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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77592
Type: | Dissertação |
Title: | Desenvolvimento de modelos neurais e mapas geológico-geotécnicos para pavimentação no estado do Ceará |
Title in English: | Development of neural models and geological-geotechnical maps to assist pavement projects in the state of Ceará |
Authors: | Oliveira, Francisco Carlos Henrique Pio de |
Advisor: | Araújo, Carla Beatriz Costa de |
Keywords in Brazilian Portuguese : | Dimensionamento de pavimentos;Mapas geológico-geotécnicos;Módulo de resiliência |
Keywords in English : | Artificial neural networks;Geological-geotechnical maps;Resilience module |
Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOLOGIA |
Issue Date: | 2024 |
Citation: | OLIVEIRA, Francisco Carlos Henrique Pio de. Desenvolvimento de modelos neurais e mapas geológico-geotécnicos para pavimentação no estado do Ceará. 2024. 156 f. Dissertação (Mestrado em Geologia) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | O desenvolvimento de modelos neurais e mapas geológico-geotécnicos para auxiliar projetos de pavimentos no Estado do Ceará é de suma importância na otimização e precisão do dimensionamento de pavimentos. Atualmente, há uma necessidade evidente de ferramentas mais avançadas e específicas para lidar com os desafios geotécnicos. Através do avanço com uso das redes neurais artificiais nos últimos tempos, tem sido possível otimizar os estudos de caracterização geológica-geotécnica de pavimentos, oferecendo uma abordagem inovadora para compreender as propriedades geotécnicas dos materiais utlizados na fundação e nas camadas dos pavimentos. A modelagem neural, quando há disponibilidade de dados em quantidade e qualidade adequados possibilita a previsão de uma variedade de características geotécnicas dos solos, podendo ser uma opção de estimativa mais econômica e complementar em relação à obtenção tradicional de dados por meio apenas de ensaios de laboratório de CBR ou ISC (Índice de Suporte Califórnia) e Módulo de Resiliência (MR) necessários para projeto de pavimentos. O objetivo principal desta dissertação foi desenvolver modelos neurais, por meio do uso de inteligência artificial e mapas geológico-geotécnicos para serem aplicados em projetos de pavimentação no Estado do Ceará. Para isso, foram levantados bancos de dados contendo informações geotécnicos de pavimentos do Estado do Ceará. Ao total os bancos de dados contêm mais de oito mil dados abrangendo informações de propriedades físicas do solo, CBR e classificação AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials). Todos esses dados são oriundos de projeto da Universidade Federal em parceria com o DNIT (Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes). Através da utilização de Redes Neurais Artificiais (RNAs) foi possível desenvolver modelos neurais para previsão dos valores de CBR e MR, a maior parte desses modelos atingiu valores de correlação acima de 0,7, sugerindo uma relação significativa entre as variáveis utilizadas para estimar CBR e MR. O melhor modelo desenvolvido para CBR teve um valor de correlação de 0,98 na validação, já para o MR o modelo mais representativo teve um valor de 0,86. Isso destaca a promissora facilidade e aplicabilidade dos modelos neurais na previsão do CBR e MR para o dimensionamento empírico e empírico-mecanístico de pavimentos. Por meio dos mapas geológico-geotécnicos foi possível obter uma visão das propriedades geotécnicas e a distribuição dos elementos geológicos nos trechos analisados, o que permite uma abordagem mais aproximada na seleção de materiais e técnicas de construção. |
Abstract: | The development of neural models and geological-geotechnical maps to assist pavement projects in the state of Ceará is of paramount importance in optimizing and enhancing pavement design accuracy. Currently, there is a clear need for more advanced and specific tools to address the geotechnical challenges. Through advancements in the use of artificial neural networks in recent times, it has been possible to optimize geological-geotechnical characterization studies of pavements, offering an innovative approach to understanding the geotechnical properties of materials used in the foundation and layers of pavements. Neural modeling, when there is availability of adequate quantity and quality of data, enables the prediction of a variety of soil geotechnical characteristics, potentially offering a more economical and complementary estimation option compared to the traditional acquisition of data solely through laboratory tests of CBR (California Bearing Ratio) or ISC (Index of Soil Compaction) and Resilience Modulus (MR) necessary for pavement design. The main objective of this dissertation was to develop neural models through the use of artificial intelligence and geological-geotechnical maps to be applied to pavement projects in the State of Ceará. To achieve this, databases containing geotechnical information on pavements in the State of Ceará were compiled. In total, the databases contain more than eight thousand data points covering soil physical properties, CBR, and AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) classification information. All this data originates from a project of the Federal University in partnership with the DNIT (National Department of Infrastructure and Transportation). Through the use of Artificial Neural Networks (ANNs), neural models were developed to predict CBR and MR values, with most of these models achieving correlation values above 0.7, suggesting a significant relationship between the variables used to estimate CBR and MR. The best model developed for CBR had a correlation value of 0.98 in validation, while for MR, the most representative model had a value of 0.86. This highlights the promising ease and applicability of neural models in predicting CBR and MR for empirical and empirical-mechanistic pavement design. Through geological-geotechnical maps, it was possible to obtain a view of the geotechnical properties and distribution of geological elements in the analyzed sections, allowing for a closer approach to the selection of materials and construction techniques. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77592 |
Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/9683720439188024 |
Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/9545907301174762 |
Access Rights: | Acesso Aberto |
Appears in Collections: | DGL - Dissertações defendidas na UFC |
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