Agradeço primeiramente a DEUS, meu pai e criador, por me guiar, guardar e estar comigo em todos os momentos desta caminhada, pelo cuidado, saúde e coragem para enfrentar os desafios. Obrigada meu "pai" pela conclusão de mais essa etapa.À minha amada mãe, Maria do Socorro, por todo amor, apoio e por me dar forças para continuar, mostrando-me que tudo dá certo quando nos dedicamos, e que o trabalho é sempre o melhor caminho. Ao meu pai, José Morais, por todo carinho e apoio. À minha irmã, Thamires Morais, minha amiga e parceira, pela amizade e companheirismo, por ter ouvido minhas lamentações, sempre me incentivando na caminhada. Ao meu querido avô, José Gomes (vovô Benoni), por seu amor e por ser meu principal incentivador.Ao meu namorado, companheiro e melhor amigo, João Manoel Sampaio Filho, por todo amor, apoio e compreensão a mim dedicados desde o início do nosso encontro, quando ainda éramos graduandos em engenharia civil, refletindo hoje neste trabalho. Pela ajuda nos ensaios de campo e discursões geotécnicas, que muito contribuíram neste trabalho. Amor, obrigada por todo apoio em mais essa etapa de nossas vidas. A sondagem de simples reconhecimento do solo com medida do índice de resistência à penetração dinâmica do amostrador (NSPT), universalmente conhecida como ensaio SPT, é um dos ensaios de campo mais difundidos no Brasil. A popularidade deste ensaio deve-se a sua praticidade, baixo custo, à experiência já adquirida e a fácil utilização dos seus resultados. Entretanto, este ensaio tem sido amplamente criticado devido às variações de equipamentos e procedimentos, que causa dispersões significativas nos resultados. Usualmente, o índice N SPT é utilizado na estimativa da capacidade de carga e recalque de fundações, a partir de correlações empíricas ou semi-empíricas, o que também recebe críticas, visto que essas correlações são baseadas em observações práticas e sem fundamento científico. O índice N SPT é função da quantidade de energia entregue ao amostrador, durante o golpe no ensaio SPT.Assim, o conhecimento da eficiência permite normalizar os valores de NSPT para um valor de referência padrão. O valor padrão adotado internacionalmente, correspondente a uma eficiência de 60%. Desta forma, a análise racional dos resultados de ensaios SPT, concentrase na estimativa das quantidades de energia envolvidas no ensaio. Neste contexto, o presente trabalho trata da interpretação racional de ensaios SPT realizados com o monitoramento das quantidades de energia envolvidas no ensaio. As energias foram obtidas indiretamente, através de sinais de força e aceleração durante a propagação da onda de tensão pela composição de haste. Para tanto, foram utilizados segmentos de hastes instrumentadas com células de carga e acelerômetros; e um sistema de aquisição de dados indicado para o monitoramento de eventos dinâmicos. Os ensaios SPT foram realizados com instrumentação dinâmica em duas seções ao longo da composição de hastes (topo e base, simultaneamente).Assim, a partir desse arranjo, foram determinadas as quantidades d...

No abstract

Ground thermal properties, especially the thermal conductivity, are of paramount importance for the design of ground source heat pump systems (GSHP), used for space heating and cooling. However, very little information, if any, are available from the thermal characteristics of tropical unsaturated soils related to the GSHP application. To evaluate the thermal behaviour of a typical Brazilian tropical unsaturated soil, an extensive experimental investigation was conducted at the test site of the University of Sao Paulo at São EESC/USP) comprising Carlos (a detailed soil characterization; field monitoring of the seasonal groundwater table variation; soil and ambient temperatures, and matric suction of the top soil. This paper describes the investigation program and compares the thermal soil properties as measured in laboratory and field thermal response tests. The results were variable depending on the testing techniques; however, all results showed that the soil thermal conductivity is strongly influenced by the degree of saturation of the soil.

Agradeço primeiramente a DEUS, meu pai e criador, por ter me guiado e permitido concluir mais esta etapa em minha vida. Agradeço por seu infinito amor que me permitiu alcançar meu objetivo, pela proteção, cuidado, saúde, coragem para enfrentar os desafios e pelas pessoas especiais que colocou em meu caminho, tornando essa jornada mais leve e inesquecível.A minha família que mesmo longe, se fazem presente e me apoiam. À minha amada mãe, Maria do Socorro, por todo amor, orações e suporte, sempre me dando forças para continuar.Ao meu pai, José Morais, por todo carinho e incentivo. À minha irmã, Thamires Morais, por todo amor, incentivo e parceria durante nossa caminhada. Ao meu querido avô, José Gomes (in memorian), que sempre estará presente em minha vida.Ao João Manoel S. Filho, por todo amor, cuidado e apoio desde o início de nossa caminhada juntos. Por toda ajuda durante os ensaios experimentais deste trabalho, assim como nas discursões e conversas sobre o tema, a Engenharia e a Geotecnia.Agradeço à minha família do coração: Georgina Sampaio, Marta Sampaio, José de Ribamar (in memoriam), Claudete Rocha e Manuela Sampaio, pelo carinho e incentivo.A minha orientadora, Prof. Dra. Cristina Tsuha, pela oportunidade e confiança em minha capacidade para realização deste trabalho, pelos momentos de discursões técnicas de muito aprendizado, assim como os de boa conversa e descontração. Agradeço por sua amizade, dedicação e cuidado, que se refletiram neste trabalho e me estimularam na realização da tese.

The use of shallow geothermal energy through energy piles for the air-conditioning of buildings is increasing worldwide. This type of renewable energy technology is still not utilized in Brazil, where the hot dominating weather regions and the air cooling demand predominate. In this case of unbalanced heat transfer to the ground, the efficiency of the system may decrease with time due to the excessive heat injection into the soil. In order to investigate the possibility of an efficient application of this technology in São Paulo city, a balanced use of the ground for a ground-source heat pump (GSHP) system utilizing energy piles is evaluated in the present paper. Energy foundations were designed to meet the balanced heating and cooling loads (air conditioning and water heating) of a hypothetical business hotel building located in a site at the campus of the University of São Paulo, where thermal response tests (TRTs) were conducted on different types of energy pile. The number of energy piles required to supply the building thermal loads were estimated using the pile heat exchanger modelling software PILESIM 2.1 and compared with an analytical model prediction. The evaluations were done for three different types of pile tested at the site chosen for this study: micropiles, steel pipe, and continuous flight auger (CFA) piles. The results indicate that the ground heat extraction should be considered for the use of GSHP systems with energy piles in air cooling-dominated scenarios similar to the case studied here.