Aplicação de sensores distribuídos de fibra óptica em um modelo experimental para monitoramento de movimentos de massa

Abstract

Resumo: Deslocamentos no solo podem causar danos à infra-estrutura de edificações, dutos ou rodovias, principalmente em áreas susceptíveis a ocorrência de movimento de massa. A construção de estruturas de contenção ou mesmo a paralisação da obra em andamento em uma área de risco de deslizamento pode ser necessária para providenciar a segurança local. Neste contexto, é de fundamental importância identificar a presença de potenciais movimentações do solo, assim como a abrangência de zonas instáveis. Nesta dissertação foi desenvolvido um sistema de identificação de áreas de movimento de massa através da tecnologia de fibra óptica com utilização do método distribuído de temperatura e deformação (DTSS). Para a identificação de áreas instáveis ou zona de transição entre uma massa de solo estável e uma massa de solo em movimento, foram desenvolvidos experimentos específicos para simular estes movimentos em laboratório. Nestes experimentos, a zona instável ou zona de transição é identifica através da deformação de um cabo sensor de fibra óptica que é instalado no solo. Para que o cabo de fibra óptica possa sofrer os mesmos movimentos que o solo, foram idealizados sistemas de ancorarem para o cabo denominados Elementos de Ancoragem de Cabos de Fibra Óptica (EDAF). Os resultados dos experimentos realizados em laboratório possibilitaram a estimativa de um modelo teórico eficaz, a partir da interpretação de um comportamento gráfico, resultado de uma simulação de movimento de massa, onde seja possível a identificação de zonas de transição entre áreas estáveis e instáveis de uma determina encosta.

Abstract: Soil displacements can cause serious problems to the buildings infrastructure, pipelines or highways, especially in areas susceptible to the occurrence of mass movement. The construction of containing structures or even the stoppage of the construction in progress in the risk of mass movement area, could be required to provide the local security. In this context, it is importance identify the presence of the potential soil movements, as well as the comprisement of the unstable area. In this thesis it was developed an identifying system of mass movement area using fiber optic technology (Distributed Temperature and Strain Method - DTSS). For the identification of the unstable areas or transition zone between the stable soil mass and unstable soil mass, special experiments have been developed to simulate the soil movements in the laboratory. In the experiments, the unstable zone or transition zone is identified by the strain of a fiber optical sensor cable that is installed in the soil. For the fiber optic cable register the same soil movements, it was designed a system of anchor for optical cables called Anchor Elements for Fiber Optic Cables (EDAF). The results of the experiments developed in the laboratory made it possible to estimate an efficacious theoretical model for the behavior interpretation graph of the mass movements, where it is possible to identify areas or transition zones between stable and unstable areas of any slope.