[pt] Este trabalho apresenta os resultados de uma investigação sobre as características geotécnicas do depósito de argila mole da enseada do Cabrito em Salvador-Bahia. Nesta área está em curso a implantação de uma obra de urbanização, visando o assentamento de famílias que habitavam anteriormente no local, em casas construídas sobre palafitas. A determinação das propriedades geotécnicas do solo foi feita através de ensaios de campo e de laboratório. No campo, foram realizados ensaios de piezocone e de dissipação de poro-pressão, além de sondagens com medida de SPT e ensaios de palheta. Para a realização dos ensaios de dissipação de poropressões in situ, foi desenvolvida uma sonda piezométrica, que está apresentada neste trabalho. No laboratório, o programa experimental constou de ensaios de caracterização, triaxiais e de adensamento (incrementais e contínuos). Para os ensaios de adensamento contínuos, foram realizadas algumas modificações no equipamento convencional, que também são descritas neste trabalho. / [en] This work presents and discusses the geotechnical characteristics of the Cabrito's inlet soft clay in Salvador-Bahia. On this area is in course the implantation of an embankment, seeking to locate families that inhabited previously in the place, in houses built on wood piles. The determination of the soil properties was made through geotechnical tests of field and laboratory. For the accomplishment of the tests of dissipation of poropressure in situ, a piezometer probe was developed, that is presented in this work. For the continuos oedometer tests, some modifications were accomplished in a conventional cell, that are also presented in this volume. Finally, the obtained results of physical , of consolidation, of deformation and of resistance characteristics, are analyzed together, in such a way to obtain a better characterization of the properties of the deposit.

Esta dissertação apresenta os procedimentos experimentais e resultados obtidos na caracterização geotécnica de um solo residual de granulito envolvido na instabilização de uma encosta no município de Gaspar, SC, com o objetivo de contribuir para a compreensão dos processos desencadeadores das instabilidades de encostas em Santa Catarina. O movimento rotacional extremamente rápido envolveu um volume de cerca de 110.000 m³, e provocou a morte de duas pessoas. A ruptura ocorreu uma semana depois de um episódio de elevada precipitação pluviométrica (cerca de 440mm em 2 dias). Este estudo compreendeu a execução de ensaios de laboratório para determinação de propriedades geotécnicas do solo residual de granulito e uma análise simplificada da estabilidade da encosta. Foram realizados ensaios de caracterização física, difração de Raios-X, compressibilidade, expansibilidade, condutividade hidráulica e resistência ao cisalhamento com ensaios tipo ring shear, cisalhamento direto, ensaios triaxiais tipo CIU e com trajetória de tensões especial, em amostras indeformadas e remoldadas. O solo tem uma textura predominantemente siltosa, com a fração tamanho argila (aproximadamente 15%) composta principalmente por caulinitas. As análises de microscopia mostraram que grande parte dos minerais argilosos se encontra na forma de grumos com tamanho de silte. Estes grumos se desagregam quando submetidos a esforços mecânicos de cisalhamento. O solo residual apresenta um baixo coeficiente de condutividade hidráulica (da ordem de 10-7 a 10-8 m/s) e os ensaios mostraram uma redução de cerca de uma ordem de magnitude do coeficiente com o aumento da tensão de confinamento até 400 kPa. Os ensaios oedométricos revelaram a natureza estruturada de solo e a dificuldade de determinação da tensão de pré-adensamento do solo. Os ensaios de cisalhamento direto em corpos de prova remoldados e em corpos de prova indeformados forneceram parâmetros de resistência ao cisalhamento de pico similares (ø’~25º e c’ =10 kPa). Ensaios triaxiais em corpos de prova indeformados utilizando uma trajetória de tensões com acréscimo de poropressão indicaram parâmetros de resistência ø’ =32,5º e c’ =12,5 kPa. O ângulo de atrito interno residual (ring shear) determinado neste solo foi de 9º. As análises de estabilidade realizadas mostraram que a encosta passa a apresentar instabilidade quando o nível de água no interior do maciço atinge a cota 59m acima do nível do mar. / This dissertation presents the experimental procedures and results obtained in the geotechnical characterization of a granulite residual soil involved in a landslide of a cut slope in the town of Gaspar, SC, with the objective of understanding the processes involved in such failure. This rotational extremely rapid slide involved a soil volume of around 110.000 m³ and caused the deaths of two people. The failure occurred a week after an episode of high rainfall (about 440mm in 2days). This study included the implementation of laboratory tests to determine geotechnical properties of the granulite residual soil and a simplified analysis of slope stability. The tests carried out include: physical characterization, X-ray diffraction analysis, compressibility, expansibility, hydraulic conductivity, and shear strength tests: ring shear, direct shear and triaxial CIU type with special stress path on undisturbed and remolded specimens. This soil has a sandy-silt texture, with the clay size (approximately 15%) composed mainly of kaolinite. Microscopic analyses showed that most of the clay minerals are in the form of silt size blocks. These blocks suffer disintegration when subjected to mechanical shear. The residual soil has a low coefficient of hydraulic conductivity (10-7 to 10- 8 m/s) and the tests showed a reduction of about one order of magnitude of the coefficient as the confining stress was the increased up to 400 kPa. The oedometer tests revealed the structured nature of soil and the difficulty of determining the preconsolidation pressure. Direct shear tests on remolded and undisturbed samples revealed similar peak shear strength parameters (ø'~25°, c' =10 kPa). Strength parameters of ø'= 32,5° and c' = 12,5 kPa were obtained in triaxial tests on undisturbed samples following a stress path that lead the soil to failure by increase of pore pressure. The angle of internal friction at residual condition (ring shear) of this soil was 9°. The stability analysis carried out showed that the slope becomes unstable when the water level within the slope reaches the elevation of 59m above sea level.

Nesta tese foram executados diversos ensaios geotécnicos em um solo coluvionar de uma encosta em que ocorreu uma ruptura translacional, seguida de liquefação e corrida de detritos, em São Vendelino (RS). Na mesma área ocorreram dezenas de rupturas de taludes em dezembro de 2000, durante um evento pluviométrico com chuvas de 148 mm medidas em 2 h. Os taludes da região apresentam declividades em torno de 27-36° com uma camada superficial de solo coluvionar (aproximadamente 2 m). Os solos amostrados foram retirados junto da cicatriz de um destes movimentos, o qual uma testemunha ocular descreveu como uma ruptura de grande mobilidade e fluidez. No trabalho é apresentada (a) uma caracterização geral das propriedades geotécnicas dos solos coluvionares da área de estudo, a partir de um conjunto de ensaios realizados em amostras deformadas e indeformadas coletadas em campo; (b) resultados do monitoramento de poro-pressões por piezômetros elétricos e um pluviômetro, instalados na encosta; (c) ensaios de condutividade hidráulica de laboratório e de campo (permeâmetro de Guelph, piezômetros de Casagrande e cilindros concêntricos); (d) um conjunto de resultados de ensaios de cisalhamento direto, ensaios de compressão triaxial CID, CIU, CID-U e CSD (constant shear drained) e (e) um conjunto de ensaios hollow cylinder. Os ensaios de condutividade hidráulica realizados em laboratório com amostras indeformadas forneceram valores entre 2,5x10-4 e 5,4x10-3 cm/s. Os resultados dos ensaios de cisalhamento resultaram em valores c =4-10 kPa e f = 26º (remoldados ou indeformados) e c =0-10 kPa e f =25,8-36,9º (triaxiais em solo remoldado). Os ensaios hollow cylinder realizados mostraram que há uma grande influência da rotação das tensões principais nos parâmetros de resistência ao cisalhamento e no comportamento do solo pré e pós-ruptura. Os resultados também sugerem que análises de estabilidade de taludes baseadas nos parâmetros de resistência ao cisalhamento obtidos a partir de ensaios de compressão triaxial não são conservativas. Análises de fluxo de água e de estabilidade da encosta sugerem que somente chuvas com intensidade de magnitude semelhante à de dezembro de 2000 podem provocar rupturas na encosta estudada. / In this thesis several geotechnical tests were performed in a colluvium soil from a slope in which a translational slide occurred, followed by liquefaction and debris flow, in São Vendelino, RS, Brazil. In the same area several other slope failures occurred in December 2000 during a rain event with precipitation of 148mm in 2 hours. The inclination of the slopes in the region are in the range of 27-36o with a surficial layer of colluvium soil (approximately 2 m). The soil samples soil were collected close to a scar generated by one of those movements, which an eye-witness described as a failure with great mobility. This thesis presents (a) a basic characterization of colluvium soils from the studied area, using disturbed and undisturbed samples; (b) monitored values of in-situ pore-pressure using electric piezometers and results of a pluviometer installed in the studied area; (c) results of hydraulic conductivity from laboratory and field tests (Guelph permeameter, Casagrande piezometers and concentric cylinders); (d) results from direct shear and triaxial tests (CID, CIU, CID-U and CSD) and (e) a set of hollow cylinder tests. The laboratory conductivity hydraulic tests carried out on undisturbed samples showed values variyng from 2.5x10-4 to 5.4x10-3 cm/s. The direct shear results resulted in c =4-10 kPa e f =26º (undisturbed or reconstituted samples) and triaxial tests resulted in c =0-10 kPa and f =25.8-36.9º (reconstituted samples). The hollow cylinder tests showed that there is a strong influence of principal stress rotation in the shear strength and in the soil behavior pre and post failure. The results also suggest that slope stability analyses based on shear strength parameters obtained from triaxial tests are not conservative. Seepage and slope stability analyses suggest that only rains of great intensity, similar to the event of December 2000, may generate failures in the studied slope.

Nesta tese foram executados diversos ensaios geotécnicos em um solo coluvionar de uma encosta em que ocorreu uma ruptura translacional, seguida de liquefação e corrida de detritos, em São Vendelino (RS). Na mesma área ocorreram dezenas de rupturas de taludes em dezembro de 2000, durante um evento pluviométrico com chuvas de 148 mm medidas em 2 h. Os taludes da região apresentam declividades em torno de 27-36° com uma camada superficial de solo coluvionar (aproximadamente 2 m). Os solos amostrados foram retirados junto da cicatriz de um destes movimentos, o qual uma testemunha ocular descreveu como uma ruptura de grande mobilidade e fluidez. No trabalho é apresentada (a) uma caracterização geral das propriedades geotécnicas dos solos coluvionares da área de estudo, a partir de um conjunto de ensaios realizados em amostras deformadas e indeformadas coletadas em campo; (b) resultados do monitoramento de poro-pressões por piezômetros elétricos e um pluviômetro, instalados na encosta; (c) ensaios de condutividade hidráulica de laboratório e de campo (permeâmetro de Guelph, piezômetros de Casagrande e cilindros concêntricos); (d) um conjunto de resultados de ensaios de cisalhamento direto, ensaios de compressão triaxial CID, CIU, CID-U e CSD (constant shear drained) e (e) um conjunto de ensaios hollow cylinder. Os ensaios de condutividade hidráulica realizados em laboratório com amostras indeformadas forneceram valores entre 2,5x10-4 e 5,4x10-3 cm/s. Os resultados dos ensaios de cisalhamento resultaram em valores c =4-10 kPa e f = 26º (remoldados ou indeformados) e c =0-10 kPa e f =25,8-36,9º (triaxiais em solo remoldado). Os ensaios hollow cylinder realizados mostraram que há uma grande influência da rotação das tensões principais nos parâmetros de resistência ao cisalhamento e no comportamento do solo pré e pós-ruptura. Os resultados também sugerem que análises de estabilidade de taludes baseadas nos parâmetros de resistência ao cisalhamento obtidos a partir de ensaios de compressão triaxial não são conservativas. Análises de fluxo de água e de estabilidade da encosta sugerem que somente chuvas com intensidade de magnitude semelhante à de dezembro de 2000 podem provocar rupturas na encosta estudada. / In this thesis several geotechnical tests were performed in a colluvium soil from a slope in which a translational slide occurred, followed by liquefaction and debris flow, in São Vendelino, RS, Brazil. In the same area several other slope failures occurred in December 2000 during a rain event with precipitation of 148mm in 2 hours. The inclination of the slopes in the region are in the range of 27-36o with a surficial layer of colluvium soil (approximately 2 m). The soil samples soil were collected close to a scar generated by one of those movements, which an eye-witness described as a failure with great mobility. This thesis presents (a) a basic characterization of colluvium soils from the studied area, using disturbed and undisturbed samples; (b) monitored values of in-situ pore-pressure using electric piezometers and results of a pluviometer installed in the studied area; (c) results of hydraulic conductivity from laboratory and field tests (Guelph permeameter, Casagrande piezometers and concentric cylinders); (d) results from direct shear and triaxial tests (CID, CIU, CID-U and CSD) and (e) a set of hollow cylinder tests. The laboratory conductivity hydraulic tests carried out on undisturbed samples showed values variyng from 2.5x10-4 to 5.4x10-3 cm/s. The direct shear results resulted in c =4-10 kPa e f =26º (undisturbed or reconstituted samples) and triaxial tests resulted in c =0-10 kPa and f =25.8-36.9º (reconstituted samples). The hollow cylinder tests showed that there is a strong influence of principal stress rotation in the shear strength and in the soil behavior pre and post failure. The results also suggest that slope stability analyses based on shear strength parameters obtained from triaxial tests are not conservative. Seepage and slope stability analyses suggest that only rains of great intensity, similar to the event of December 2000, may generate failures in the studied slope.

Esta dissertação apresenta os procedimentos experimentais e resultados obtidos na caracterização geotécnica de um solo residual de granulito envolvido na instabilização de uma encosta no município de Gaspar, SC, com o objetivo de contribuir para a compreensão dos processos desencadeadores das instabilidades de encostas em Santa Catarina. O movimento rotacional extremamente rápido envolveu um volume de cerca de 110.000 m³, e provocou a morte de duas pessoas. A ruptura ocorreu uma semana depois de um episódio de elevada precipitação pluviométrica (cerca de 440mm em 2 dias). Este estudo compreendeu a execução de ensaios de laboratório para determinação de propriedades geotécnicas do solo residual de granulito e uma análise simplificada da estabilidade da encosta. Foram realizados ensaios de caracterização física, difração de Raios-X, compressibilidade, expansibilidade, condutividade hidráulica e resistência ao cisalhamento com ensaios tipo ring shear, cisalhamento direto, ensaios triaxiais tipo CIU e com trajetória de tensões especial, em amostras indeformadas e remoldadas. O solo tem uma textura predominantemente siltosa, com a fração tamanho argila (aproximadamente 15%) composta principalmente por caulinitas. As análises de microscopia mostraram que grande parte dos minerais argilosos se encontra na forma de grumos com tamanho de silte. Estes grumos se desagregam quando submetidos a esforços mecânicos de cisalhamento. O solo residual apresenta um baixo coeficiente de condutividade hidráulica (da ordem de 10-7 a 10-8 m/s) e os ensaios mostraram uma redução de cerca de uma ordem de magnitude do coeficiente com o aumento da tensão de confinamento até 400 kPa. Os ensaios oedométricos revelaram a natureza estruturada de solo e a dificuldade de determinação da tensão de pré-adensamento do solo. Os ensaios de cisalhamento direto em corpos de prova remoldados e em corpos de prova indeformados forneceram parâmetros de resistência ao cisalhamento de pico similares (ø’~25º e c’ =10 kPa). Ensaios triaxiais em corpos de prova indeformados utilizando uma trajetória de tensões com acréscimo de poropressão indicaram parâmetros de resistência ø’ =32,5º e c’ =12,5 kPa. O ângulo de atrito interno residual (ring shear) determinado neste solo foi de 9º. As análises de estabilidade realizadas mostraram que a encosta passa a apresentar instabilidade quando o nível de água no interior do maciço atinge a cota 59m acima do nível do mar. / This dissertation presents the experimental procedures and results obtained in the geotechnical characterization of a granulite residual soil involved in a landslide of a cut slope in the town of Gaspar, SC, with the objective of understanding the processes involved in such failure. This rotational extremely rapid slide involved a soil volume of around 110.000 m³ and caused the deaths of two people. The failure occurred a week after an episode of high rainfall (about 440mm in 2days). This study included the implementation of laboratory tests to determine geotechnical properties of the granulite residual soil and a simplified analysis of slope stability. The tests carried out include: physical characterization, X-ray diffraction analysis, compressibility, expansibility, hydraulic conductivity, and shear strength tests: ring shear, direct shear and triaxial CIU type with special stress path on undisturbed and remolded specimens. This soil has a sandy-silt texture, with the clay size (approximately 15%) composed mainly of kaolinite. Microscopic analyses showed that most of the clay minerals are in the form of silt size blocks. These blocks suffer disintegration when subjected to mechanical shear. The residual soil has a low coefficient of hydraulic conductivity (10-7 to 10- 8 m/s) and the tests showed a reduction of about one order of magnitude of the coefficient as the confining stress was the increased up to 400 kPa. The oedometer tests revealed the structured nature of soil and the difficulty of determining the preconsolidation pressure. Direct shear tests on remolded and undisturbed samples revealed similar peak shear strength parameters (ø'~25°, c' =10 kPa). Strength parameters of ø'= 32,5° and c' = 12,5 kPa were obtained in triaxial tests on undisturbed samples following a stress path that lead the soil to failure by increase of pore pressure. The angle of internal friction at residual condition (ring shear) of this soil was 9°. The stability analysis carried out showed that the slope becomes unstable when the water level within the slope reaches the elevation of 59m above sea level.

Esta dissertação apresenta os procedimentos experimentais e resultados obtidos na caracterização geotécnica de um solo residual de granulito envolvido na instabilização de uma encosta no município de Gaspar, SC, com o objetivo de contribuir para a compreensão dos processos desencadeadores das instabilidades de encostas em Santa Catarina. O movimento rotacional extremamente rápido envolveu um volume de cerca de 110.000 m³, e provocou a morte de duas pessoas. A ruptura ocorreu uma semana depois de um episódio de elevada precipitação pluviométrica (cerca de 440mm em 2 dias). Este estudo compreendeu a execução de ensaios de laboratório para determinação de propriedades geotécnicas do solo residual de granulito e uma análise simplificada da estabilidade da encosta. Foram realizados ensaios de caracterização física, difração de Raios-X, compressibilidade, expansibilidade, condutividade hidráulica e resistência ao cisalhamento com ensaios tipo ring shear, cisalhamento direto, ensaios triaxiais tipo CIU e com trajetória de tensões especial, em amostras indeformadas e remoldadas. O solo tem uma textura predominantemente siltosa, com a fração tamanho argila (aproximadamente 15%) composta principalmente por caulinitas. As análises de microscopia mostraram que grande parte dos minerais argilosos se encontra na forma de grumos com tamanho de silte. Estes grumos se desagregam quando submetidos a esforços mecânicos de cisalhamento. O solo residual apresenta um baixo coeficiente de condutividade hidráulica (da ordem de 10-7 a 10-8 m/s) e os ensaios mostraram uma redução de cerca de uma ordem de magnitude do coeficiente com o aumento da tensão de confinamento até 400 kPa. Os ensaios oedométricos revelaram a natureza estruturada de solo e a dificuldade de determinação da tensão de pré-adensamento do solo. Os ensaios de cisalhamento direto em corpos de prova remoldados e em corpos de prova indeformados forneceram parâmetros de resistência ao cisalhamento de pico similares (ø’~25º e c’ =10 kPa). Ensaios triaxiais em corpos de prova indeformados utilizando uma trajetória de tensões com acréscimo de poropressão indicaram parâmetros de resistência ø’ =32,5º e c’ =12,5 kPa. O ângulo de atrito interno residual (ring shear) determinado neste solo foi de 9º. As análises de estabilidade realizadas mostraram que a encosta passa a apresentar instabilidade quando o nível de água no interior do maciço atinge a cota 59m acima do nível do mar. / This dissertation presents the experimental procedures and results obtained in the geotechnical characterization of a granulite residual soil involved in a landslide of a cut slope in the town of Gaspar, SC, with the objective of understanding the processes involved in such failure. This rotational extremely rapid slide involved a soil volume of around 110.000 m³ and caused the deaths of two people. The failure occurred a week after an episode of high rainfall (about 440mm in 2days). This study included the implementation of laboratory tests to determine geotechnical properties of the granulite residual soil and a simplified analysis of slope stability. The tests carried out include: physical characterization, X-ray diffraction analysis, compressibility, expansibility, hydraulic conductivity, and shear strength tests: ring shear, direct shear and triaxial CIU type with special stress path on undisturbed and remolded specimens. This soil has a sandy-silt texture, with the clay size (approximately 15%) composed mainly of kaolinite. Microscopic analyses showed that most of the clay minerals are in the form of silt size blocks. These blocks suffer disintegration when subjected to mechanical shear. The residual soil has a low coefficient of hydraulic conductivity (10-7 to 10- 8 m/s) and the tests showed a reduction of about one order of magnitude of the coefficient as the confining stress was the increased up to 400 kPa. The oedometer tests revealed the structured nature of soil and the difficulty of determining the preconsolidation pressure. Direct shear tests on remolded and undisturbed samples revealed similar peak shear strength parameters (ø'~25°, c' =10 kPa). Strength parameters of ø'= 32,5° and c' = 12,5 kPa were obtained in triaxial tests on undisturbed samples following a stress path that lead the soil to failure by increase of pore pressure. The angle of internal friction at residual condition (ring shear) of this soil was 9°. The stability analysis carried out showed that the slope becomes unstable when the water level within the slope reaches the elevation of 59m above sea level.

Nesta tese foram executados diversos ensaios geotécnicos em um solo coluvionar de uma encosta em que ocorreu uma ruptura translacional, seguida de liquefação e corrida de detritos, em São Vendelino (RS). Na mesma área ocorreram dezenas de rupturas de taludes em dezembro de 2000, durante um evento pluviométrico com chuvas de 148 mm medidas em 2 h. Os taludes da região apresentam declividades em torno de 27-36° com uma camada superficial de solo coluvionar (aproximadamente 2 m). Os solos amostrados foram retirados junto da cicatriz de um destes movimentos, o qual uma testemunha ocular descreveu como uma ruptura de grande mobilidade e fluidez. No trabalho é apresentada (a) uma caracterização geral das propriedades geotécnicas dos solos coluvionares da área de estudo, a partir de um conjunto de ensaios realizados em amostras deformadas e indeformadas coletadas em campo; (b) resultados do monitoramento de poro-pressões por piezômetros elétricos e um pluviômetro, instalados na encosta; (c) ensaios de condutividade hidráulica de laboratório e de campo (permeâmetro de Guelph, piezômetros de Casagrande e cilindros concêntricos); (d) um conjunto de resultados de ensaios de cisalhamento direto, ensaios de compressão triaxial CID, CIU, CID-U e CSD (constant shear drained) e (e) um conjunto de ensaios hollow cylinder. Os ensaios de condutividade hidráulica realizados em laboratório com amostras indeformadas forneceram valores entre 2,5x10-4 e 5,4x10-3 cm/s. Os resultados dos ensaios de cisalhamento resultaram em valores c =4-10 kPa e f = 26º (remoldados ou indeformados) e c =0-10 kPa e f =25,8-36,9º (triaxiais em solo remoldado). Os ensaios hollow cylinder realizados mostraram que há uma grande influência da rotação das tensões principais nos parâmetros de resistência ao cisalhamento e no comportamento do solo pré e pós-ruptura. Os resultados também sugerem que análises de estabilidade de taludes baseadas nos parâmetros de resistência ao cisalhamento obtidos a partir de ensaios de compressão triaxial não são conservativas. Análises de fluxo de água e de estabilidade da encosta sugerem que somente chuvas com intensidade de magnitude semelhante à de dezembro de 2000 podem provocar rupturas na encosta estudada. / In this thesis several geotechnical tests were performed in a colluvium soil from a slope in which a translational slide occurred, followed by liquefaction and debris flow, in São Vendelino, RS, Brazil. In the same area several other slope failures occurred in December 2000 during a rain event with precipitation of 148mm in 2 hours. The inclination of the slopes in the region are in the range of 27-36o with a surficial layer of colluvium soil (approximately 2 m). The soil samples soil were collected close to a scar generated by one of those movements, which an eye-witness described as a failure with great mobility. This thesis presents (a) a basic characterization of colluvium soils from the studied area, using disturbed and undisturbed samples; (b) monitored values of in-situ pore-pressure using electric piezometers and results of a pluviometer installed in the studied area; (c) results of hydraulic conductivity from laboratory and field tests (Guelph permeameter, Casagrande piezometers and concentric cylinders); (d) results from direct shear and triaxial tests (CID, CIU, CID-U and CSD) and (e) a set of hollow cylinder tests. The laboratory conductivity hydraulic tests carried out on undisturbed samples showed values variyng from 2.5x10-4 to 5.4x10-3 cm/s. The direct shear results resulted in c =4-10 kPa e f =26º (undisturbed or reconstituted samples) and triaxial tests resulted in c =0-10 kPa and f =25.8-36.9º (reconstituted samples). The hollow cylinder tests showed that there is a strong influence of principal stress rotation in the shear strength and in the soil behavior pre and post failure. The results also suggest that slope stability analyses based on shear strength parameters obtained from triaxial tests are not conservative. Seepage and slope stability analyses suggest that only rains of great intensity, similar to the event of December 2000, may generate failures in the studied slope.

Os solos sobre-adensados da Formação Guabirotuba principal unidade geológica de Curitiba e região metropolitana são estudados, buscando-se alcançar um melhor entendimento de seu comportamento geomecânico. Uma revisão de aspectos geológicos é realizada, caracterizando-se o contexto regional, a gênese e os tipos de sedimentos da Formação Guabirotuba. Os dados disponíveis e informações referentes a argilas rijas e duras são analisados, no intuito de se identificar possíveis causas de problemas em obras geotécnicas. Ênfase é dada ao papel que as fraturas exercem no comportamento do material. Um amplo trabalho experimental é conduzido no Sítio Experimental de Geotecnia da UFPR, através de ensaios de campo e laboratório. As investigações geotécnicas envolvem desde o tradicional SPT e abertura de poços até ensaios de cone, dilatômetro e pressiômetro autoperfurante. Os trabalhos de campo contemplam o estudo de efeitos de escala na resistência ao cisalhamento do terreno, conduzindo-se ensaios de carregamento dinâmico em estacas escavadas com diferentes diâmetros. No laboratório, a composição e a estrutura do solo são analisadas com técnicas de difratometria de raios-X e microscopia eletrônica. Ensaios de caracterização permitem delinear propriedades índice do Sítio Experimental. Curvas características e ensaios de adensamento de solo indeformado e remoldado fornecem dados que auxiliam no entendimento da história de tensões. Os efeitos de escala, que se devem ao fraturamento do material, são avaliados também com ensaios de cisalhamento direto e triaxiais, utilizando-se amostras de diferentes dimensões. As conclusões da pesquisa permitem identificar possíveis agentes de sobre-adensamento, efeitos do intemperismo químico, fatores que interferem no estado de tensões de campo e mecanismos associados à resistência ao cisalhamento. / The overconsolidated soils of the Guabirotuba Geological Formation are studied in order to achieve a better understanding of its geotechnical behavior. These soils are the main occurrence in the Curitiba Metropolitan Area. A revision of its geology is provided. The genesis and the sediments are described. The available data of the soils and published information about stiff and hard clays are analyzed in order to understand the unexpected behavior of foundations, excavations and slopes. It is given emphasis to the role of the fissures in the material behavior. A comprehensive experimental work is carried out at the Geotechnical Experimentation Site of the UFPR including field and laboratory studies. The geotechnical investigation comprises SPT, exploratory trenches, cone penetration, dilatometer and self boring pressuremeter tests. Scale effects in bored piles are assessed with high strain dynamic tests performed in elements with different cross sections. In the laboratory the composition and the microfabric are analyzed with X-ray diffraction and electron microscopy. Laboratory index soil tests are presented. Consolidation tests and characteristic curves of undisturbed and remolded samples provide information related with the stress history. The scale effects due to the fissures are assessed with direct shear and triaxial testing of specimens with different sizes. The conclusions indicate possible overconsolidation factors, chemical weathering effects and mechanisms affecting the in situ stress state and the shear strength.

Os solos sobre-adensados da Formação Guabirotuba principal unidade geológica de Curitiba e região metropolitana são estudados, buscando-se alcançar um melhor entendimento de seu comportamento geomecânico. Uma revisão de aspectos geológicos é realizada, caracterizando-se o contexto regional, a gênese e os tipos de sedimentos da Formação Guabirotuba. Os dados disponíveis e informações referentes a argilas rijas e duras são analisados, no intuito de se identificar possíveis causas de problemas em obras geotécnicas. Ênfase é dada ao papel que as fraturas exercem no comportamento do material. Um amplo trabalho experimental é conduzido no Sítio Experimental de Geotecnia da UFPR, através de ensaios de campo e laboratório. As investigações geotécnicas envolvem desde o tradicional SPT e abertura de poços até ensaios de cone, dilatômetro e pressiômetro autoperfurante. Os trabalhos de campo contemplam o estudo de efeitos de escala na resistência ao cisalhamento do terreno, conduzindo-se ensaios de carregamento dinâmico em estacas escavadas com diferentes diâmetros. No laboratório, a composição e a estrutura do solo são analisadas com técnicas de difratometria de raios-X e microscopia eletrônica. Ensaios de caracterização permitem delinear propriedades índice do Sítio Experimental. Curvas características e ensaios de adensamento de solo indeformado e remoldado fornecem dados que auxiliam no entendimento da história de tensões. Os efeitos de escala, que se devem ao fraturamento do material, são avaliados também com ensaios de cisalhamento direto e triaxiais, utilizando-se amostras de diferentes dimensões. As conclusões da pesquisa permitem identificar possíveis agentes de sobre-adensamento, efeitos do intemperismo químico, fatores que interferem no estado de tensões de campo e mecanismos associados à resistência ao cisalhamento. / The overconsolidated soils of the Guabirotuba Geological Formation are studied in order to achieve a better understanding of its geotechnical behavior. These soils are the main occurrence in the Curitiba Metropolitan Area. A revision of its geology is provided. The genesis and the sediments are described. The available data of the soils and published information about stiff and hard clays are analyzed in order to understand the unexpected behavior of foundations, excavations and slopes. It is given emphasis to the role of the fissures in the material behavior. A comprehensive experimental work is carried out at the Geotechnical Experimentation Site of the UFPR including field and laboratory studies. The geotechnical investigation comprises SPT, exploratory trenches, cone penetration, dilatometer and self boring pressuremeter tests. Scale effects in bored piles are assessed with high strain dynamic tests performed in elements with different cross sections. In the laboratory the composition and the microfabric are analyzed with X-ray diffraction and electron microscopy. Laboratory index soil tests are presented. Consolidation tests and characteristic curves of undisturbed and remolded samples provide information related with the stress history. The scale effects due to the fissures are assessed with direct shear and triaxial testing of specimens with different sizes. The conclusions indicate possible overconsolidation factors, chemical weathering effects and mechanisms affecting the in situ stress state and the shear strength.

[pt] Esta dissertação, desenvolvida dentro do contexto do projeto PRONEX do Centro Geotécnico de Meio Ambiente da PUC-Rio e através de um convênio com FURNAS - PUC-Rio, apresenta uma contribuição quanto à identificação e compreensão dos mecanismos envolvidos em processos de erosão, considerando seus aspectos geológico-geotécnicos bem como medidas preventivas de reparo no caso da formação de uma voçoroca específica. A evolução do processo erosivo estudado tem suas origens na remoção mecânica de uma camada com cerca de cinco metros de solo argiloso de uma área explorada na época da construção de uma barragem de terra homogênea pertencente ao complexo Hidrelétrico de Itumbiara. Os principais aspectos da área estudada, tais como sua localização, condições climáticas e tipos de solo e vegetação foram considerados no desenvolvimento do trabalho, além de aspectos geológicos regionais e características geológico-geotécnicas da área afetada pelos processos de erosão. Tomando como base o perfil de intemperismo identificado pela inspeção das paredes da formação da voçoroca, bem como amostras de furos de sondagens SPT (ensaio de penetração normal), quatro tipos de camadas de solo foram tomados como representantes das condições do local. Objetivando-se a identificação, classificação e definição do potencial de erosão de tais materiais, espécies de amostras indeformadas de bloco (bem como as amolgadas) foram submetidas a investigações laboratoriais abrangendo: ensaio convencional de caracterização de solo; ensaio de caracterização MCT (mini-MCV); Crumb Test; ensaio de Desagregação; Pinhole Test; e Inderbitzen; ensaios de permeabilidade (também desenvolvidos em campo); análise química da água intersticial; análise mineralógica (difração de raios - X); ensaio de Resistência a Tração (sob condições de saturações diferentes) e ensaio de papel filtro (para definição das curvas características da umidade). Baseado em testes de laboratório, observações e dados de pesquisas de campo advindos de um monitoramento de poro-pressão (através de piezômetros instalados no local), mecanismos de erosão que possam predominar na área foram definidos como: micro-ravinas, ravinas e voçorocas, dentre outros. Também, ao final do trabalho, são apresentadas sugestões para remediação do local, considerando-se medidas corretivas usadas dentro do contexto da prática geotécnica convencional, e uma metodologia a ser seguida em investigações futuras relacionadas à caracterização do local e desenvolvimento de processos de erosão. / [en] This dissertation, developed within the context of the PRONEX Project of the Environmental Geotechnical Center of PUC-Rio and through a FURNAS-PUC-Rio Convenium, presents a contribution towards the identification and comprehension of mechanisms involved in erosion processes, considering its geological and geotechnical aspects as well as preventive repairing measures in the case of a specific gully formation. The evolution of the studied erosive process has its origin in the mechanical removal of some five meters of a clayey soil layer from a borrow area exploited at the time of the construction of an homogeneous embankment dam belonging to the Itumbiara Hydroelectric Complex. The main aspects of the studied area, such as its location, climatic conditions and soil and vegetation types were considered in the development of the work, besides regional geological aspects and geological-geotechnical features of the area affected by the erosion processes. Taking as a basis the unsaturated weathering profile identified by inspection of the walls of the gully formation, as well as of samples from SPT (standard penetration test) boreholes, four types of soil layers were taken as representative of site conditions. Aiming the identification, classification and definition of the erodibility potential of such materials, specimens from undisturbed block samples (as well as remolded ones) were submitted to laboratory investigations comprising: conventional soil characterization tests; MCT characterization test (mini-MCV); crumb test; desegregation test; pinhole test; Inderbitzen test, permeability tests (also performed in the field); chemical analysis (both soil and voids -water); mineralogical analysis (Xrays diffraction); tensile strength test (under different saturation conditions) and filter paper test (for definition of soil-moisture characteristic curves). Based on the results of the laboratory tests, field observations and data from pore-pressure monitoring (through piezometers installed in the site), erosion mechanisms that may prevail in the area were defined as micro-rills, rill, gully and others. Also, at the end of the work, are presented suggestions for remediation of the site, considering corrective measures used within the context of conventional geotechnical practice, and a methodology to be followed in further investigations related to the characterization of the site and development of erosion processes.