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Title in Portuguese: Determinação de modelo matemático preditivo para a estimativa do coeficiente de permeabilidade de solos arenosos
Title: Determination of a predictive mathematic model for the coefficient estimation of permeability of sands
Author: Nogueira, Otavio Alves
Advisor(s): Leme, Rosiel Ferreira
Keywords: Solos arenosos
Coeficiente de permeabilidade
Modelo preditivo
Issue Date: 2019
Citation: NOGUEIRA, Otavio Alves. Determinação de modelo matemático preditivo para a estimativa do coeficiente de permeabilidade de solos arenosos. 2019. 120 f. TCC (Graduação em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Abstract in Portuguese: Os solos arenosos são comumente usados em obras de engenharia, seja em barragens de terra, obras de contenção, estradas, entre outros, para fins de drenagem e obras correlatas. Desta forma, é de suma importância conhecer as características do material a ser empregado na obra, principalmente no que diz respeito a sua condutividade hidráulica. No intuito de estimar a coeficiente de permeabilidade de solos arenosos, alguns pesquisadores como Hazen (1930), Kozeny-Carman (1938), Carrier (2003) e Chapuis (2004) determinaram modelos matemáticos no qual correlacionava parâmetros básicos de caracterização com a condutividade hidráulica. Diante disto, este trabalho tem como objetivo principal determinar uma nova formulação matemática mais eficiente, para estimativa do coeficiente de permeabilidade de materiais arenosos, através de análise estatística. Para esta pesquisa, selecionou-se sete amostras arenosas, determinando os valores de permeabilidade sob carga constante para diferentes índices de vazios. O estudo também contou com uma adaptação do aparato necessário aos ensaios de adensamento e permeabilidade, realizando-se os dois ensaios em um mesmo equipamento. A partir dos resultados dos ensaios obtidos, foram avaliados diversos parâmetros que poderiam influenciar para o modelo matemático, e, por um processo interativo utilizando a ferramenta computacional Solver, foi determinado a equação empírica para o estudo proposto.Com a finalidade de avaliar o modelo desenvolvido nesta pesquisa, fez-se um comparativo da determinação do coeficiente de permeabilidade pela equação desta pesquisa em relação as diferentes equações disponíveis na literatura, identificando que a equação proposta apresenta um erro menor que as demais equações matemáticas. Para validação do modelo empírico proposto, os parâmetros de uma amostra distinta foram usados para verificar a precisão do modelo em estudo e compará-lo à outras metodologias. Os resultados obtidos pelo modelo mostraram-se satisfatórios, também apresentando um erro consideravelmente menor em relação aos outros métodos encontrados na literatura.
Abstract: Sandy soils are commonly used in engineering works, whether in earth dams, containment works, roads, among others, for drainage and related works. Thus, it is of utmost importance to know the characteristics of the material to be used in the work, especially with regard to its hydraulic conductivity. In order to estimate the permeability coefficient of sandy soils, some researchers such as Hazen (1930), Kozeny-Carman (1938), Carrier (2003) and Chapuis (2004) determined mathematical models in which they correlated basic characterization parameters with hydraulic conductivity. Given this, this work has as main objective to determine a new more efficient mathematical formulation to estimate the permeability coefficient of sandy materials, through statistical analysis. For this research, seven sandy samples were selected, determining the permeability values under constant load for different voids indices. The study also included an adaptation of the necessary apparatus to the densification and permeability tests, both tests being performed in the same equipment. From the results of the obtained tests, several parameters that could influence the mathematical model were evaluated, and by an interactive process using the Solver computational tool, the empirical equation for the proposed study was determined. In order to evaluate the model developed in this research, we compared the determination of the permeability coefficient by the equation of this research in relation to the different equations available in the literature, identifying that the proposed equation presents a smaller error than the other mathematical equations. To validate the proposed empirical model, the parameters of a distinct sample were used to verify the accuracy of the model under study and to compare it with other methodologies. The results obtained by the model were satisfactory, also presenting a considerably smaller error in relation to the other methods found in the literature.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/52048
metadata.dc.type: TCC
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ENGENHARIA CIVIL - Monografias

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