa, a encosta é classificada como de alto risco, enquanto na estação seca, é classificada como de baixo risco. O estudo revelou que mesmo que a classe de risco seja baixa, a inclinação merece atenção, pois não há espaço suficiente para que os blocos de rocha sejam depositados antes de chegar à estrada, o que pode gerar danos e paralisar temporariamente as atividades da estrada.

The geological-geotechnical characterization of slopes on highways is important for the safety of the road, as these studies make it possible to develop prevention and warning programs and the implementation of works to reduce hazard in these undertakings. Thus, this paper aimed at the geological-geotechnical characterization and assessment of the hazard of rockfall from the slopes located on the BR-262 highway, between Betim and Nova Serrana, in Minas Gerais. Regarding the classification of rock mass, the RMR, Q-System and GSI systems were applied. Subsequently, kinematic analysis, stability analysis were carried out and finally slopes were ranked according to the danger of falling blocks. In none of the slopes the RMR was lower than the regular one. The results of the other classifications were in agreement with the RMR. Safety factors indicated that the slopes are stable. The slope with the highest degree of danger was the P4 - A slope and the one with the least danger was the PM1 slope. La valoración geológico-geotécnica de los taludes viales es de suma importancia para la seguridad de la carretera, ya que a partir de estos estudios es posible desarrollar programas de prevención y alerta y la ejecución de obras para la reducción de daños en estos emprendimientos. Así, este trabajo tuvo como objetivo la caracterización geológico-geotécnica y la evaluación de la peligrosidad de caída de bloques de los taludes ubicados en la carretera BR-262, entre las ciudades de Betim y Nova Serrana, en Minas Gerais. La clasificación de macizos se aplicaron los sistemas RMR, Q-System y GSI. Posteriormente, se realizaron análisis cinemáticos, análisis de estabilidad y finalmente se clasificaron los taludes según el peligro de caída de bloques. En ninguna de las setores lo RMR fue menor que la regular. Los resultados de las otras clasificaciones coincidieron con el RMR. Los factores de seguridad indicaron que las pendientes son estables. La pendiente con mayor grado de peligro fue la pendiente P4 - A y la de menor peligro fue la pendiente PM1. A avaliação geológico-geotécnica de taludes rodoviários são de extrema importância para a segurança da via, pois a partir destes estudos é possível elaborar programas de prevenção e de alerta e a implantação de obras para redução dos danos nestes empreendimentos. Assim, este trabalho teve como objetivo a caracterização geológico-geotécnica e avaliação do perigo à queda de blocos dos taludes localizados às margens da rodovia BR-262, entre as cidades de Betim e Nova Serrana, em Minas Gerais. Em relação a classificação dos maciços foram aplicados os sistemas RMR, Sistema-Q e GSI. Posteriormente, foram realizadas, análise cinemática, análise de estabilidade e por fim taludes foram hierarquizados conforme o perigo à queda de blocos. Em nenhum dos taludes o RMR foi inferior à regular. Os resultados das demais classificações foram concordantes com o RMR. Os fatores de segurança indicaram que os taludes estão estáveis. O talude com maior grau de perigo foi o Talude P4 - A e o de menor perigo foi o Talude PM1.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:00:34Z No. of bitstreams: 1 Paulo Pinheiro Castanheira Neto.pdf: 6523123 bytes, checksum: 28b525be01917eb9bea28860ba44e0bd (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:00:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo Pinheiro Castanheira Neto.pdf: 6523123 bytes, checksum: 28b525be01917eb9bea28860ba44e0bd (MD5) Previous issue date: 2019-10-28 Rock falls are common phenomena on rocky slopes and bring enormous risk to people and physical structures around. They consist of mass movements that, in general, occur instantaneously and without many warning signs. Because they are usually associated with high elevations, the energies involved in this type of event are high, resulting from high potential energy components which are transferred to kinetic translational and rotational components. In cases which the block weight is high, the effectiveness of the event becomes evident, with devastation of natural areas, collapse of engineering structures and human losses. In the most extreme cases, the impact of a large block can result in large rock explosions (Rock Blasting), resulting in the fragmentation of the block, which can reach the level of spraying, potentially increasing the destructive character of the event and the resulting devastation. These explosions can reach as high levels of energy as any existing non-nuclear bomb, causing shockwaves that can cut down trees hundreds of meters away and devastate entire spaces. There are not many researches available about Rock Blasting coming from falling blocks, so much still needs to be developed about this theme. The present research seeks to reproduce and understand a similar phenomenon that occurred in Banquet district, Bom Jardim-RJ, which resulted in the total devastation of forest area at the top of a slope, with spraying of fragments of varying sizes hurled to varying distances, whose recorded range apex was the roof of a residence distant about 430m from the point of impact. Through the program Meshlab, the creation of a profile very close to reality was achieved to effectively analyze the rock fall in the program RocFall v 6.0. Several hypotheses were simulated in order to better understand the kinetic and kinematic behavior of the fall process and, through a logical sequence of research, a reproduction of the phenomenon was obtained, respecting and creating solutions to the limitations of the program, that works well the fall of blocks, but nothing solves in the question of rock fragmentation. The conclusion of the work identifies the causes that may have jointly potentiated the explosion and proposes mitigating actions for new occurrences. Quedas de blocos são fenômenos comuns em encostas rochosas e trazem enorme risco para pessoas e estruturas físicas ao redor. Consistem em movimentos de massa que, de forma geral, ocorrem de forma instantânea e sem muitos sinais de alerta. Em função de geralmente estarem associadas a altas elevações, as energias envolvidas neste tipo de evento são elevadas, resultantes de altas componentes de energia potencial que são transferidas para componentes cinética translacional e rotacional. Nos casos em que o peso dos blocos é elevado, a efetividade do evento torna-se evidente, com devastação de áreas naturais, colapso de estruturas de engenharia e perdas humanas. Nos casos mais extremos, o impacto de um grande bloco pode resultar em grandes explosões de rocha (Rock Blasting), resultando na fragmentação do bloco, que pode chegar ao nível de pulverização, aumentando potencialmente o caráter destrutivo do evento e a devastação resultante. Estas explosões podem atingir níveis tão altos de energia quanto qualquer bomba não nuclear existente, causando ondas de choque que podem decepar árvores a centenas de metros e devastar espaços inteiros. Não há muitas pesquisas disponíveis a respeito do Rock Blasting proveniente de queda de blocos, portanto muito ainda precisa ser desenvolvido acerca deste tema. A presente pesquisa busca reproduzir e compreender um fenômeno semelhante ocorrido no distrito de Banquete, Bom Jardim-RJ, que resultou na devastação total de área florestal no topo de um talude, com pulverização de fragmentos de tamanhos variados arremessados a distâncias variáveis, cujo ápice do alcance registrado foi a cobertura de uma residência distante horizontalmente cerca de 430m do ponto de impacto. Conseguiu-se, através do programa Meshlab, a criação de um perfil muito próximo da realidade para efetiva análise da queda de bloco no programa RocFall v 6.0. Várias hipóteses foram simuladas a fim de melhor entender o comportamento cinético e cinemático do processo de queda e, através de uma sequência lógica de pesquisa, uma reprodução do fenômeno foi obtida, respeitando e criando soluções para as limitações do programa que trabalha bem a queda de blocos, porém nada resolve na questão da fragmentação do bloco. A conclusão do trabalho identifica as causas que podem ter conjuntamente potencializado a explosão e propõe ações mitigatórias para novas ocorrências deste tipo.

A avaliação geológico-geotécnica de taludes rodoviários são de extrema importância para a segurança da via, pois a partir destes estudos é possível elaborar programas de prevenção e de alerta e a implantação de obras para redução dos danos nestes empreendimentos. Assim, este trabalho teve como objetivo a caracterização geológico-geotécnica e avaliação do perigo à queda de blocos dos taludes localizados às margens da rodovia BR-262, entre as cidades de Betim e Nova Serrana, em Minas Gerais. Em relação a classificação dos maciços foram aplicados os sistemas RMR, Sistema-Q e GSI. Posteriormente, foram realizadas, análise cinemática, análise de estabilidade e por fim taludes foram hierarquizados conforme o perigo à queda de blocos. Em nenhum dos taludes o RMR foi inferior à regular. Os resultados das demais classificações foram concordantes com o RMR. Os fatores de segurança indicaram que os taludes estão estáveis. O talude com maior grau de perigo foi o Talude P4 -A e o de menor perigo foi o Talude PM1.

Submitted by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2018-12-04T12:11:37Z No. of bitstreams: 1 DM_AnaMendes_2018_MEGG.pdf: 45133960 bytes, checksum: c647200a8bc0fb7d89f6601592a39aeb (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2018-12-04T12:12:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_AnaMendes_2018_MEGG.pdf: 45133960 bytes, checksum: c647200a8bc0fb7d89f6601592a39aeb (MD5) Made available in DSpace on 2018-12-04T12:12:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_AnaMendes_2018_MEGG.pdf: 45133960 bytes, checksum: c647200a8bc0fb7d89f6601592a39aeb (MD5) Previous issue date: 2018

Submitted by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2017-09-18T15:33:11Z No. of bitstreams: 1 DM_SaraDuarte_2017_MEGG.pdf: 39765622 bytes, checksum: 6d33db9916a68a42fb60d8102b9a6dea (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2017-09-18T15:33:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_SaraDuarte_2017_MEGG.pdf: 39765622 bytes, checksum: 6d33db9916a68a42fb60d8102b9a6dea (MD5) Made available in DSpace on 2017-09-18T15:33:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_SaraDuarte_2017_MEGG.pdf: 39765622 bytes, checksum: 6d33db9916a68a42fb60d8102b9a6dea (MD5) Previous issue date: 2017

Taludes rochosos em rodovias são superfícies potencialmente instáveis, que frequentemente condicionam quedas de blocos, afetando a segurança dos usuários de rodovias, a infraestrutura dos transportes e o meio ambiente. O comportamento geológico-geotécnico dos maciços rochosos e as condições geométricas e de trafegabilidade das rodovias são aspectos fundamentais na avaliação do perigo de queda de blocos. Esta pesquisa busca aplicar um método de avaliação do perigo de queda de blocos rochosos em taludes de rodovias, objetivando a classificação e hierarquização dos segmentos rodoviários com base em critérios definidos. Neste contexto, doze taludes rochosos do sistema rodoviário do Espírito Santo foram investigados, a partir de parâmetros, visando à obtenção de um índice para expressar o grau de perigo aos condutores que trafegam pelos trechos, denominado índice de queda de blocos. A efetividade dos parâmetros no método adotado também foi avaliada. Os taludes foram hierarquizados, definindo-se ainda medidas prioritárias para intervenções em cada trecho, de forma a minimizar os problemas causados em cada segmento. Highway rock slopes are potentially unstable surfaces and as such are susceptible to rockfalls that affect the highway’s user safety, transportation infrastructure and surrounding environment. The geomechanical behavior of rock masses and also the geometric and traffic conditions of highways are fundamental aspects of rockfall evaluation. This research presents a case study of rockfall evaluation for slopes bordering highway sections, aiming to classify them and determine a hierarchy for intervention, based on defined criteria. In order to use this approach, field investigations including geomechanical classification of rock mass are necessary. In this context, twelve slope sections containing rock slopes in Espírito Santo’s road network were investigated. The slopes were analyzed individually and the influence of each parameter in the global rating was evaluated. Parameter effectiveness in the proposed method was also evaluated. The slopes were classified to define priority measures to minimize roadway problems in each place.

Submitted by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2018-03-14T12:52:55Z No. of bitstreams: 1 DM_PedroFerraz_2016_MEC.pdf: 240512874 bytes, checksum: c0ee33223dc4a8ebf6aea181acf839d8 (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2018-03-14T12:53:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_PedroFerraz_2016_MEC.pdf: 240512874 bytes, checksum: c0ee33223dc4a8ebf6aea181acf839d8 (MD5) Made available in DSpace on 2018-03-14T12:53:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_PedroFerraz_2016_MEC.pdf: 240512874 bytes, checksum: c0ee33223dc4a8ebf6aea181acf839d8 (MD5) Previous issue date: 2016

Submitted by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2016-12-12T16:19:01Z No. of bitstreams: 1 DM_Rui Machado_2016_MEGG.pdf: 29444873 bytes, checksum: 9dc2d8bf339f08cfb5b66d96e6d21fc0 (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2016-12-12T16:50:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_Rui Machado_2016_MEGG.pdf: 29444873 bytes, checksum: 9dc2d8bf339f08cfb5b66d96e6d21fc0 (MD5) Made available in DSpace on 2016-12-12T16:50:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_Rui Machado_2016_MEGG.pdf: 29444873 bytes, checksum: 9dc2d8bf339f08cfb5b66d96e6d21fc0 (MD5) Previous issue date: 2016

Submitted by Manuel Brandão (recipp@sc.ipp.pt) on 2016-04-04T14:20:16Z No. of bitstreams: 1 DM_CarlosPacheco_2015_MEC (1).pdf: 141878973 bytes, checksum: 5f5e5a676ba4da5f3d43fb97575bc659 (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2016-04-07T11:22:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_CarlosPacheco_2015_MEC (1).pdf: 141878973 bytes, checksum: 5f5e5a676ba4da5f3d43fb97575bc659 (MD5) Made available in DSpace on 2016-04-07T11:22:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_CarlosPacheco_2015_MEC (1).pdf: 141878973 bytes, checksum: 5f5e5a676ba4da5f3d43fb97575bc659 (MD5) Previous issue date: 2015-10

Dissertação de Mestrado em Geociências, apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. No presente trabalho estudam-se os processos de instabilidade de sete taludes, um dos quais (talude 1) está localizado na via de comunicação entre a cidade do Lubango e a Fenda da Tundavala, outro situa-se no Caholo (talude 2) e cinco (taludes 3 a 7) encontram-se na descida da Serra da Leba, na Estrada Nacional 280. O talude 1 é constituído por quartzitos, rochas vulcânicas e lutitos. O talude 2 apresenta arenitos, lutitos e quartzitos. No talude 3 observa-se a presença de granito são a muito alterado e também depósitos de vertente. Nos taludes 4 a 7 predominam os quartzitos e podem ocorrer depósitos de vertente. Os principais movimentos de instabilidade detetados foram a queda de blocos que se verificam na totalidade dos taludes estudados, os deslizamentos em cunha e planares, bem como os fluxos de detritos. Registaram-se situações de toppling no talude 4. A dissertação compreende seis capítulos: no primeiro efetua-se a introdução e descrevem-se os objetivos e a estrutura do trabalho; no segundo caraterizam-se os tipos de instabilidade de taludes e vertentes e as principais medidas de estabilização; no terceiro efetua-se o enquadramento geográfico e geológico da área de estudo; no quarto descreve-se a metodologia utilizada, em que se utilizou a classificação Rockfall Hazard Rating System (RHRS); o quinto capítulo corresponde à aplicação da metodologia proposta, comparam-se os resultados e propõem-se medidas de redução e mitigação dos processos de instabilidade; no sexto capítulo elaboram-se as conclusões. This paper comprehends the study of the stability problems of seven slopes, one is located on the road between the city of Lubango and the Tundavala Gorge, another slope belongs to the Caholo’s area (slope 2) and five of them (slopes 3 to 7) are located on the Leba’s Sierra, along the National Road 280. Slope 1 consists of quartzites, volcanic rocks and lutites. Slope 2 shows sandstones, lutites and quartzites. Slope 3 is composed by sound and weathered granites and debris deposits. Slopes 4 to 7 show predominately quartzites and also debris deposits. The main slope movements identified were rock falls that occurred on all of the studied slopes, wedge and planar failures and debris flows. Toppling failures were identified in slope 4. This dissertation consists of six chapters: the first includes the introduction, objectives and structure of the work; the second deals with the landslide classification and stabilization measures; the third presents the geography and geology of the study area; the fourth describes the methodology used, which comprehends the Rockfall Hazard Rating System (RHRS); the fifth chapter carries out the proposed methodology and the comparison of results, and several measures to improve the slope stability are established; the sixth chapter presents the conclusions.

Dissertação de Mestrado em Geociências, Ambiente e Ordenamento, apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. O presente trabalho foi efetuado na zona costeira de S.to António-Farol de Sombreiro/Caota (Benguela), ao longo de uma extensão de aproximadamente 5000 m. As características morfológicas das arribas costeiras, bem como as questões logísticas levaram a definir seis troços distintos para o estudo, que decorreu durante 12 meses. Procedeu-se à caraterização da erosão costeira de arribas e das situações de instabilidade a partir da definição de parâmetros ou fatores relacionados. Estabeleceu-se a classificação da erosão costeira para diferentes locais de observação e definiram-se recomendações, medidas e políticas relacionadas com a prevenção e mitigação da erosão costeira e das situações de instabilidade. A presente dissertação é constituída por seis capítulos, no primeiro efetua-se uma introdução e definem-se os objetivos. No segundo capítulo descreve-se o enquadramento geográfico e geológico da Província de Benguela e das áreas estudadas. No terceiro capítulo procede-se ao desenvolvimento de conceitos sobre a erosão costeira e as instabilidades de taludes/vertentes. No quarto capítulo é exposta a metodologia utilizada. No quinto capítulo procede-se à aplicação da metodologia relativamente ao estudo da erosão costeira e das situações de instabilidade das arribas das áreas estudadas. No sexto capítulo são apresentadas as conclusões e indicadas as recomendações e medidas relativamente à erosão costeira e à instabilidade das arribas. This work was carried out on S.to António-Farol de Sombreiro/Caota (Benguela) coastal areas, along an extension of approximately 5000 m. Six different study sections were defined taking into consideration the morphological features of the coastal cliffs. A 12 months study was carried out. The coastal erosion and slope movements parameters were characterized. A costal erosion classification was established. The main slope movements were identified. Slope and coastal erosion prevention and mitigation, as well as recommendations were defined. This study is divided into six chapters. The first chapter deals with the introduction and the definition of objectives. The second chapter is related with the geography and geology of the Benguela Province and the studied area. The third chapter describes the coastal erosion and slope stability. The fourth chapter describes the methodology used. The fifth chapter carries out the proposed methodology and the coastal erosion and slope movements are defined. In the sixth chapter some conclusions, coastal erosion recommendations and mitigation as well as slope prevention and stabilization measures are defined.