Urban growth and the need for efficient transportation systems have led to a greater use of underground spaces for tunnels, shafts, and utilities. This development brings up significant concerns about tunnel-pile clashing, where new tunnels intersect with existing foundation piles, creating geotechnical challenges. The clash will diminish the pile capacity and cause potential structural damage, and stability issues during construction. While research on tunnel-pile interactions exists, there is still a lack of understanding regarding scenarios where tunnel-pile clashes cause partial or total removal of pile shafts. This study aims to address this gap by numerically investigating the effects of tunnel-pile clashing on the mechanical responses of piles, tunnels, and surrounding ground. The primary objectives include conducting a comprehensive literature review on tunnel-pile clashing, developing preliminary and reference numerical models, and examining the influence of various parameters – such as tunnel position and depth, and pile cap stiffness – on tunnel-pile clashing behaviour. The study reveals that ground conditions significantly impact structural responses during tunnel-pile clashing. Depending on the specific scenario, additional reinforcement may be required for the piles, pile caps, or tunnel support due to increased loads from pile clashing. The findings underscore the need for tailored design and mitigation strategies to address these interactions effectively. Recommendations include reinforcing pile caps and piles, optimizing tunnelling path, continuous monitoring during excavation, and conducting further research to refine design approaches and enhance safety in complex geotechnical environments.

Laccases (EC 1.10.3.2) are multicopper oxidoreductases acting on diphenols and related substances. Laccases are highly important for biotechnology and environmental remediation. These enzymes contain mononuclear one T2 copper ion and two T3 copper ions (Cu3a and Cu3ß), which form the so-called trinuclear center (TNC). Along with the typical three-domain laccases Bacteria produce two-domain (2D) enzymes, which are active at neutral and basic pH, thermostable, and resistant to inhibitors. In this work we present the comparative analysis of crystal structures and catalytic properties of recombinant 2D laccase from Streptomyces griseoflavus Ac-993 (SgfSL) and its four mutant forms with replacements of two amino acid residues, located at the narrowing of the presumable T3-solvent tunnels. We obtained inactive enzymes with substitutions of His165, with Phe, and Ile170 with Ala or Phe. His165Ala variant was more active than the wild type. We suggest that His 165 is a “gateway” at the O2-tunnel leading from solvent to the Cu3ß of the enzyme. The side chain of Ile170 could be indirectly involved in the coordination of copper ions at the T3 center by maintaining the position of the imidazole ring of His 157 that belongs to the first coordination sphere of Cu3a.

Preventive maintenance is essential for the good performance of any engineering work, especially when it comes to special works of art (OAEs). The most recent tunnels in the city of Recife have shown intense defects, with the same degree of risk as their older counterparts, and measures must be taken care of. The objective of the work is to visually inspect the tunnels and transmit the evolution, between 2017 and 2021, of the problems arising from lack of maintenance and defects of the Abolition and Felipe Camarão Tunnels. Through bibliographical research, it was possible to obtain data on the levels of conservation from four years before and, thus, carry out a comparative analysis. From the inspections, it was evident that the underpasses in question related to maintenance failures and defects: vandalism and graffiti, water percolation with landfill material carrying, efflorescence and cryptoflorescence, vegetation and mold, concrete leaching with corrosion product from reinforcement, flooding due to failure of the drainage system, in addition to cracks of varied typology. The deterioration of the state of conservation is sensitive, therefore, carrying out inspections is essential to reveal problems that exist in these special works of art. Studies like this should be reproduced in other urban tunnels in the city of Recife, adding testing to the scope of work in order to contribute to the provision of subsidies that enable the planning and execution of efficient maintenance actions capable of ensuring proper functionality of these works throughout their useful lives.

Abstract In this study, a mechanical model for tunnels excavated in a non-uniform stress field is developed. A new strain-softening model simultaneously considers the weakening of cohesion and internal friction angle is proposed. Then, an analytical solution for the post-peak region radii, stresses, and displacements is deduced. Taking a tunnel in Taoyuan coal mine as an engineering example, the post-peak region radii, surface displacement, and stresses distribution are determined. The effects of the horizontal-to-vertical stress ratio, intermediate principal stress, residual cohesion, and residual internal friction angle on tunnel deformations are discussed. The results show that the post-peak region radii and stresses distribution around the tunnel varies with direction due to the non-uniform stress field. The post-peak region radii and surface displacement are larger with consideration of intermediate principal stress. Tunnels surrounded by rock masses with a higher residual cohesion and internal friction angle experience lower post-peak region radii and surface displacement.

This study aimed to verify the effects of four different minimum soil watler potentials (-30, -40, -50 e -70 kPa) and two different plastic tunnel positions (North-South and East-West) on net melon yield. The results showed that in the East-West position the yield and fruit weight were higher than in the North-South position. The highest yields of melon crop were obtained from -30 kPa. to -40 kPa minimum soil water potential.

Este trabalho estuda os resultados obtidos da aplicação de um modelo tridimensional de previsão de comportamento de túneis profundos em rocha reforçados com tirantes passivos. Utiliza-se o método dos elementos finitos e simula-se a escavação pelo sistema de ativação e desativação de elementos. Os tirantes são tratados com uma lei de comportamento elastoplástica e o maciço reforçado com tirantes é considerado um meio homogêneo anisotrópico em escala macroscópica, através do método de homogeneização dos meios periódicos. Para a análise paramétrica foi verificada a influência dos parâmetros do sistema de reforço e do maciço. Resultados em termos de convergência do túnel e tensões são apresentados e indicam que, para o caso analisado, o comprimento dos tirantes é um fator de reduzida influência. A densidade de tirantes possui maior importância, porém, esta não é afetada por modificações na coesão e no módulo de elasticidade do maciço. A distância de aplicação dos tirantes à face de escavação se mostrou significativa somente para valores abaixo de 1/3 do raio do túnel, para valores acima, os deslocamentos já ocorreram e, portanto, não mobilizavam mais os tirantes. Verificou-se que a concentração de tensões σrr acontece na parte superior e inferior do túnel e, também, antes da frente de escavação. O ângulo de atrito demonstrou influência irrisória na convergência, diferentemente da coesão que diminui a convergência, tanto do teto como da parede do túnel, à medida que seu valor aumenta. O empuxo lateral exibiu ainda maior significância, revelando o quanto é importante sua correta determinação, especialmente na convergência lateral do túnel. Ainda, constatou-se a grande importância da combinação de tirantes com revestimento em concreto, que juntos, diminuíram em aproximadamente 25% os deslocamentos no teto do túnel.

Uma maneira de analisar a estabilidade de túneis escavados em maciços rochosos fraturados é a baseada na teoria da análise limite utilizando um critério de resistência macroscópico desenvolvido a partir da teoria de homogeneização. Este trabalho primeiramente descreve o comportamento mecânico dos constituintes do maciço rochoso fraturado e os métodos usuais de análise. Posteriormente é descrita a teoria da análise limite e da homogeneização em análise limite, utilizando estas teorias é apresentado o critério de resistência macroscópico para maciços rochosos fraturados em estado plano de deformações desenvolvido por Fréard (2000) e desenvolvido um critério de resistência macroscópico para maciços rochosos fraturados para o caso tridimensional. A partir destes critérios aplicaram-se mecanismos de ruptura para se encontrar limites superiores da função de estabilidade. Assim permitindo a análise da previsibilidade do colapso do túnel estação Pinheiros do metrô de São Paulo o qual os resultados apresentavam a possibilidade de prever o colapso.

O objetivo deste trabalho de tese é a formulação de um modelo constitutivo e computacional para a análise das deformações induzidas pela escavação de um túnel em um meio poroelástico saturado. O campo de deformações, tensões e poropressões que se desenvolvem no entorno do túnel dependerão da profundidade, da geometria da seção, da distribuição de cargas na superfície, da heterogeneidade e distribuição espacial das camadas de solo, do comportamento mecânico conjunto do maciço-revestimento-tirantes passivos, bem como do processo de escavação e colocação do revestimento e tirantes. Foram descritas soluções analíticas e semianalíticas (em deformações planas) do túnel circular em meios homogêneos, anisótropicos e anisótropicos rotados os quais servem de verificação para o código computacional desenvolvido. A aplicação final consiste na análise tridimensional do túnel em um meio poroelástico - anisotrópico e rotacionado, considerando o processo de escavação sequencial e colocação de tirantes passivos radiais e frontais, para estes foram empregados o método de ativação/desativação no processo de escavação e o método de homogeneização nas zonas do maciço com incorpação de tirantes. Observa-se que quando são incorporados os tirantes, o maior deslocamento na parte superior da superficie do túnel e no começõ da distância escavada apresenta uma notável disminuição do seu valor, enquanto que a poropressão monitorada no meio da distância escavada e cima da superficie do túnel apresenta um incremento de valor logo que o frente de escavação passa por baixo do ponto monitorado. Uma ênfase é dada aos maciços com estratos dispostos em diferentes posições espaciais, resultando que a resposta em deslocamentos e poropressões depende principalente do conjunto de parâmetros mecânicos e hidraúlicos do maciço poroelástico.