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This paper presents an overview of the observed impacts of changes in land use and land cover on catchments hydrology with emphasis on tropical regions. Initially, the first assertions about the impacts of changes in land use and land cover we present. The first debates and the scientific pioneers on the subject in this context. Then we mention the direct and indirect impacts of changes in land use and land cover and the role of forests we present. A brief survey of studies from around the world explores the tropical regions, with studies in South America, Asia and Africa. The scale effect of general studies and regarding habitat fragmentation is discussed, and finally, in the final considerations, some trends and proposals for the future of these studies are presented. Este artigo apresenta uma perspectiva geral dos impactos observados por mudanças no uso e cobertura da terra em bacias hidrográficas, com ênfase em regiões tropicais. Primeiramente, são abordadas as primeiras asserções sobre os impactos das mudanças no uso e cobertura da terra, os primeiros debates e os artigos científicos pioneiros em relação ao tema. Então, se expõe, em termos gerais, os impactos diretos e indiretos das mudanças no uso e cobertura da terra e o papel das florestas nesse contexto. Em seguida, apresenta-se um levantamento não detalhado de estudos em nível mundial e explora-se as regiões tropicais, com estudos na América do Sul, Ásia e África. Adicionalmente, discute-se o efeito de escala, tanto nos estudos em geral quanto na fragmentação dos habitats e considerações finais, identificando algumas tendências e propostas para o futuro de estudos no tema.

This article presents an analysis of NBR6118:2014 models used to determine the one-way shear strength in reinforced concrete members without transversal reinforcement. The study compares model predictions with 751 experimental results, taken from the 2015 ACI-DAfStb database and from Quach. Model errors are quantified. Mean values observed are around unity, indicating models with no bias, but coefficients of variation are large. Model error trends are identified with respect to cross-section depth and longitudinal reinforcement rate. In elements with low rate of longitudinal reinforcement and/or large cross-section depths, the normative models provide results with low safety. This shows the need for revision of the normative models. By means of non-linear regression analysis, two correction terms are proposed to consider the longitudinal reinforcement rate and the size effect (decrease in shear strength with increase in section depth). With the proposed corrections, the observed trends are eliminated, and the design equation becomes more accurate with respect to cross-section shear. Resumo Este artigo apresenta um estudo do modelo da NBR6118:2014 para determinação da contribuição de resistência do concreto no cisalhamento unidirecional em elementos de concreto armado sem armadura transversal. O estudo é feito a partir da comparação entre previsões normativas e 751 resultados experimentais, provenientes do banco de dados ACI-DAfStb de 2015 e Quach. A variável erro de modelo é quantificada. Verifica-se uma média próxima da unidade (modelo sem bias), porém com elevado coeficiente de variação. São observadas tendências dos resultados principalmente em relação aos parâmetros altura útil e taxa de armadura longitudinal. Em elementos com baixa taxa de armadura longitudinal e/ou grandes alturas, o modelo normativo fornece resultados inseguros, o que enseja a necessidade de revisão. A partir da regressão não-linear, são propostas neste trabalho duas correções para o modelo de cálculo da NBR6118:2014. Uma considera a taxa de armadura longitudinal, e outra endereça o efeito de escala (diminuição de resistência ao cisalhamento com aumento da altura útil). Utilizando as correções propostas, observa-se eliminação das tendenciosidades, em termos de taxa de armadura longitudinal e altura útil, e melhora na previsão do modelo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Quality of natural waters is dependent on geomorphological and edaphoclimatic characteristics of each watershed. These characteristics provide a pattern of regularity in water quality over time, affected by season and rain intensity. The variation in water quality is influenced, mainly, by anthropic actions. The population development is conditioned to the presence of water, negatively impacting the environmental quality, due to high polluting loads that return to water courses. In the agricultural environment, application of high doses of inputs may degrade water quality since these inputs can be lost by leaching or surface runoff. The objective of this dissertation was to understand hydrosedimentological factors and processes that influence water quality of a small rural watershed with intense changes in land use and management, to search for monitoring techniques capable of better identifying spatiotemporal changes in the evaluated parameters. Monitoring was divided into three strategies. The first one had the objective of evaluating surface and groundwater characteristics of the rainy season, with a monthly interval for approximately one year. During this period, water supplied to the rural community was also evaluated, comparing the characteristics of water from three sources with the national legislation standards. Considering the influence of surface runoff on water quality, the second period had the objective of identifying changes in water quality characteristics during rainfall events, also characterizing the scale effect during monitoring. The third period was to evaluate historical data of the long period, low sampling frequency monitoring in the watershed. The parameters that most interfere in the variation of the surface and ground water quality during the base flow were the biological parameters, phosphorus and the turbidity, which are above the standard established by the current legislation CONAMA 357 for most of the analyses. During rainfall events, the behavior of some parameters of water quality changes significantly with the hydrograph and sedimentograph, also varying according to the area of contribution for each sampling point. The main parameters that increased along with the hydrograph rise were turbidity, total and soluble P, Fe and K; Cu and Zn parameters showed no variation during the event; while total dissolved solids and oxidation potential presented a dilution behavior. The identification of changes in water quality according to changes in soil use and management for the studied basin was not possible through the use of low-frequency monitoring. Studies using the monitoring of variable scales, with multiparameter probes, sub-daily discretization and during events are stimulated by allowing the best characterization of the process, allowing modeling to propose scenarios indicating the main sources of pollution and helping in the definition of practices capable of reducing environmental degradation A qualidade das águas naturais é dependente das características geomorfológicas e edafoclimáticas de cada bacia hidrográfica. Essas características proporcionam um padrão de regularidade na qualidade da água ao longo do tempo, conforme as estações do ano e intensidades pluviais. A variação na qualidade da água é influenciada, principalmente, por ações antrópicas. O desenvolvimento populacional é condicionado à presença de água, impactando de forma negativa a qualidade ambiental, devido às elevadas cargas poluentes que retornam ao curso hídrico. No ambiente agrícola, a aplicação de altas doses de insumos implica em deterioração da qualidade da água, pois esses insumos podem ser perdidos por lixiviação ou por escoamento superficial. Nesta dissertação, objetivou-se compreender os fatores e processos hidrossedimentológicos que influenciam na qualidade da água de uma pequena bacia hidrográfica rural com intensa alteração de uso e manejo do solo, para buscar técnicas de monitoramento capazes de melhor identificar as alterações espaço-temporais nos parâmetros avaliados. O monitoramento foi dividido três estratégias. O primeiro teve como objetivo avaliar as características de águas superficiais e subterrâneas provenientes do período intereventos pluviais, com intervalo mensal durante aproximadamente um ano. Nesse período, também foram avaliadas a água que abastece a comunidade rural, comparando assim as características das três fontes com a legislação nacional. Considerando a influência do escoamento superficial sobre a qualidade da água, o segundo período teve como objetivo identificar as alterações de características de qualidade da água durante intraeventos pluviais, caracterizando também o efeito de escala durante o monitoramento. O terceiro período objetivou avaliar os dados históricos do monitoramento de longo período e baixa frequência de amostragem realizado na bacia em estudo. Os parâmetros que mais interferiram na variação da qualidade da água superficial e subterrânea durante o escoamento de base foram os parâmetros biológicos, o fósforo e a turbidez, sendo esses acima do padrão estabelecido pela legislação vigente CONAMA n° 357 para a maior parte das análises. Em eventos de chuva, o comportamento de alguns parâmetros da qualidade da água sofre alteração significativa com o hidrograma e sedimentograma, variando também conforme a área de contribuição de cada ponto. Os principais parâmetros que aumentaram junto com a ascensão do hidrograma foram a turbidez, P total e solúvel, Fe e K; os parâmetros Cu e Zn não apresentaram variação durante o evento; enquanto os sólidos totais dissolvidos e o potencial de oxirredução apresentaram comportamento de diluição. A identificação das alterações da qualidade da água conforme as mudanças de uso e manejo do solo para a bacia estudada não foi possível por meio da utilização do monitoramento de baixa frequência. Estudos utilizando o monitoramento de escalas variáveis, com sondas multiparâmetros, discretização sub-diária e durante eventos devem ser estimulados por possibilitar a melhor caracterização do processo, permitindo a aplicação de modelagem para elaboração de cenários, indicando as principais fontes de poluição e auxiliando na definição de práticas capazes de amortizar o processo de degradação.

Mestrado em Engenharia Mecânica Submitted by Manuel Jesus (albertojesus@ua.pt) on 2018-06-27T14:59:56Z No. of bitstreams: 1 Figueiredo, Daniel Amaral de .pdf: 7349382 bytes, checksum: 6a376768bf3651afa0b372e1424061d5 (MD5) Made available in DSpace on 2018-06-27T14:59:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Figueiredo, Daniel Amaral de .pdf: 7349382 bytes, checksum: 6a376768bf3651afa0b372e1424061d5 (MD5) Previous issue date: 2017-12-30

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Este trabalho apresenta um estudo sobre o fenômeno do deslizamento na interface entre concreto e polímero reforçado com fibra (PRF) de carbono por meio da realização e análise de ensaios experimentais. O objetivo geral é investigar o efeito de escala no descolamento entre concreto e PRF. Buscou-se analisar a influência da variação da dimensão do corpo de prova de concreto no colapso de interface ao manter a mesma geometria de PRF aderida. A metodologia adotada consiste em sobrepor dois corpos de prova cilíndricos sobre o plano de seção transversal e ligados por três tiras de PRF de forma simétrica. A parte inferior do conjunto é fixa e aplica-se uma força de tração na parte superior, induzindo o surgimento de tensões de cisalhamento na interface. Foram utilizados corpos de prova moldados e extraídos de vigas de concreto, com diferentes dimensões: 5cm x 10cm, 10cm x 20cm e 15cm x 30cm. Treze geometrias diferentes do material compósito aderido foram usadas. Em alguns experimentos observou-se a ruptura no concreto, pois alcançou-se a tensão normal limite que o corpo de prova resiste antes de atingir a tensão de cisalhamento necessária para acontecer o descolamento. Isso foi notado principalmente nos corpos de prova menores, que resistem a uma força menor de tração. Não se notou uma influência da dimensão do corpo de prova na força máxima até o descolamento, tensão de cisalhamento e rigidez. Apesar de experimentos com corpos de prova menores levarem a bons resultados na análise do descolamento, verificou-se que o que limita seu uso é que muitas vezes é atingida a tensão normal limite que o concreto resiste, causando sua ruptura. Além disso, nos casos de deslizamento verificados com corpos de prova menores foi necessário utilizar uma geometria de PRF muito pequena, o que conduz a uma elevada tensão de cisalhamento máxima, exigindo o uso de um alto fator de correção. O processo de extração pode causar danos no concreto, como microfissuração, principalmente nos corpos de prova menores. Não foi possível concluir sobre a influência do uso de testemunhos no colapso de interface, mas foi notada uma alteração nas curvas de força versus deslocamento ao se usar corpos de prova extraídos, e em cada ensaio a influência foi de uma forma diferente. Não pareceu adequado analisar o deslizamento em testes com testemunhos. This research is a study about the debonding phenomenon at interface between concrete and carbon fiber reinforced polymer (FRP) by way of performance and analysis of experimental tests. The objective of this study is to investigate the size effect in concrete and FRP debonding. The influence of variation of size concrete specimen on interface failure was analyzed when the same FRP geometry was adhered. Two concrete cylinders specimens are superimposed on plane of cross section, and the specimens are connected by three FRP pieces symmetrically adhered in the longitudinal perimeter. The lower part is fixed and the top is pulled. This induces appearance of shear stresses at interface. Different cylinders specimens made and core samples were used: 5cm x 10cm, 10cm x 20cm and 15cm x 30cm. Different thirteen geometries of the composite material were adhered. The failure happened in concrete in some experiments because concrete reached the normal strength before the shear stress required for the debonding, especially in smaller specimens because the tensile load carrying capacity for these cases is lower. An influence of specimen size was not noticed in the maximum load and shear stresses for debonding, and stiffness. Although experiments with smaller specimens generate good results, the reason that limits their use is the fact that the concrete often reaches the normal stress capacity. In addition, a very small FRP geometry was used in tests of debonding with smaller specimens. The use of a small FRP geometry resulted in a high shear stress, and with this use, it is necessary to use a high correction factor. The extraction process can cause damage to concrete such as micro cracking, especially in smaller specimens. It was not conclude about the influence of use of core samples in interface failures, but a change of the load versus displacement graph was noted. The influence of use of core samples happened differently in each test. An debonding analysis in tests with core samples may not be appropriate. Dissertação (Mestrado)

Erosion and sediment transport processes are strongly dependent on the spatial scale and land use. The objective of this study is to analyse the effects of slash and burn of vegetation followed by grass cultivation for grazing, on the hydrological and sedimentological behaviour at different spatial scales in a semiarid region in Brazil. Rainfall, runoff and soil loss were measured during three years (total of 116 rainfall-runoff events) at three spatial scales: 1 m2 and 20 m2 plots and 2.8 ha watershed. During the first year (2009) the native dry tropical forest/Caatinga vegetation was maintained, whereas on the following years (2010 and 2011) the original vegetation was cleared using slash and burn techniques to grow pasture (Andropogon gayanus Kunt). Annual runoff coefficient is highest at the 20 m2 plot among the investigated scales. Runoff presented the same trend in all years. Sediment yield was strongly influenced by the land cover. Slash, burn and pasture cultivation strongly impacted sediment yield: the first two events after the land cover change yielded roughly ten times more sediment than similar events in the years with native cover and after grass development. The change was most noticeable at the catchment scale due to erosion along the stream, redefining the drainage network. RESUMO Erosão e os processos de transporte de sedimentos são fortemente dependentes da escala espacial e uso do solo. O objetivo deste estudo é analisar os efeitos do desmatamento, seguido de queima e cultivo de capim para pastagem, sobre o comportamento hidrológico e sedimentológicos em diferentes escalas espaciais na região semiárida do Brasil. Precipitação, escoamento superficial e perda de solo foram mensurados durante três anos (total de 116 eventos chuva-vazão) em três escalas espaciais: parcelas de erosão de 1 m2, 20 m2; e microbacia de 2,8 ha. Durante o primeiro ano de estudo (2009) foi mantida a vegetação de caatinga nativa, enquanto que nos anos seguintes (2010 e 2011) a vegetação original foi alterada usando técnicas de desmatamento, queima e cultivo de capim (Andropogon gayanus Kunt). Os coeficientes de escoamento superficial anual foram mais altos nas parcelas de 20 m2, entre as escalas investigadas. Os coeficientes de escoamento superficial apresentaram a mesma tendência em todos os anos estudados. Já a produção de sedimentos foi fortemente influenciada pela cobertura da terra. Desmatamento, queimada e o cultivo de capim para pastagem impactaram fortemente a produção de sedimentos: os dois primeiros eventos, após a mudança da cobertura do solo, produziram cerca de dez vezes mais sedimentos do que em eventos semelhantes nos anos com cobertura nativa e/ou depois do desenvolvimento do capim. As mudanças foram mais perceptíveis na escala de bacia devido à erosão e redefinição da rede de drenagem.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior In Hydrological rainfall-runoff models, rainfall is one of the main variables analyzed before being used as input data. However, its peculiar characteristics of occurrence make it challenging to measure, especially for developing countries, since it requires monitoring networks with high spatial and temporal resolutions. To overcome such problems, the use of remote sensing to estimate rainfall is being gradually diffused, with results considered of good reliability. In this sense, the objective was to evaluate the results generated by a rainfall-runoff modeling, using precipitation information estimated by the TRMM satellite, applied to four watersheds of different scales. To achieve this objective was used the concentrated model IPH II in the version for Windows® (WIN_IPH2 version 2, denominated in this work as WIPH2). In a first analysis, conducted for the watersheds of the rivers Turvo (1,540 km2), Ijuí (9,450 km2), Jacuí (38,700 km2) and Alto Uruguai (61,900 km2), which are located in southern Brazil, it was observed that the precipitation estimates provided by the TRMM satellite generated consistent spatialized mean rainfall in relation to the generated by rain gauges networks. Were found errors about 7.5% (Ijuí River watershed) to 15% (Turvo River, Jacuí River and Alto Uruguai watersheds). In overall, the daily mean rainfall, generated by the TRMM estimates, increased their correlation with the rain gauges information, as there was an increase in the watershed drainage area. In the modeling, it was noted that the WIPH2 showed good fit for the simulation of flows in the selected watersheds, with exception to the application in the Alto Uruguai watershed. In some cases, even though the mean rainfall estimated by the TRMM had generated greater uncertainty regarding the data generated by the different rain gauge networks, the model was able to compensate the deficiency of this information, by changing parameters within limits considered acceptable for the characteristics watershed. It was found that, in overall, precipitation estimated by the TRMM produced improvements in the flow evaluation coefficient (Nash-Sutcliffe NS, and correlation R coefficients), as there was an increase in the watershed drainage area until the Jacuí River watershed, with a decrease of the coefficients for the Alto Uruguai watershed, which was probably caused by the inadequacy of the WIPH2 concentrated model to the heterogeneous characteristics of the last watershed. In places with good rainfall monitoring coverage, the satellite estimates produced lower results than those generated by information measured by rain gauges. In places where the lack of equipment is accentuated and/or their distribution is non-uniform, the use of satellite estimates proved to be more reliable, reaching clearly superior results. In this sense, it was concluded that the TRMM satellite estimates may present as good alternatives to watersheds with scarce rainfall information measures on the ground, having great chances to show better results when compared to information of rain gauges scarce and poorly distributed. Nos modelos hidrológicos chuva-vazão, a precipitação é uma das principais variáveis analisadas antes de ser utilizada como informação de entrada. Entretanto, suas características peculiares de ocorrência a tornam de mensuração desafiadora, principalmente para países em desenvolvimento, já que requer redes de monitoramento com elevadas resoluções espaciais e temporais. Para contornar tais problemas, o uso do sensoriamento remoto para estimar precipitações está sendo aos poucos difundido, com resultados considerados de boa confiabilidade. Neste sentido, objetivou-se avaliar os resultados gerados por uma modelagem chuva-vazão, utilizando-se de informações de precipitação estimadas pelo satélite TRMM, aplicada a quatro bacias hidrográficas de diferentes escalas. Para isso foi utilizado o modelo concentrado IPH II, na versão para Windows® (WIN_IPH2 versão 2, denominado neste trabalho como WIPH2). Em uma primeira análise, realizada para as bacias hidrográficas dos rios Turvo (1.540 km2), Ijuí (9.450 km2), Jacuí (38.700 km2) e Alto Uruguai (61.900 km2), localizadas na região sul do Brasil, observou-se que as estimativas de precipitação fornecidas pelo satélite TRMM geraram chuvas médias espacializadas consistentes em relação às geradas pelas redes de pluviômetros, apresentando erros de volume na ordem de 7,5% (bacia do Rio Ijuí) a 15% (bacias dos rios Turvo, Jacuí e Alto Uruguai). Em geral, as chuvas médias diárias, geradas pelas estimativas do TRMM, aumentaram suas correlações com as informações de pluviômetros, conforme houve um aumento da área de drenagem da bacia hidrográfica. Na modelagem, notou-se que o WIPH2 mostrou bom ajuste para a simulação das vazões nas bacias selecionadas, com ressalvas à aplicação na bacia do Alto Uruguai. Em alguns casos, mesmo que a precipitação média estimada pelo TRMM possuísse maior incerteza com relação aos dados gerados pelas diferentes redes de pluviômetros, o modelo conseguiu compensar a deficiência desta informação, por meio da alteração de parâmetros, dentro de limites considerados aceitáveis para as características das bacias hidrográficas. Verificou-se que, em geral, as precipitações estimadas pelo TRMM produziram melhoras no coeficiente de avaliação das vazões (coeficientes de Nash-Sutcliffe NS, e de correlação - R), à medida em que houve um aumento da área de drenagem da bacia hidrográfica até a bacia do Rio Jacuí, com decréscimo dos coeficientes para a bacia do Alto Uruguai, que provavelmente foi causado pela falta de adequação do modelo concentrado WIPH2 às características heterogêneas da última bacia. Em locais com boa cobertura de monitoramento pluviométrico, as estimativas de satélite produziram resultados inferiores aqueles gerados por informações mensuradas em solo; já em locais onde a escassez de equipamentos é acentuada e/ou sua distribuição é não-uniforme, a utilização de estimativas de satélite se mostrou mais confiável, chegando a resultados visivelmente superiores. Neste sentido, concluiu-se que as estimativas do satélite TRMM podem se apresentar como boas alternativas para bacias com escassez de informações de precipitação medidas em solo, tendo grandes chances de apresentarem melhores resultados quando comparadas com informações pontuais escassas e mal distribuídas.

É realizado um estudo da dinâmica de vigas em micro e nano escalas, baseado em modelos contínuos não clássicos de acordo com teorias que consideram a dependência de escala (parâmetros de comprimento característico interno, energia de deformação e tensão superficial): teoria não local de Eringen, teoria do gradiente de deformação e teoria da elasticidade de superfície. Esses modelos são formulados matricialmente a fim de visualizar e comparar as modificações geradas pela inclusão dos efeitos mencionados. A obtenção de soluções harmônicas no tempo resulta em problemas de autovalor regulares e singulares, e polinômios característicos de ordem superior. O comportamento das soluções é determinado pela introdução de frequências críticas não clássicas, as quais se reduzem a frequência crítica clássica quando os efeitos de escala são negligenciados. As abordagens utilizadas para determinação de modos e frequências naturais de vibração são o método espectral com uso da base gerada pela resposta fundamental e base de Euler, e modificações do método da decomposição de Adomian. Respostas forçadas e não lineares são obtidas utilizando aproximação espectral para a resposta impulso distribuída e o método de Adomian. É constatado que para o caso biapoiado os efeitos não locais influenciam as frequências naturais, preservando o comportamento qualitativo dos modos. Propriedades dinâmicas para vigas fixa-livre são mais influenciadas, apresentando modos degenerados. Quando a espessura da viga é comparável à medida de comprimento interno, o modelo gradiente de deformação sofre maior influência em relação aos resultados clássicos. Os efeitos de superfície tem influência apenas na nanoescala, na microescala os resultados tendem aos resultados clássicos. It is worked out a study of micro and nano beam dynamics, based on non classical continuum theories, that consider the size dependence (internal characteristic length parameters, strain energy and surface stress): Eringen's non local theory, strain gradient and surface elasticity theory. These models were written within a matrix framework in order to visualize and compare the modifications due to the inclusion of the small scale e ects. The nding of time-harmonic solutions leads to regular and singular eigenvalue problems that involve higher-order characteristic polynomials. The behavior of solutions was determined by the introduction of non-classical critical frequencies that reduced to the classical Timoshenko critical frequency when size e effects are neglected. The approaches used for the obtention of mode shapes and natural frequencies were: the spectral method with the natural basis generated by fundamental response and the Euler's basis, and modi cations of the Adomian decomposition method. Forced and non linear responses are obtained by using spectral approximation of the distributed impulse response and with the Adomian method. It is observed, in agreement with corresponding literature, that for simply supported beams, the non local e ects change natural frequencies but somehow preserve the qualitative behavior of the modes. Dynamical properties of clamped free beams su er more in uence, showing the appearance of degenerated modes for some non local parameters. The strain gradient model exhibits more in uence in relation to classical results when beam thickness is comparable to the material length scale parameter. The surface e ects have influence only in the nanoscale, in microscale results tend to classical results.

O modelo numérico SPHyCE, baseado nas equações de Navier-Stokes na forma Lagrangiana e numa metodologia de tipo SPH - Smoothed Particle Hydrodynamics, tem sido desenvolvido no LNEC desde 2007. Este modelo, inspirado no código SPHysics (Monaghan, 1994), integra várias opções para aplicações específicas à engenharia costeira e foi objecto de numerosas análises de sensibilidades com vários parâmetros, estudos de convergência com a resolução e validações com dados de ensaios experimentais realizados nas instalações do LNEC. Estes estudos foram realizados à escala reduzida dos modelos físicos testados para validação do modelo numérico. No entanto, o modelo, na sua versão actual, não foi ainda aplicado à escala do protótipo. No presente trabalho o modelo numérico SPHyCE é aplicado ao molhe Oeste do Porto de Albufeira, no Algarve. Esta primeira aplicação tem dois objectivos: - Analisar o comportamento do modelo numérico quando aplicado a um quebra-mar à escala real; - Aplicar uma metodologia de acoplamento entre o modelo de propagação Bouss-2D, utilizado para propagar a onda incidente do largo até às proximidades da estrutura, e o modelo SPHyCE. Esta aplicação integra-se no projecto SPACE – Desenvolvimento e validação de um modelo Smoothed Particle Hydrodynamics para aplicações a estruturas costeiras – financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia, envolvendo o LNEC e a Universidade do Algarve, que realizou, durante o inverno 2012-2013, medições de campo no molhe Oeste do Porto de Albufeira. A esta primeira aplicação à escala real do modelo SPHyCE, seguir-se-ão aplicações integrando os dados recolhidos durante as medições de campo, a fim de analisar o desempenho do modelo numérico. 22 6 21p DHA/NPE 2013 10 e 11 de outubro

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Hidráulica, Recursos Hídricos e Ambiente). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-07T14:40:49Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Jose Renato de Castro Pessoa BDTD.pdf: 1823057 bytes, checksum: 8685bb0c6758ab9b5b56b0623ad88f2e (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-07T14:40:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Jose Renato de Castro Pessoa BDTD.pdf: 1823057 bytes, checksum: 8685bb0c6758ab9b5b56b0623ad88f2e (MD5) Previous issue date: 2007-03-14 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The evolution of the concrete mixes used during the last decades gave birth to the High Performance Concrete (HPC), which, among its main characteristics, presents high strength and low permeability. With the development of chemical products used in civil engineering constructions, mainly the superplasticizers, the use of this kind of concrete has become more and more frequent due to the possibility of obtaining a workable mixture with a water/cement ratio lower than 0.35. Due to its more homogeneous microstructure, the HPC presents a more fragile behavior than the conventional concrete, demanding a better characterization of the material. At the end of the 1970´s, concepts of the Fracture Mechanics started to be used for the analysis of the structural behavior of concrete structures. As the nominal stress of the material decreases as the size of the structure increases, it became necessary to consider this size effect in the analysis in order to obtain more suitable levels of security. This fact justifies the use of the Fracture Mechanics in the structural analysis of concrete structures. In this work, the fracture energy was experimentally obtained using the work-of¬fracture method and the size effect method by performing three-point bend tests in HPC notched beams. It was also developed a numerical simulation of the tests, performing the analysis through the Finite Element Method and applying the concepts of the Fracture Mechanics of Concrete into the constitutive model. The notched beams were molded and tested at the Polytechnic Institute of the State University of Rio de Janeiro (IPRJ/UERJ), located in the city of Nova Friburgo. The tests were controlled by the vertical displacement of the load cell. Three series of twelve beams with four geometrically similar sizes were tested. Three samples for each size were cast, making an amount of 36 beams. The beams were 38, 76, 152 and 304 millimeters high and the width was kept constant equal to 38 millimeters. To characterize the concrete compression strength, 100x200 millimeters cylinders were molded at the IPRJ and tested at the UERJ civil engineering laboratory in the city of Rio de Janeiro. The tested concretes presented a medium compressive strength of 70 MPa. A evolução dos concretos utilizados nas últimas décadas deu origem ao Concreto de Alto Desempenho (CAD), que tem, entre suas características, alta resistência à compressão e baixa permeabilidade. Com o desenvolvimento dos produtos químicos utilizados na construção civil, em especial os superplastificantes e superfluidificantes, a utilização desse tipo de concreto tornou-se cada vez mais freqüente pela possibilidade de se obter uma mistura suficientemente trabalhável utilizando-se fatores água/cimento menores do que 0,35. Devido à sua microestrutura mais homogênea, esse tipo de concreto apresenta um comportamento mais frágil do que os concretos convencionais, exigindo uma melhor caracterização do material. A partir do final da década de 70 começou-se a aplicar os conceitos da Mecânica da Fratura para análise do comportamento de estruturas construídas com esse tipo de concreto. Como em algumas situações a resistência nominal de peças de concreto diminui com o aumento de suas dimensões, houve a necessidade de se considerar o efeito de escala das estruturas a fim de se obter níveis de segurança mais adequados no seu dimensionamento, o que justificou a utilização da Mecânica da Fratura. Neste trabalho a energia de fraturamento foi obtida experimentalmente pelo método do trabalho de fraturamento e pelo método do efeito de escala, por meio de ensaios estáveis de flexão de três pontos em amostras de concreto de alto desempenho com entalhe. Foi também desenvolvida a simulação numérica de uma viga com entalhe, analisada pelo método dos elementos finitos e empregando-se na modelagem constitutiva os conceitos da Mecânica da Fratura aplicada ao concreto. As vigas foram moldadas e ensaiadas no Instituto Politécnico do Rio de Janeiro (IPRJ) da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) na cidade de Nova Friburgo. Os ensaios foram realizados com controle de deslocamento da célula de carga. Foram ensaiadas três séries de 12 vigas, com quatro dimensões diferentes, geometricamente proporcionais, e três amostras para cada dimensão, totalizando 36 vigas. As alturas utilizadas para as vigas foram 38, 76, 152 e 304 mm, e sua espessura foi mantida constante igual a 38 mm. Os corpos de prova cilíndricos, para caracterização da resistência à compressão do concreto, foram moldados no IPRJ e rompidos no laboratório de engenharia civil da UERJ, na cidade do Rio de Janeiro. Os concretos utilizados apresentaram resistência à compressão média de 70 MPa.

Size effect is an important issue in concrete structures bearing in mind that it can influence many aspects of analysis such as strength, brittleness and structural ductility, fracture toughness and fracture energy, among others. Further this, ever more new methods are being developed to evaluate displacement fields in structures. In this paper an experimental evaluation of the size effect is performed applying Digital Image Correlation (DIC) technique to measure displacements on the surface of beams. Three point bending tests were performed on three different size concrete beams with a notch at the midspan. The results allow a better understanding of the size effect and demonstrate the efficiency of Digital Image Correlation to obtain measures of displacements. O efeito de escala é uma questão relevante em estruturas de concreto, uma vez que influencia vários aspectos de análise, principalmente aspectos correlacionados com a resistência, fragilidade e ductilidade estrutural, energia e tenacidade à fratura, dentre outros. Além disto, cada vez mais, novas metodologias estão sendo desenvolvidas para avaliar campos de deslocamentos em estruturas. Neste trabalho uma avaliação experimental do efeito de escala é realizada, utilizando como ferramenta de medida a correlação de imagem digital (CID). Vigas de concreto, com três tamanhos distintos e com entalhes no meio do vão, foram ensaiadas por meio do esquema de flexão em três pontos. Os resultados encontrados permitem um melhor entendimento do efeito de escala e demonstram a eficiência da correlação de imagem digital na obtenção de medidas de deslocamentos.