Geotecnia

Representante

Prof. Fernando Artur Brasil Danziger
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Descrição

As pesquisas realizadas nesta área de concentração abrangem praticamente todas as atividades desta especialidade da Engenharia Civil e incluem experimentos em laboratório e de campo, além de estudos  analíticos e numéricos. Os principais temas de pesquisa são: encostas e sistemas de contenção, fundações e interação solo-estrutura, ensaios de campo e instrumentação, obras de terra, geotecnia ambiental,  pavimentos e estabilização dos solos, solos reforçados, solos moles, reologia dos solos e mecânica das rochas.

Uma importante característica da área de concentração Geotecnia é sua forte interação com a indústria. Neste sentido desenvolvem-se atividades de extensão em todos os temas acima mencionados, através de contratos e convênios com órgãos públicos e com empresas. Citam-se pesquisas e estudos relacionados com estabilização e contenção de encostas terrosas e rochosas em regiões urbanas e em rodovias; muros reforçados com geossintéticos em laboratório (modelos físicos) e em campo; soluções construtivas inovadoras em aterros sobre solos muito moles em áreas urbanas, portos e rodovias; investigações geotécnicas especializadas em laboratório e em campo, com equipamentos de piezocone e de palheta desenvolvidos na COPPE; monitoramento especializado de obras diversas, citando-se medidas de esforços em grampos e em reforços de geossintéticos; consultoria em obras com fundações especiais;  estudos em dutos e risers através de modelagens centrífuga e numérica; estudos em solos não saturados e erosão, estudos em laboratório e em campo em pavimentos rodoviários e ferroviários; estudos de contaminação de solos; estudos com resíduos diversos (sólidos urbanos, sedimentos de dragagem, mineração); tijolos com técnica especial usando solo estabilizado; técnicas inovadoras para revestimento e coberturas de aterros de resíduos em geral; estudos em barragens de terra e de enrocamento, etc. Como consequência, a grande maioria das pesquisas desenvolvidas têm tido influência direta na prática da engenharia geotécnica.

 

O Laboratório de Geotecnia da COPPE ocupa uma área de cerca de 2000 m², incluindo os setores (laboratórios) de: ensaios de resistência e de deformabilidade de solos, ensaios de campo e Instrumentação, pavimentos, misturas betuminosas, química e minerologia de solos, geotecnia ambiental, modelagem física (centrífuga de tambor e de braço, modelos 1G e câmara de calibração), de resíduos sólidos e de mecânica das rochas.

 

Linhas de pesquisa

Encostas e sistemas de contenção

 

As encostas naturais sujeitas a processos de movimentos de massa são o objetivo imediato do curso. Taludes de corte em obras de engenharia, assim como processos erosivos, como voçorocas, têm sido estudados.  A instrumentação de taludes é discutida. Pesquisam-se também técnicas de análise e projeto de estruturas de contenção em geral. As pesquisas envolvem muros e taludes de solo reforçado, incluindo terrenos naturais (solo grampeado) e aterros.  Estudam-se também taludes submarinos e cânions sob solicitações sísmicas e debris flows submarinos através de modelagem física em centrífuga geotécnica.

Fundações e interação solo estrutura

Nessa linha de pesquisa são abordados diversos tópicos como: previsão de recalques de fundações superficiais por métodos semi-empíricos; previsão da capacidade de carga de fundações profundas por métodos teóricos e semi-empíricos; comportamento estático e dinâmico de estacas; estudo dos efeitos do tempo (fluência e relaxação) em fundações; comportamento de fundações mistas (associações entre estacas e sapatas ou radiers); capacidade de carga de estacas à tração; interação solo-estrutura: estudo do comportamento combinado estrutura-fundação; comportamento de escavações a céu aberto e túneis; aterros estruturados com plataforma de geossintético.

Investigação geotécnica e obras de terra

Nesta linha de pesquisa são estudadas as técnicas de investigação de laboratório e de campo em geral objetivando a determinação das características  dos materiais terrosos e rochosos em geral e seus parâmetros geotécnicos  usados nas análises de deformações e de estabilidade de obras geotécnicas em geral. As obras de terra estudadas incluem barragens em geral e aterros e sobre solos moles, da concepção à avaliação  do desempenho através  do monitoramento com instrumentação geotécnica. Os estudos incluem modelagem física em centrífuga geotécnica e modelagem numérica por elementos finitos.

 

Pavimentos e estabilização dos solos

Mecânica dos Pavimentos aplicada a rodovias, aeroportos, pavimentos urbanos e pavimentos ferroviários. Modelagem constitutiva através do método dos elementos finitos. Teoria da viscoelasticidade. Mecânica da fratura. Reologia aplicada a materiais asfálticos. Ensaios de laboratório: (a) ligantes asfálticos - ensaios tradicionais e da metodologia Superpave; (b) solos e agregados - módulo de resiliência, resistência à deformação permanente e MCT; (c) misturas asfálticas - módulo de resiliência, módulo dinâmico, resistência à fadiga, à deformação permanente e ao dano por umidade. Métodos de dimensionamento mecanístico - empíricos. Avaliação de pavimentos. Projeto de manutenção e reabilitação sob critérios de desempenho definidos a partir de análise de tensões - deformações. Retroanálise de bacias de deflexão. Reciclagem com uso de agentes rejuvenescedores e asfalto - espuma. Físico - química de solos, Ki e Kr. Estabilização química de solos e uso de rejeitos industriais para pavimentação e para produção de tijolos para habitação popular.

 

Geotecnia em Obras Ambientais

 

Pesquisas sobre a relação e o impacto de eventos meteorológicos e da vegetação sobre os movimentos de massa em encostas naturais; obras geotécnicas em terrenos contaminados, previsão e controle dos riscos envolvidos e impactos potenciais; influência de diferentes tipos de contaminantes inorgânicos e orgânicos sobre as propriedades geotécnicas e hidráulicas dos solos; comportamento mecânico (resistência e compressibilidade) de diferentes resíduos (urbanos, dragagem, mineração e outros); estabilização de resíduos e seu aproveitamento em obras geotécnicas (RCDs, dragagem, cinzas e escórias, borras, lodos de estação de tratamento, e outros); técnicas inovadoras de cobertura e revestimento de resíduos na disposição em terra ou subaquática, inclusive com uso de geossintéticos; investigação do comportamento em longo prazo de depósitos de resíduos em terra (aterros, barragens, lagos, pilhas) sob os aspectos geotécnico e ambiental; processos eletrocinéticos em solos e sua relação com as propriedades elétricas, térmicas, mecânicas e hidráulicas dos solos.