Modelação numérica da construção de um túnel superficial

Neste trabalho é apresentada a modelação numérica da construção de um túnel superficial. Esse túnel foi construído na cidade do Porto e foi escavado num maciço de solo residual do granito com um processo construtivo baseado nos princípios do NATM. Foi atribuído aos solos um comportamento elástico linear perfeitamente plástico, definido até à rotura por um módulo de deformabilidade independente dos níveis de tensão ou de deformação. A rotura dos solos foi controlada pelo critério de Mohr-Coulomb. São apresentados os deslocamentos medidos através de instrumentação colocada numa das secções principais de observação. Esses valores são comparados com os valores obtidos nos cálculos efectuados. Observa-se uma concordância razoável entre os valores medidos e calculados

Rigid-plastic and elastic-plastic methods to obtain the safety factor in the slopes stability analysis

É feita referência à análise da estabilidade de taludes usando métodos rígido-plásticos (MRP) e modelos elastico-perfeitamente plásticos usando o Método dos Elementos Finitos (MEF). Apresenta-se um exemplo onde se verifica que os coeficientes de segurança Fs obtidos usando os métodos de Bishop e dos Elementos Finitos são praticamente iguais. Esta conclusão não pode ser generalizada a maciços terrosos muito heterogéneos ou com inclusões. É ainda analisada a influência das constantes elásticas na estabilidade de taludes. Os cálculos numéricos confirmam que as mesmas não têm influência no factor de segurança ao deslizamento geral, o que, teoricamente, numa análise qualitativa já seria de esperar.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT), Projecto I/D POCTI/ECM/2521/95

Equilíbrio limite de massas terrosas : um programa geral para o cálculo do coeficiente de segurança por métodos rígidos-plásticos

O trabalho apresentado é um programa para computador para o cálculo de Fs por método generalizado das fatias que inclui os casos particulares dos clássicos para superfícies de rotura de directriz circular e outros para superfícies de rotura de directriz não circular. O programa inclui o caso de terrenos estratificados com condições de pressão de água nos poros de qualquer espécie e ainda sismos tratados através de um coeficiente sísmico. São tratados casos práticos e feita a comparação com resultados obtidos usando métodos de programação não linear e análises elasto-plásticas bidimensionais por elementos finitos.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - Projecto POCI/ECM/57495/2004 – "Risco Geotécnico em túneis para comboios de alta velocidade

Programas auxiliares de processamento de dados e de resultados de dois programas que permitem a simulação numérica de túneis 2D e 3D

Neste trabalho são apresentados dois programas auxiliares no pré-processamento dos dados (MALHAS2D e MALHAS3D) e no pós-processamento dos resultados (MALHAS3D) de dois programas de simulação numérica de túneis a duas e três dimensões. Estes programas, escritos na linguagem de programação Visual Basic, permitem gerar a malha de elementos finitos e definir os diferentes estratos do terreno, o suporte do túnel, a posição do nível freático e as condições de fronteira do problema. Podem ser considerados túneis de secção circular, de secção elíptica e com paramentos verticais ou circulares nos hasteais. Os dois programas permitem ainda a visualização da malha de elementos finitos inicial. No caso do programa MALHAS3D é ainda possível ver a malha deformada bem como definir cortes com isocurvas de deslocamentos. Os programas geram um ficheiro de dados com o nome definido pelo utilizador e um ficheiro com a extensão DXF que contém a geometria do problema e permitem ao utilizador importar e visualizar a malha em AutoCAD. O programa MALHAS3D também permite exportar para o AutoCAD cortes horizontais, verticais e transversais ao eixo do túnel.Fundação para a Ciência e a Tecnologia – Programa POCTI/ECM/2521/95 – Concepção, Projecto e Reabilitação de Túneis em Obras Viárias

The yield curve and the macro-economy across time and frequencies

This paper assesses the relation between the yield curve and the main macroeconomic variables in the U.S. between early 1960s and 2009 across time and frequencies, using wavelet analyses. The shape of the yield curve is modelled by latent factors corresponding to its level, slope and curvature, estimated by maximum likelihood with the Kalman filter. The macroeconomic variables measure econmic activity, unemployment, inflation and the fed funds rate. The cross wavelet tools employed - coherency and phase difference - , the set of variables and the length of the sample, allow for a thorough appraisal of the time- variation and structural breaks in the direction,intensity,synchronization and periodicity of the relation between the yield curve and the macro-economy. Our evidence establishes a number of new stylized facts on the yield curve-macro relation; and sheds light on several results found in the literature, which could not have been achieved with analyses conducted strictly in the time-domain(as most of the literature)or purely in the frequency-domain.Macro-finance; Yield curve; Kalman filter; Continuous wavelet transform;Wavelet coherency;Phase-difference

Estimation of the rock deformation modulus and RMR based on data mining techniques

In this work Data Mining tools are used to develop new and innovative models for the estimation of the rock deformation modulus and the Rock Mass Rating (RMR). A database published by Chun et al. (2008) was used to develop these models. The parameters of the database were the depth, the weightings of the RMR system related to the uniaxial compressive strength (UCS), the rock quality designation (RQD), the joint spacing (JS), the joint condition (JC), the groundwater condition (GWC) and the discontinuity orientation adjustment (DOA), the RMR and the deformation modulus. As a modelling tool the R program environment was used to apply these advanced techniques. Several algorithms were tested and analysed using different sets of input parameters. It was possible to develop new models to predict the rock deformation modulus and the RMR with improved accuracy and, additionally, allowed to have an insight of the importance of the different input parameters.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT

Slope stability evaluation. Performance of neural networks versus support vector machines

Neste trabalho são comparados os desempenhos das Redes Neuronais Artificiais (RNA) com as Máquinas de Vetores de Suporte (MVS) na avaliação da estabilidade de taludes. Para isso foi gerada uma base de dados contendo os fatores de segurança (FS) calculados para 501 taludes homogéneos bem como as suas características geométricas e geotécnicas. Os fatores de segurança foram obtidos usando o método de Bishop modificado e o software SLOPE/W. Nas análises efetuadas foi usada a biblioteca RMiner no ambiente R para facilitar o uso deste nas tarefas de classificação e regressão. Para usar aquela tarefa as bases de dados foram ajustadas substituindo o fator de segurança dos taludes por “estável” quando FS é maior ou igual à unidade e “instável” quando FS é menor que 1. Constata-se que tanto as RNA como as MVS apresentam bons desempenhos nas tarefas de regressão e de classificação. No entanto, são as MVS que apresentam os melhores desempenhos nas duas tarefas.This work compares the performances of the Artificial Neural Networks (ANN) with the Support Vector Machines (SVM) in the slope stability evaluation. For this purpose a database containing the factors of safety (FS) computed for 501 homogeneous slopes as well as their geometric and geotechnical characteristics was generated. The factors of safety were obtained using the modified Bishop method and the SLOPE/W software. The analyses were performed using the RMiner library in the R environment to facilitate its use in classification and regression tasks. In the classification task the data were adjusted by replacing the FS for “stable” when FS is greater or equal to 1 and “unstable” when FS is lower than 1. Both ANN and SVM presented good performances in regression and classification tasks. Nevertheless, the SVM had better performance in both tasks

Correlações entre algumas propriedades mecânicas de rochas graníticas com vista à escavação de túneis

A escavação de túneis em maciços rochosos é uma tarefa complexa que requer uma rigorosa caracterização dos mesmos. Essa caracterização envolve a determinação de várias características, nomeadamente a capacidade resistente da rocha e as características de fracturação do maciço. Para avaliar estas características são efectuados ensaios e o levantamento da orientação e espaçamento das diacláses, bem como o material de enchimento das mesmas. No presente trabalho, para avaliar a capacidade resistente de rochas graníticas, foram usados resultados de ensaios de compressão uniaxial, de carga pontual e com o esclerómetro de Schmidt. Foram estabelecidas correlações quer entre os parâmetros de resistência obtidos nestes ensaios quer entre esses parâmetros e o módulo de elasticidade. Foram obtidas boas correlações entre os parâmetros envolvidos.The excavation of tunnels in rock masses is a complex task that requires its accurate characterization. This characterization involves the determination of several characteristics, mainly the rock strength and the rock mass fracturation. To evaluate these characteristics, tests are performed and the orientation and joint spacing, as well as the filling material are surveyed. In this work, to evaluate the strength of granitic rocks results of uniaxial compression test, point load test and Schmidt hammer test were used. Correlations were established both between the strength parameters and between these parameters and the modulus of elasticity. Good correlations were obtained between the involved parameters

Analysis of damage building in the north region of Portugal

A damaged building in the North Region of Portugal is analysed. Geotechnical characterisation of the soil foundation is presented. This soil has a low bearing capacity and the water level is near the ground surface. The reinforced concrete structural skeleton of this building consists of a mat foundation and slabs joined by walls. The façades of the building are in air brick masonry. Instrumental devices to measure the settlements of the building were installed. To observe the behaviour of the developed cracks, a monitoring system was also applied. The water table was observed with piezometers. A tridimensional numerical linear-elastic analysis using a finite element computer program considering soil-structure interaction is done. The soil is modelled using springs distributed continuously and the values of the modulus of subgrade vertical reaction are estimated from the geotechnical properties. The numerical results reveal the deformations and the damages of the building. These results are compared with the field observations. A rehabilitation structural solution is analysed in order to decrease the differential settlements and the soil pressure, and sustain the crack development.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - POCTI/ECM/59033/2004 “CUTINSHEAR - Performance assessment of an innovative structural FRP strengthening technique using an integrated system based on optical fiber sensors

The performance of ultrasonic pulse velocity on the prediction of tensile granite behaviour : a study based on artificial neural networks

The rehabilitation and repair of existing structures requires inspection. This generally includes in situ non-destructive testing. A very economical test is the non-destructive ultrasonic pulse velocity test (UPV). Lower information is available in the literature in relation to the use of this technique for the estimation of the tensile strength of materials. Therefore, this paper aims at using artificial neural networks (ANN) in the prediction of the mechanical behaviour of granites under tensile loading. The parameters under analysis are the tensile strength, displacement at peak stress and critical crack opening. For this, experimental results obtained from the physical and mechanical characterization under tension of distinct types of granites are combined and the performance of the developed models using the UPV index alone and combined with other physical parameters is analysed. The results of the ANNs models are also compared with respect to the results of regression models. The criteria used to evaluate the predictive performances of the models were the coefficient of correlation (R) and root mean square error (RMSE)