Cooperações Tecnológicas Petrobras - Determinação do comportamento mecânico de solos marinhos para grandes deformações (strain-softening)

**Área: **Exploração e Produção de Petróleo e Gás Natural - Onshore e Offshore
**Tema: **Exploração - Horizonte Pré-Sal, Águas Profundas, Bacias Maduras e Novas Fronteiras Exploratórias
**Subtema: **Estudos Geológicos das Bacias Sedimentares

Objetivos Específicos:

1. Caracterizar o comportamento de strain-softening: - Quantificar a degradação progressiva da resistência ao cisalhamento de sedimentos marinhos coletados pela Petrobras em diferentes profundidades e horizontes estratigráficos; Determinar parâmetros de resistência residual após grandes deformações em condições representativas do ambiente submarino; - Avaliar a influência da anisotropia inerente aos sedimentos depositados no comportamento de amolecimento.
2. Desenvolver modelos constitutivos avançados: - Formular relações matemáticas capazes de representar adequadamente a degradação progressiva da resistência com a deformação; - Incorporar efeitos de sensibilidade à taxa de deformação e história de tensões nos modelos constitutivos; - Calibrar os modelos desenvolvidos utilizando dados experimentais obtidos de ensaios geotécnicos avançados.
3. Estabelecer parâmetros para simulações numéricas: -Determinar parâmetros fundamentais para modelos numéricos de elementos finitos que incorporem grandes deformações; - Quantificar relações entre propriedades dos sedimentos e potencial de retrogressão em deslizamentos submarinos; - Fornecer diretrizes para estimativa mais precisa das distâncias de retrogressão em função das propriedades específicas dos sedimentos.

• ICTs
• IES
• Empresas com fins lucrativos
• Empresas sem fins lucrativos
• Startups

Universidades, empresas de todos os portes e instituições de ciência e tecnologia, no Brasil e no Exterior.

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• TRL: 7-9
• CRL Commercial Readiness Level: 7-9
• **Solução esperada: **Conhecimento Produzido
• **Prazo para desenvolvimento da solução: **30 meses

1. Resultados experimentais:
   1.1) Banco de dados geotécnicos avançado: - Compilação abrangente de parâmetros de resistência ao cisalhamento (pico e residual) de sedimentos marinhos finos de diferentes profundidades e horizontes estratigráficos; - Curvas tensão-deformação detalhadas ilustrando o comportamento de strain-softening em diferentes condições de carregamento; - Quantificação da sensibilidade dos sedimentos e taxas de degradação da resistência em função da deformação acumulada;
   1.2) Caracterização do comportamento pós-pico: - Determinação da resistência residual após grandes deslocamentos, essencial para análises de estabilidade de taludes submarinos a longo prazo; - Mapeamento da transição entre resistência de pico e residual para diferentes tipos de sedimentos marinhos; - Quantificação da influência da pressão confinante, temperatura e salinidade no comportamento de strain-softening;
   1.3) Parâmetros de anisotropia: - Caracterização da variação direcional das propriedades mecânicas dos sedimentos marinhos depositados; - Determinação de relações entre anisotropia inerente e comportamento de amolecimento; - Quantificação do impacto da anisotropia na resistência residual após grandes deformações.
2. Avanços em modelagem constitutiva:
   2.1) Modelos constitutivos aprimorados: - Formulações matemáticas capazes de representar adequadamente a degradação progressiva da resistência com a deformação; - Modelos que incorporam anisotropia, sensibilidade à taxa de deformação e efeitos da história de tensões; Funções de amolecimento calibradas especificamente para sedimentos marinhos finos de águas profundas.
   2.2) Procedimentos de calibração validados: Metodologias sistemáticas para determinação de parâmetros constitutivos a partir de ensaios laboratoriais; - Técnicas de otimização para ajuste de parâmetros não diretamente mensuráveis; - Protocolos para validação cruzada entre diferentes tipos de ensaios geotécnicos.
   2.3) Relações paramétricas: - Correlações entre propriedades índice dos sedimentos e parâmetros de strain-softening; - Equações preditivas relacionando composição mineralógica e características microestruturais com o comportamento de amolecimento; - Funções que descrevem a evolução da resistência residual com o deslocamento acumulado.
3. Aplicações práticas:
   3.1) Diretrizes para análise de estabilidade de taludes submarinos: - Recomendações para incorporação adequada do strain-softening em análises de estabilidade de taludes submarinos; - Metodologias aprimoradas para estimativa de distâncias de retrogressão em deslizamentos submarinos; - Critérios para definição de fatores de segurança considerando o comportamento pós-pico dos sedimentos
   3.2) Parâmetros para modelagem numérica: - Conjunto de parâmetros constitutivos para implementação em códigos de elementos finitos; - Valores de referência para diferentes tipos de sedimentos marinhos encontrados em águas profundas; - Recomendações para tratamento numérico de instabilidades associadas ao strain-softening.
4. Contribuições científicas e tecnológicas:
   4.1) Avanço do conhecimento fundamental: - Compreensão aprofundada dos mecanismos físicos que governam o strain-softening em sedimentos marinhos; - Elucidação das relações entre microestrutura sedimentar e comportamento macroscópico; - Quantificação dos efeitos de escala entre observações laboratoriais e fenômenos de campo.
   4.2) Inovações metodológicas: - Desenvolvimento de técnicas experimentais avançadas para caracterização de grandes deformações; - Aprimoramento de abordagens para simulação de condições ambientais submarinas em laboratório; - Métodos para determinação de parâmetros constitutivos complexos.

• Processo seletivo sistematizado e contínuo para seleção de parceiros tecnológicos
• Suporte financeiro para desenvolvimento do projeto de PD&I
• Cooperação com o corpo técnico da Petrobras para desenvolvimento dos projetos

Prazo para envio de proposta: 30/08/2025

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