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Estudo do comportamento e processo de formação de fissuras em um solo devido ao ressecamento

A presença de fissuras na massa de solo gera um impacto nas estruturas de solo de forma que provoca alterações em suas principais propriedades mecânicas e hidráulicas. Em locais em que ocorrem períodos de secas por tempo prolongado, as fissuras verticais formadas alcançam profundidades maiores, expõ...

Full description

Main Author: SILVA, Isabel Mendes Pereira da
Other Authors: GUIMARÃES, Leonardo José do Nascimento
Format: masterThesis
Language: por
Published: Universidade Federal de Pernambuco 2019
Subjects:
Engenharia Civil
Fissuras
Ressecamento
Processamento de imagem
Online Access: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/31103
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id ir-123456789-31103
recordtype dspace
spelling ir-123456789-311032019-10-26T03:51:45Z Estudo do comportamento e processo de formação de fissuras em um solo devido ao ressecamento SILVA, Isabel Mendes Pereira da GUIMARÃES, Leonardo José do Nascimento AMORIM, Analice França Lima http://lattes.cnpq.br/4207851429578248 http://lattes.cnpq.br/3821425977868488 Engenharia Civil Fissuras Ressecamento Processamento de imagem A presença de fissuras na massa de solo gera um impacto nas estruturas de solo de forma que provoca alterações em suas principais propriedades mecânicas e hidráulicas. Em locais em que ocorrem períodos de secas por tempo prolongado, as fissuras verticais formadas alcançam profundidades maiores, expõem os solos mais profundos a prolongadas e intensas correntes de ar, aumentam a capacidade de infiltração do solo mobilizando a retração ou expansão potencial de solos mais profundos, afetando, o desempenho de elementos estruturais de casas, edifícios verticais, reservatórios, pavimentos, aterros e taludes de corte, podendo ocasionar a ruptura dessas estruturas. Este trabalho teve como objetivo analisar o processo de formação e propagação das fissuras dos solos, permitindo que a amostra de solo se casse ao ar e assim verificar as consequências desses efeitos no solo. O material selecionado para realizar as análises foi uma mistura entre agregado miúdo e bentonita. Com esta finalidade, foi projetado um equipamento capaz de monitorar amostras de solo submetidas à secagem ao ar, onde a temperatura e umidade do ambiente e a temperatura da amostra, foram monitoradas através de sensores e o peso da amostra registrado através de célula de carga. Os dados são registrados automaticamente através de um programa desenhado para este equipamento, permitindo a visualização de todos os sensores. As imagens são obtidas por meio de uma webcam, são capturadas automaticamente por meio de intervalo de tempo predeterminado e armazenadas no computador. Através das imagens obtidas foi possível verificar a formação das fissuras sobre a superfície de cada amostra, sendo possível estudar o comportamento do solo. Desta forma, foi utilizado o processamento de imagens para obter dados como área das células fissuradas e área das fissuras e posteriormente correlacionar os parâmetros geométricos com as propriedades da amostra de solo. O método de processamento de imagens consiste em aplicar sobre as imagens as ferramentas de transformação binária, segmentação por rótulos e análise dos rótulos para, obter a relação entre a área de superfície das fendas e a área total da superfície analisada e correlacionar os parâmetros geométricos obtidos da imagem com as propriedades da amostra de solo analisado. Os resultados mostram a queda da umidade ao longo do tempo e desta forma é possível calcular a taxa de perda de umidade. Para determinados intervalos de tempo, as análises foram realizadas sobre cada amostra e revelou a influência das dimensões das amostras sobre a espessura das fendas abertas, quantidade de células fissuradas e taxa de perda de umidade. Desta forma, a aplicação dessa metodologia mostrou-se apropriada para análise do processo de formação e comportamento das fissuras do solo em processo de ressecamento ao ar com ambiente controlado. FADE The presence of cracks in the soil mass generates an impact on the soil structures in a way that causes changes in its main mechanical and hydraulic properties. In places where long periods of drought occur, vertical cracks formed reach deeper depths, expose deeper soil to prolonged and intense air currents, increase soil infiltration capacity by mobilizing the retraction or potential expansion of deeper soil, affecting the performance of structural elements of houses, vertical buildings, reservoirs, pavements, embankments and cutting slopes, which may lead to the rupture of these structures. The objective of this work was to analyze the formation and propagation of soil cracks, allowing the soil sample to air dry and to verify the consequences of these effects on the soil. The material selected for the analysis was a mixture of small aggregate and bentonite. For this purpose, an equipmentcapab le of monitoring soil samples subjected to air drying was designed, where the temperature and humidity of the environment and the temperature of the sample were monitored through sensors and the weight of the sample recorded through the load cell. The data is automatically registered through a program designed for this equipment, allowing the visualization of all the sensors. The images are obtained through a webcam, are captured automatically by means of predetermined time interval and stored on the computer. Through the obtained images it was possible to verify the formation of cracks on the surface of each sample, being possible to study the behavior of the soil. In this way, the image processing was used to obtain data as the area of the cracked cells and area of the cracks and later to correlate the geometric parameters with the properties of the soil sample. The image processing method consists of applying the binary transformation tools, label segmentation and label analysis to the images to obtain the relation between the surface area of the slits and the total area of the analyzed surface and to correlate the obtained geometric parameters of the image with the properties of the analyzed soil sample. The results show the decrease of humidity over time and in this way it is possible to calculate the rate of moisture loss. For certain time intervals, the analyzes were performed on each sample and revealed the influence of the sample dimensions on the thickness of the open slits, amount of cracked cells and rate of moisture loss. In this way, the application of this methodology proved to be appropriate for the analysis of the formation process and the behavior of soil cracks in the air drying process with controlled environment. 2019-06-18T17:32:26Z 2019-06-18T17:32:26Z 2018-03-14 masterThesis https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/31103 por openAccess Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Engenharia Civil
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