ISEP - DM – Engenharia Geotécnica e Geoambiente
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Percorrer ISEP - DM – Engenharia Geotécnica e Geoambiente por Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) "09:Indústria, Inovação e Infraestruturas"
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- Acompanhamento e fiscalização de infraestruturas subterrâneas: Um caso de estudoPublication . PAIS, HUGO DE ALMEIDA PINTO; Chaminé, Helder Gil Iglésias de OliveiraA presente dissertação tem como objectivo documentar a acção da fiscalização técnica na construção do túnel de via dupla na cidade do Porto entre a Praça da Galiza e a Casa da Música (Linha G, Metro do Porto), com ênfase na gestão prática das interfaces entre fases. Os capítulos I e II estabelecem o enquadramento e os objectivos do trabalho, sintetiza o estado da arte dos métodos de tunelação (com destaque para o New Austrian Tunneling Method (NATM) em meio urbano), e define a abordagem adoptada: descrição operacional suportada por procedimentos, Planos de Inspeção e Ensaio e observação contínua em obra. Os capítulos seguintes caracterizam caracterização do contexto geológico-geotécnico e de concepção construtiva, apresentando o caso de estudo propriamente dito, no qual se acompanha a sequência: tratamentos – escavação – suporte – limpeza – regularização – impermeabilização - revestimento definitivo. No que se refere ao revestimento definitivo é descrito o ciclo por troços com carro de cofragem/betonagem (preparação, montagem, enchimento progressivo, vibração e descofragem) e as respectivas verificações. As considerações finais salientam que a presença contínua da fiscalização, combinada com registos padronizados e decisões proporcionais ao risco, permite antecipar e proteger a integridade da estrutura componente do túnel. A articulação fiscais de frente de obra — fiscalização engenheiros de frente — Projectista mostrou ser eficaz sempre que havia canais de decisão curtos.
- Análise da estabilidade geomecânica da escavação subterrânea no jazigo de S. João (minas de Aljustrel)Publication . BATISTA, JOÃO PEDRO MADEIRA; Chaminé, Helder Gil Iglésias de OliveiraA presente dissertação centra-se na análise de estabilidade das escavações subterrâneas no jazigo de S. João, pertencente às Minas de Aljustrel. A caracterização e avaliação geotécnicas e geomecânicas mineiras do maciço incluíram o tratamento de dados geológico-geotécnicos provenientes de 94 sondagens direcionadas à massa mineral. Nestes dados, aplicaram-se os sistemas de classificação Q-System e a correlação com o GSI. Devido à fraca qualidade do maciço e à dificuldade em obter amostras que atendam aos requisitos mínimos para ensaios laboratoriais, os parâmetros de resistência foram estimados com recurso a correlações e a ensaios expeditos. Estes parâmetros foram posteriormente utilizados na modelação numérica. Com as propriedades geomecânicas definidas e os zonamentos geotécnicos balizados, avançou-se para a modelação numérica 2D no software RS2. O estudo da geometria das galerias demonstrou que uma secção de coroa abobadada otimiza a transferência de tensões e reduz os deslocamentos do maciço. Com base nesses resultados, dimensionou-se o sustimento para as diferentes zonas geotécnicas já definidas no jazigo. Previu-se a necessidade de uma contenção mais pesada nas zonas intersectadas por falhas. Foram testados dois métodos de exploração, o já utilizado Bench-and-fill e o Cut-and-fill, para mitigar ao máximo o estado de tensão do maciço. Por fim, simulou-se a sequência de lavra de um pilar de soleira. A análise confirmou que a estabilidade global de todo o bloco de exploração depende criticamente da extração inicial das bancadas primárias e da rigidez do material de enchimento pastefill, garantindo, assim, o confinamento e a estabilidade necessários para a posterior lavra das bancadas secundárias.
- Análise de risco de arribas costeiras: Proposta e aplicação de metodologia em dois casos de estudoPublication . ROLO, RENATO RODRIGUES; Mendonça, António Agostinho MartinsA presente dissertação teve como foco a análise de risco de instabilidade de arribas costeiras, com o objetivo de adaptar e propor um método de avaliação de risco sob a forma de matriz, aplicado a dois casos de estudo no município de Torres Vedras. A metodologia adotada incluiu o reconhecimento e caracterização visual in situ das arribas, a execução de sondagens geológicogeotécnicas com ensaios SPT, a recolha de amostras para ensaios laboratoriais, bem como o zonamento e a parametrização geotécnica do maciço. Realizou-se ainda o levantamento geomecânico das arribas, através da técnica de amostragem linear, a elaboração de fichas de campo e à análise cinemática dos planos de rotura. Os dados obtidos permitiram aplicar as tabelas de perigosidade e vulnerabilidade, sendo os resultados posteriormente esquematizados sob a forma de matriz de risco, aplicada aos casos de estudo de Amanhã/Vigia e Formosa. Complementarmente, recorreu-se ao software RS2 da Rocscience para a análise da probabilidade de rotura. Os resultados demonstraram um grau de risco global mais elevado para a arriba da Praia Formosa, associado à sua maior vulnerabilidade e perigosidade, comparativamente com Amanhã/Vigia. Conclui-se que a matriz de risco proposta se revelou eficaz na gestão integrada de risco costeiro, constituindo uma ferramenta de apoio à decisão em áreas com elevada relevância socioeconómica e ambiental.
- Avaliação da contaminação de solos: Investigação, análise e gestãoPublication . FERNANDEZ, MIGUEL ÂNGELO DE FREITAS; Fernandes, José Augusto Abreu Peixoto; Fernandes, Maria João CerveiraA contaminação dos solos consiste num problema ambiental de elevada relevância, com implicações significativas na saúde pública, na qualidade dos ecossistemas e no uso sustentável do território. Em Portugal, já foram identificados mais de 180 locais com necessidade de intervenção, reforçando a importância dos planos de remediação de solos e das metodologias que suportam a sua avaliação e gestão. O trabalho apresentado tem como objetivo avaliar o estado de contaminação dos solos presentes num terreno localizado no Sobrado, município de Valongo. Para tal, este recorre à aplicação de um conjunto de metodologias faseadas, que passam pela recolha de informação, execução de sondagens, recolha de amostras e realização de determinações analíticas. É também realizada uma revisão do enquadramento legal existente, bem como dos principais grupos de contaminantes e possíveis danos. Através dos resultados obtidos, foi possível identificar os elementos críticos presentes no solo, avaliar a sua distribuição espacial, seu nível de perigosidade e calcular os volumes de resíduos a remover. De igual modo, foram ainda propostas estratégias de gestão para os solos e restantes resíduos, em conformidade com a legislação nacional e as orientações fornecidas pela Agência Portuguesa do Ambiente (APA). Adicionalmente, foi explorada a utilização do método de krigagem enquanto método geoestatístico alternativo, articulando-o de seguida com os polígonos de Thiessen anteriormente utilizados, de modo a aumentar o rigor da avaliação e promover uma gestão mais eficiente dos solos contaminados.
- Contributo para o desenvolvimento de planos de instrumentação geotécnica suportados por análise técnico-económicaPublication . MARQUES, JOÃO RAFAEL MARTINS DA COSTA; Mendonça, António Agostinho MartinsAtualmente, continuam a existir projetos de escavação a céu aberto em meio urbano com omissão, carência ou uso desadequado de metodologias de instrumentação, verificando-se ainda uma seleção preferencial por metodologias de aquisição manual em detrimento de metodologias mais atuais. Pelo exposto, é realizada esta dissertação com a finalidade de contribuir para o desenvolvimento de planos de instrumentação geotécnica e estrutural promovendo a sua modernização e/ou otimização do ponto de vista técnico e económico. O estudo inicia-se com uma análise técnica e operacional dos métodos de instrumentação mais utilizados nesta tipologia de obras em Portugal, analisando-se também, de forma critica, os diferentes sistemas de monitorização. De seguida, foi concebida e desenvolvida uma nova metodologia de análise técnico-económica para a definição de planos de instrumentação. Esta metodologia assenta em duas vertentes de análise, nomeadamente uma vertente técnica, com análise de benefício, e uma vertente económica. A integração total da metodologia permite uma análise técnico-económica integral e crítica. Por último, destaca-se a aplicação da análise técnico-económica a caso de estudo teórico, sendo este representativo da maioria dos projetos em execução nas principais cidades portuguesas.
- Controlo de compactação de aterros em argila expandidaPublication . SILVA, EDUARDO BROCHADO DA; Mendonça, António Agostinho MartinsOs agregados leves de argila expandida, utilizados em aterros estruturais pelo seu reduzido peso volúmico, carecem de uma metodologia de controlo de compactação consolidada, pois os métodos clássicos (Proctor, garrafa de areia, gamadensímetro) não são aplicáveis a este material poroso e de comportamento frágil. Esta dissertação desenvolve e valida uma metodologia de controlo de qualidade da compactação de aterros com argila expandida, recorrendo ao penetrómetro dinâmico PANDA. O programa experimental incluiu ensaios em modelo reduzido, avaliando a influência da espessura de camada e do número de passagens de compactação, e ensaios em caixas-modelo de 1 m³, que validaram o critério de redução volumétrica de 10% do EXCA (2007) e caracterizaram a heterogeneidade da compactação. Estes ensaios foram complementados por uma caracterização laboratorial das amostras recolhidas antes e após cada ensaio (massa volúmica, resistência mecânica e granulometria), validando, de forma independente, parte destas conclusões. Com base nos resultados, desenvolveu-se uma correlação original entre qd e o módulo de deformabilidade E, a Fórmula de Correlação qd-E para Argila Expandida (2026), E = 17,77 · qd^0,681 (R² = 0,965), sustentando um intervalo de aceitação de qd ∈ [1,25; 2,00] MPa para o controlo de compactação de aterros com Argila Expandida em obra.
- Correlação entre as características geomecânicas e o rendimento de perfuração em maciços rochosos: Avaliação pelo ensaio de campo com martelo de SchmidtPublication . GUERRA, JOÃO PEDRO FERNANDES; Ramos, Luís Carlos Correia; Chaminé, Helder Gil Iglésias de OliveiraA eficiência da perfuração é um dos fatores determinantes do desempenho das operações de desmonte em pedreira, influenciando diretamente a produtividade da exploração. Neste contexto, a presente dissertação tem como principal objetivo estabelecer uma correlação entre o rendimento da perfuração e a resistência à compressão uniaxial (RCU) da rocha, estimada por meio do ensaio expedito de campo com o martelo de Schmidt. Uma vez estabelecida esta correlação, torna-se possível estimar, de forma rápida e expedita, a resistência à compressão da rocha a partir do rendimento instantâneo da perfuração e, indiretamente, a sua resistência à fragmentação, avaliada pelo ensaio Los Angeles. Esta abordagem permite uma gestão mais sustentável e eficiente do georrecurso. Para o efeito, procedeu-se à monitorização direta das operações de perfuração em três bancadas, com registo detalhado de todas as fases do respetivo ciclo operacional na pedreira. Paralelamente, foi realizado o levantamento geomecânico do maciço rochoso com recurso ao martelo de Schmidt, o que permitiu obter valores estimados da resistência à compressão uniaxial. Com base nos dados recolhidos, foi construída uma base de dados composta por pares de valores de rendimento de perfuração e de resistência à compressão uniaxial, recorrendo à normalização associada ao desgaste dos bits. Esta base de dados permitiu desenvolver um ábaco de correlação entre ambas as variáveis, constituindo uma ferramenta de apoio às operações de perfuração para desmonte em maciços rochosos. Os resultados obtidos evidenciaram a existência de uma relação significativa entre o rendimento da perfuração e a resistência à compressão uniaxial, cuja expressão varia em função do grau de desgaste do bit. Complementarmente, foi desenvolvida uma plataforma interativa, denominada GeoDrillBoard, no Microsoft Power BI, destinada à visualização, análise e interpretação de dados de perfuração.
- Digitalização na geotecnia ambiental: implementação do formato AGS para a gestão de dados geoambientaisPublication . MESQUITA, BÁRBARA LONDREIRA; Chaminé, Helder Gil Iglésias de OliveiraA engenharia geotécnica e geoambiental tem elevado potencial para integrar tecnologias emergentes; contudo, a ausência de formatos digitais normalizados constitui ainda um entrave significativo à sua modernização. O esquema AGS apresenta-se como uma solução digital estruturada, interoperável com GIS, CAD, BIM e bases de dados relacionais, sendo amplamente adotado a nível internacional. A sua maturidade, acessibilidade e flexibilidade tornam-no especialmente relevante para a transição digital do setor. Esta dissertação centrou-se na aplicação do formato AGS à digitalização de dados geoambientais relativos a solo escavado, cuja gestão requer avaliação da contaminação, perigosidade e admissibilidade em aterro. O caso prático teve como base uma área com uso industrial anterior, incluindo sondagens e ensaios laboratoriais. Os dados recolhidos foram organizados segundo o formato AGS, com cabeçalhos personalizados para integrar informação normativa e classificações técnicas. Devido à complexidade da estrutura, foi desenvolvido um script em VBA para automatizar a exportação do ficheiro AGS, cuja validade foi confirmada através dos validadores da AGS e do BGS. Paralelamente, foi criado um script adicional para gerar automaticamente ficheiros GeoJSON compatíveis com QGIS. A solução revelou-se tecnicamente robusta e adaptada ao contexto português, evidenciando potencial para aumentar a eficiência e apoiar a digitalização do setor geoambiental.
- Eficiência operacional de detonadores eletrónicos versus não elétricos no desmonte de rochaPublication . GOMES, RODRIGO RIBEIRO DA CUNHA; Fernandes, José Augusto Abreu PeixotoA exploração de recursos minerais é uma atividade fundamental para o desenvolvimento das sociedades. A presente dissertação tem como principal objetivo investigar a influência da utilização de detonadores eletrónicos, em substituição dos detonadores não elétricos convencionais, na otimização do desmonte de rocha com explosivos. A revisão da literatura aborda os conhecimentos teóricos para a compreensão do trabalho, incluindo a caracterização geológico-geotécnica de maciços rochosos, a teoria do desmonte com explosivos e a cartografia geotécnica da pedreira do Facho, objeto de um estudo prévio. A metodologia experimental baseou-se na recolha e análise de dados de campo dos desmontes. As técnicas utilizadas incluíram a técnica da amostragem linear, ensaios esclerométricos e a aplicação de softwares especializados, como o WipFrag. A análise dos dados inerentes ao plano de fogo, das curvas granulométricas obtidas com o WipFrag e das vibrações registadas com um sismógrafo permitiu comparar a qualidade dos desmontes que utilizaram detonadores não elétricos com os que recorreram a detonadores eletrónicos, identificando a influência da tecnologia eletrónica. Os resultados demonstram que a utilização de detonadores eletrónicos impacta positivamente na eficiência e qualidade do desmonte de rocha, confirmando as previsões da bibliografia.
- Estudo de viabilidade da substituição parcial do ligante (cimento) por filler no enchimento por paste fill no método sublevel stopingPublication . SILVA, MARIANA BASTOS SANTOS; Spínola, Sílvia Vieira Pinto Alves da Costa; Silva, João Paulo Meixedo dos SantosEsta dissertação foca-se no estudo da viabilidade da substituição parcial de ligante (cimento) por filler no enchimento por pastefill no método ‘Sublevel Stoping’ nas minas de Aljustrel, com o objetivo de reduzir os custos operacionais, assim como o impacto ambiental associado à produção de cimento. A relevância deste estudo advém da crescente procura da indústria mineira de soluções mais sustentáveis que mitiguem os efeitos da exploração subterrânea. Para tal, foram realizadas, no Laboratório Geotécnico da ALMINA – Minas do Alentejo, S.A, vinte misturas de pasta constituídas por rejeitado de cobre, cimento Portland tipo II/A-L 42.5R, filler, água e aditivo, com o intuito de avaliar o impacto da substituição parcial de cimento por filler nas propriedades reológicas e na resistência mecânica da pasta. Deste modo, realizaram-se vários ensaios laboratoriais, nomeadamente ensaios de abaixamento (slump), espalhamento e resistência à compressão uniaxial, que permitiram assegurar o controlo de qualidade da pasta. Os resultados demonstraram que apenas as seis últimas misturas, sobretudo as de 15%, 12% e de 10% de filler, cumprem os requisitos da pasta de enchimento, apresentando valores favoráveis de resistência mecânica aos 28 dias e uma trabalhabilidade adequada.