Este trabalho apresenta um estudo comparativo da eficiência de diferentes geossintéticos no reforço de base de pavimentos de obras viárias com ensaios de arrancamento de pequeno porte. Utilizou-se geogrelhas de polipropileno, poliéster e de fibra de vidro e geotêxtil tecido de polipropileno. Um solo com 58% de argila (subleito) e um pedregulho areno-siltoso (camada de base) foram empregados. Os ensaios de arrancamento foram executados com diferentes combinações entre solos e geossintéticos. Nestes foi utilizado um novo sistema de medida direta de deslocamentos ao longo da inclusão com sensores óticos a laser. Além de analisar os resultados com curvas força de arrancamento x deslocamentos, foi possível utilizar gráficos rigidez x deformação para determinar o melhor geossintético no reforço de base de pavimentos. Como o corpo-de-prova de geossintético é de tamanho reduzido, garante-se a mobilização completa do reforço durante o ensaio de arrancamento e assim, é possível obter a deformação do mesmo. A abertura frontal da caixa de arrancamento tem influência no valor da força máxima ao arrancamento registrada no ensaio. Os resultados mostram que a interação solo-reforço é mais importante que a rigidez não-confinada do geossintético no comportamento do material em situação de confinamento no interior do maciço de solo. Observou-se que a resistência de junta, a geometria e o agulhamento da geogrelha, além da granulometria do solo, afetam a rigidez inicial do sistema. A melhor opção para os solos e geossintéticos estudados segue a seguinte ordem: (1) geogrelha de polipropileno, (2) geogrelha de poliéster, (3) geotêxtil tecido de polipropileno e (4) geogrelha de fibra de vidro. / This work presents an evaluation of various geosynthetics efficiency in reinforced base course of road pavements using small scale pullout tests. It was used polypropylene, polyester and glass fiber geogrids and polypropylene woven geotextile. A soil with 58% of clay (subgrade), and a sandy-silty gravel (base course) were used. The pullout tests were conducted with different combinations among soils and geosynthetics. In these tests, a new system of direct measurement of inclusion displacements with laser optical sensors was used. Beyond analyzing the results with curves pullout force x displacements, it was possible to use graphics rigidity x deformation in order to determinate the best geosynthetic in base course reinforcement. As the geosynthetic specimen is of small size, the complete mobilization of the reinforcement is guaranteed and, therefore, it is possible to obtain its deformation. The frontal aperture of the pullout box influences the maximum pullout resistance. The results show that the soil-reinforcement interaction is more important than the unconfined rigidity of the geosynthetic on the material behavior in confinement situation inside the soil block. The joint resistance, the geogrid geometry and its nailing, besides the soil particles size, affect the initial system rigidity. Therefore, they are important for base course reinforcement of road pavements. The results showed that the best option for the soils and geosynthetics studied are in the following order: (1) polypropylene geogrid, (2) polyester geogrid, (3) polypropylene woven geotextile and (4) glass fiber geogrid.

Os ensaios de arrancamento cíclicos são utilizados para avaliar o comportamento de sistemas de solo reforçado quando submetidos a carregamentos cíclicos, podendo ser aplicados na área de pavimentos reforçados com geossintéticos ou em comportamento sísmico de solos reforçados com geossintéticos. O comportamento de sistemas de solo reforçado submetidos a carregamentos cíclicos ainda não é bem compreendido. Em vista disso, equipamentos de arrancamento cíclicos de geossintéticos são desejáveis para o estudo deste comportamento. O equipamento de arrancamento de geossintéticos existente no laboratório de geossintéticos da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo foi modificado para a realização de ensaios de arrancamento cíclico de geossintéticos. Dois tipos de ensaios foram implementados para avaliar o comportamento cíclico de sistemas de solo reforçado com geogrelhas: o ensaio de módulo de cisalhamento de resiliência de interface solo-geogrelha, Gi, e o ensaio de resistência pós-ciclagem. Foram realizados 20 ensaios, entre ensaios de arrancamento monotônico, cíclicos e de testes, de geogrelhas. Foram avaliados dois sistemas, um deles de inclusão longa, de 510 mm de comprimento e 310 mm de largura; e o outro de inclusão curta, de 240 mm de comprimento e 310 mm de largura. Os ensaios para a obtenção de Gi mostraram que para o sistema de inclusão longa, foi possível ajustar os valores obtidos através de vários modelos de calibração e no caso do sistema de inclusão curta, foi impossível realizar medidas de deslocamento devido à precisão dos LVDT. Os ensaios de resistência pósciclagem foram realizados em um sistema análogo ao sistema de inclusão curta do ensaio para obtenção de Gi. Os resultados dos ensaios de resistência pós-ciclagem mostraram-se consistentes com os valores esperados em termos de resistência e deslocamentos cíclicos. Os ensaios de resistência pós-ciclagem mostram que o sistema de solo reforçado avaliado é susceptível a atingir a condição de ruína quando submetidos a carregamentos cíclicos de amplitude alta, mesmo sendo estáveis para carregamentos monotônicos de serviço. No entanto, sob uma amplitude de ciclagem baixa o sistema se comporta de maneira estável em termos de evolução de deslocamentos mesmo em condições cíclicas. As incertezas de medição, as vibrações transmitidas, a ausência de representatividade do comprimento da inclusão, presença de ruídos elétricos, bem como as limitações do equipamento evidenciam a necessidade de melhoria dos procedimentos de ensaio recomendados para a obtenção de Gi, e melhorar a qualidade da avaliação do comportamento da resistência pós-ciclagem. / Cyclic pull out tests have been used to evaluate the behavior of reinforced soil systems when subjected to cyclic loading. These tests are applied in areas such as geosynthetic reinforced pavements or geosynthetics reinforced soil systems when subjected to seismic loadings. Cyclic behavior of reinforced systems is not yet well understood. In this sense, cyclic test apparatus are desirable to study this behavior. Pull out test apparatus of the School of Engineering of São Carlos of the University of São Paulo was modified to perform cyclic pull out tests of geosynthetics. Two types of tests were conducted to evaluate cyclic behavior of geogrid reinforced systems: soil-geogrid interface resilient shear modulus test, Gi, and postcycling resistance test. Twenty tests were carried out such as monotonic, cyclic and calibration tests of geogrids. Two systems were evaluated: the first called long inclusion, with 510 mm length and 310 mm width, and the second system called short inclusion, with 240 mm length and 310 mm width. Concerning the long inclusion system, Gi tests showed that it was possible to adjust the values obtained through various calibration models; the short inclusion system presented deficiency to measure displacements due to LVDTs accuracy. Post-cycling resistance tests were performed on a system similar to the short inclusion test. Post-cycling resistance tests showed good performance when compared to the literature values regarding to resistance and cyclic displacements. These tests showed that the reinforced system evaluated could suffer rupture when subjected to high amplitude cyclic loading, even when this system is stable for the same monotonic load levels. Besides that, the system behaved stably under a low amplitude cyclic loading in terms of cyclic displacements evolution, even under cyclic condition. Uncertainty in measures, transmitted vibrations, lack of inclusion length representativeness, electric noises, and equipment limitations need improvements in test procedures to evaluate Gi as well to enhance the evaluation quality of the post-cycling resistance.

The tensile resistance of No. 15 lap spliced reinforcing bars with varying transverse spacing and lap splice length was evaluated in full-scale concrete block wall splice specimens. The range of the transverse spacing between bars was limited to that which allowed the bars to remain within the same cell, and included the evaluation of tied spliced bars in contact. Two-and-a-half block wide by three course tall double pullout specimens reinforced with contact lap splices were initially used to determine the range of lap splice length values to be tested in the wall splice specimens such that bond failure of the reinforcement occurred. The double pullout specimens were tested in direct tension with six replicates per arrangement. Three values of lap splice length: 150, 200, and 250 mm, were selected from the testing of the double pullout specimens and tested in the wall splice specimens in combination with three values of transverse spacing: 0, 25, and 50 mm, with three replicates per configuration. A total of twenty-seven two-and-a-half block wide by thirteen course tall wall splice specimens reinforced with two lap splices were tested in four-point loading. Both the double pullout and the wall splice specimens were constructed in running bond with all cells fully grouted. The tensile resistance of the lap spliced bars in the double pullout specimens was measured directly. The contact lap splices with a 150, 200, and 250 mm lap splice length developed approximately 38, 35 and 29% of the theoretical yield load of the reinforcement, respectively. The difference between the mean tensile resistances of the three reinforcement configurations tested in the double pullout specimens was found to be statistically significant at the 95% confidence level. Different than expected, the tensile resistance of the lap spliced reinforcing bars in the double pullout specimens was inversely proportional to the lap splice length provided. For the short lap splice lengths used in this investigation, the linear but not proportional relationship between bond force and lap splice length known from reinforced concrete is believed to have caused this phenomenon. An iterative sectional analysis using moment-curvature response was used to calculate the tensile resistance of the lap spliced reinforcement in the wall splice specimens. The calculated mean tensile resistance of the reinforcement increased with increasing lap splice length, and was greater when the bars were in contact. Securing the bars in contact may have influenced the tensile capacity of the contact lap splices as higher stresses are likely to develop as a result of the bar ribs riding over each other with increasing slip. Results of the data analysis suggest that the tensile resistance of non-contact lap splices within the same cell is generally independent of the spacing between the bars. A comparison of the experimental results for the wall splice specimens with the development and splice length provisions in CSA S304.1-04 and TMS 402-11 indicate that both the Canadian and U.S. design standards are appropriate for both contact and non-contact lap splices located within the same cell given the limited test database included in this investigation.

Bone drilling is an essential part of many orthopaedic surgical procedures, including those for internal fixation and for attaching prosthetics. Drilling into bone is a fundamental skill that can be both very simple, such as drilling through long bones, or very difficult, such as drilling through the vertebral pedicles where incorrectly drilled holes can result in nerve damage, vascular damage or fractured pedicles. Also large forces experienced during bone drilling may promote crack formation and can result in drill overrun, causing considerable damage to surrounding tissues. Therefore, it is important to understand the effect of bone material quality on the bone drilling forces to select favourable drilling conditions, and improve orthopaedic procedures.

Fundações diretas submetidas a carregamentos de compressão vertical têm sido frequentemente ensaiadas e seus comportamentos já são bem conhecidos no ramo de projeto de fundações. Fundações submetidas à tração têm crescido em importância devido ao aumento de perspectivas de uso de fontes de energia renováveis tais como turbinas de energia eólica e não renováveis tais como plataformas petrolíferas, bem como torres de transmissão de energia, cujas cargas de tração podem ser de grande importância. Contudo, esforços de tração em fundações é ainda um tema não consolidado que merece atenção tanto quanto ao comportamento carga-deslocamento quanto ao s modos de ruptura, principalmente quanto ao potencial uso de camadas de solos reaterrados reforçados com fibras e ou cimentados. Para isso, ensaios triaxiais para obtenção de parâmetros de resistência da areia e da areia reforçada com fibras foram realizados e analisados. Uma metodologia para determinação do ângulo de atrito e da coesão de areia cimentada com e sem fibras também foi proposta, baseada apenas em resultados de ensaios de compressão simples e tração por compressão diametral, ensaios que podem ser realizados em praticamente todos os laboratórios de solos devido a sua simplicidade, sem a necessidade de execução de ensaios mais complexos como os triaxiais e de cisalhamento direto. Ensaios de arrancamento de placas circulares embutidas em camadas de areia, areia-fibra, areiacimento, e areia-cimento-fibra foram executados, a fim de se obter cargas de ruptura e acréscimo de resistência com o aumento dos agentes de reforço e também com o aumento da relação de embutimento da placa nas camadas de areia e areia reforçada. As formas de ruptura também são avaliadas através da exumação das camadas de solo após a realização dos ensaios em areia e areia reforçada com fibras. A metodologia proposta para determinação de ângulo de atrito e coesão através de ensaios de compressão simples e tração por compressão diametral se mostrou eficiente, com resultados satisfatórios dos materiais estudados. Resultados indicam aumento da força necessária para arrancamento das placas embutidas nas camadas de areia-cimento, areia-cimento-fibras e até mesmo nas camadas somente de areia-fibra, quando comparadas ao arrancamento de placas embutidas em areia. A forma de ruptura também se apresentou diferente na areia em relação ao solo tratado e reforçado, indicando a influência dos agentes cimentantes e de reforço não só na resistência, como também ocasionando uma mudança na forma de ruptura. / Shallow foundations submitted to vertical compression loading have been largely tested and their behavior is well understood in project conception. Foundations submitted to tension have growing importance with increasing perspectives of worldwide developments of new energy sources such as wind turbines farms and oil platforms, as well as for energy transmission towers, whose tension loads might be of great importance. However, vertical tension is a non-consolidated matter that deserves attention regarding general behavior and failure modes, mainly after potential use of fiberreinforced and/or cemented soils for backfilling. Triaxial testing was carried out in present research to establish strength parameters of sand and fiber-reinforced sand. A methodology to determinate friction angle and cohesion intercept of fiber-reinforced and non-reinforced artificially cemented sands, based on unconfined compression and splitting tensile test results, was developed in present research as an alternative to complex lab testing such as triaxial and simple shear tests, once it could be accomplished in any basic soil laboratory. Such methodology has been shown to be quite efficient. Pullout testing of circular plates embedded in layers of sand, fiber-reinforced sand, cemented sand and fiber-reinforced cemented sand were carried out in order to achieve increasing pullout forces after fiber-reinforcement of soils and/or due to soil stabilization with cement insertion. Results indicate a growth of pullout forces for artificially cemented sands, fiber-reinforced cemented sands and for fiber-reinforced sands, when compared to plain sands. Failure modes were assessed through exhumation of soil layers after testing was finished. Failure shapes were deeply affected by insertion of cement, fibers and increasing embedment depth.

Fundações diretas submetidas a carregamentos de compressão vertical têm sido frequentemente ensaiadas e seus comportamentos já são bem conhecidos no ramo de projeto de fundações. Fundações submetidas à tração têm crescido em importância devido ao aumento de perspectivas de uso de fontes de energia renováveis tais como turbinas de energia eólica e não renováveis tais como plataformas petrolíferas, bem como torres de transmissão de energia, cujas cargas de tração podem ser de grande importância. Contudo, esforços de tração em fundações é ainda um tema não consolidado que merece atenção tanto quanto ao comportamento carga-deslocamento quanto ao s modos de ruptura, principalmente quanto ao potencial uso de camadas de solos reaterrados reforçados com fibras e ou cimentados. Para isso, ensaios triaxiais para obtenção de parâmetros de resistência da areia e da areia reforçada com fibras foram realizados e analisados. Uma metodologia para determinação do ângulo de atrito e da coesão de areia cimentada com e sem fibras também foi proposta, baseada apenas em resultados de ensaios de compressão simples e tração por compressão diametral, ensaios que podem ser realizados em praticamente todos os laboratórios de solos devido a sua simplicidade, sem a necessidade de execução de ensaios mais complexos como os triaxiais e de cisalhamento direto. Ensaios de arrancamento de placas circulares embutidas em camadas de areia, areia-fibra, areiacimento, e areia-cimento-fibra foram executados, a fim de se obter cargas de ruptura e acréscimo de resistência com o aumento dos agentes de reforço e também com o aumento da relação de embutimento da placa nas camadas de areia e areia reforçada. As formas de ruptura também são avaliadas através da exumação das camadas de solo após a realização dos ensaios em areia e areia reforçada com fibras. A metodologia proposta para determinação de ângulo de atrito e coesão através de ensaios de compressão simples e tração por compressão diametral se mostrou eficiente, com resultados satisfatórios dos materiais estudados. Resultados indicam aumento da força necessária para arrancamento das placas embutidas nas camadas de areia-cimento, areia-cimento-fibras e até mesmo nas camadas somente de areia-fibra, quando comparadas ao arrancamento de placas embutidas em areia. A forma de ruptura também se apresentou diferente na areia em relação ao solo tratado e reforçado, indicando a influência dos agentes cimentantes e de reforço não só na resistência, como também ocasionando uma mudança na forma de ruptura. / Shallow foundations submitted to vertical compression loading have been largely tested and their behavior is well understood in project conception. Foundations submitted to tension have growing importance with increasing perspectives of worldwide developments of new energy sources such as wind turbines farms and oil platforms, as well as for energy transmission towers, whose tension loads might be of great importance. However, vertical tension is a non-consolidated matter that deserves attention regarding general behavior and failure modes, mainly after potential use of fiberreinforced and/or cemented soils for backfilling. Triaxial testing was carried out in present research to establish strength parameters of sand and fiber-reinforced sand. A methodology to determinate friction angle and cohesion intercept of fiber-reinforced and non-reinforced artificially cemented sands, based on unconfined compression and splitting tensile test results, was developed in present research as an alternative to complex lab testing such as triaxial and simple shear tests, once it could be accomplished in any basic soil laboratory. Such methodology has been shown to be quite efficient. Pullout testing of circular plates embedded in layers of sand, fiber-reinforced sand, cemented sand and fiber-reinforced cemented sand were carried out in order to achieve increasing pullout forces after fiber-reinforcement of soils and/or due to soil stabilization with cement insertion. Results indicate a growth of pullout forces for artificially cemented sands, fiber-reinforced cemented sands and for fiber-reinforced sands, when compared to plain sands. Failure modes were assessed through exhumation of soil layers after testing was finished. Failure shapes were deeply affected by insertion of cement, fibers and increasing embedment depth.

Fundações diretas submetidas a carregamentos de compressão vertical têm sido frequentemente ensaiadas e seus comportamentos já são bem conhecidos no ramo de projeto de fundações. Fundações submetidas à tração têm crescido em importância devido ao aumento de perspectivas de uso de fontes de energia renováveis tais como turbinas de energia eólica e não renováveis tais como plataformas petrolíferas, bem como torres de transmissão de energia, cujas cargas de tração podem ser de grande importância. Contudo, esforços de tração em fundações é ainda um tema não consolidado que merece atenção tanto quanto ao comportamento carga-deslocamento quanto ao s modos de ruptura, principalmente quanto ao potencial uso de camadas de solos reaterrados reforçados com fibras e ou cimentados. Para isso, ensaios triaxiais para obtenção de parâmetros de resistência da areia e da areia reforçada com fibras foram realizados e analisados. Uma metodologia para determinação do ângulo de atrito e da coesão de areia cimentada com e sem fibras também foi proposta, baseada apenas em resultados de ensaios de compressão simples e tração por compressão diametral, ensaios que podem ser realizados em praticamente todos os laboratórios de solos devido a sua simplicidade, sem a necessidade de execução de ensaios mais complexos como os triaxiais e de cisalhamento direto. Ensaios de arrancamento de placas circulares embutidas em camadas de areia, areia-fibra, areiacimento, e areia-cimento-fibra foram executados, a fim de se obter cargas de ruptura e acréscimo de resistência com o aumento dos agentes de reforço e também com o aumento da relação de embutimento da placa nas camadas de areia e areia reforçada. As formas de ruptura também são avaliadas através da exumação das camadas de solo após a realização dos ensaios em areia e areia reforçada com fibras. A metodologia proposta para determinação de ângulo de atrito e coesão através de ensaios de compressão simples e tração por compressão diametral se mostrou eficiente, com resultados satisfatórios dos materiais estudados. Resultados indicam aumento da força necessária para arrancamento das placas embutidas nas camadas de areia-cimento, areia-cimento-fibras e até mesmo nas camadas somente de areia-fibra, quando comparadas ao arrancamento de placas embutidas em areia. A forma de ruptura também se apresentou diferente na areia em relação ao solo tratado e reforçado, indicando a influência dos agentes cimentantes e de reforço não só na resistência, como também ocasionando uma mudança na forma de ruptura. / Shallow foundations submitted to vertical compression loading have been largely tested and their behavior is well understood in project conception. Foundations submitted to tension have growing importance with increasing perspectives of worldwide developments of new energy sources such as wind turbines farms and oil platforms, as well as for energy transmission towers, whose tension loads might be of great importance. However, vertical tension is a non-consolidated matter that deserves attention regarding general behavior and failure modes, mainly after potential use of fiberreinforced and/or cemented soils for backfilling. Triaxial testing was carried out in present research to establish strength parameters of sand and fiber-reinforced sand. A methodology to determinate friction angle and cohesion intercept of fiber-reinforced and non-reinforced artificially cemented sands, based on unconfined compression and splitting tensile test results, was developed in present research as an alternative to complex lab testing such as triaxial and simple shear tests, once it could be accomplished in any basic soil laboratory. Such methodology has been shown to be quite efficient. Pullout testing of circular plates embedded in layers of sand, fiber-reinforced sand, cemented sand and fiber-reinforced cemented sand were carried out in order to achieve increasing pullout forces after fiber-reinforcement of soils and/or due to soil stabilization with cement insertion. Results indicate a growth of pullout forces for artificially cemented sands, fiber-reinforced cemented sands and for fiber-reinforced sands, when compared to plain sands. Failure modes were assessed through exhumation of soil layers after testing was finished. Failure shapes were deeply affected by insertion of cement, fibers and increasing embedment depth.

Os ensaios de arrancamento cíclicos são utilizados para avaliar o comportamento de sistemas de solo reforçado quando submetidos a carregamentos cíclicos, podendo ser aplicados na área de pavimentos reforçados com geossintéticos ou em comportamento sísmico de solos reforçados com geossintéticos. O comportamento de sistemas de solo reforçado submetidos a carregamentos cíclicos ainda não é bem compreendido. Em vista disso, equipamentos de arrancamento cíclicos de geossintéticos são desejáveis para o estudo deste comportamento. O equipamento de arrancamento de geossintéticos existente no laboratório de geossintéticos da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo foi modificado para a realização de ensaios de arrancamento cíclico de geossintéticos. Dois tipos de ensaios foram implementados para avaliar o comportamento cíclico de sistemas de solo reforçado com geogrelhas: o ensaio de módulo de cisalhamento de resiliência de interface solo-geogrelha, Gi, e o ensaio de resistência pós-ciclagem. Foram realizados 20 ensaios, entre ensaios de arrancamento monotônico, cíclicos e de testes, de geogrelhas. Foram avaliados dois sistemas, um deles de inclusão longa, de 510 mm de comprimento e 310 mm de largura; e o outro de inclusão curta, de 240 mm de comprimento e 310 mm de largura. Os ensaios para a obtenção de Gi mostraram que para o sistema de inclusão longa, foi possível ajustar os valores obtidos através de vários modelos de calibração e no caso do sistema de inclusão curta, foi impossível realizar medidas de deslocamento devido à precisão dos LVDT. Os ensaios de resistência pósciclagem foram realizados em um sistema análogo ao sistema de inclusão curta do ensaio para obtenção de Gi. Os resultados dos ensaios de resistência pós-ciclagem mostraram-se consistentes com os valores esperados em termos de resistência e deslocamentos cíclicos. Os ensaios de resistência pós-ciclagem mostram que o sistema de solo reforçado avaliado é susceptível a atingir a condição de ruína quando submetidos a carregamentos cíclicos de amplitude alta, mesmo sendo estáveis para carregamentos monotônicos de serviço. No entanto, sob uma amplitude de ciclagem baixa o sistema se comporta de maneira estável em termos de evolução de deslocamentos mesmo em condições cíclicas. As incertezas de medição, as vibrações transmitidas, a ausência de representatividade do comprimento da inclusão, presença de ruídos elétricos, bem como as limitações do equipamento evidenciam a necessidade de melhoria dos procedimentos de ensaio recomendados para a obtenção de Gi, e melhorar a qualidade da avaliação do comportamento da resistência pós-ciclagem. / Cyclic pull out tests have been used to evaluate the behavior of reinforced soil systems when subjected to cyclic loading. These tests are applied in areas such as geosynthetic reinforced pavements or geosynthetics reinforced soil systems when subjected to seismic loadings. Cyclic behavior of reinforced systems is not yet well understood. In this sense, cyclic test apparatus are desirable to study this behavior. Pull out test apparatus of the School of Engineering of São Carlos of the University of São Paulo was modified to perform cyclic pull out tests of geosynthetics. Two types of tests were conducted to evaluate cyclic behavior of geogrid reinforced systems: soil-geogrid interface resilient shear modulus test, Gi, and postcycling resistance test. Twenty tests were carried out such as monotonic, cyclic and calibration tests of geogrids. Two systems were evaluated: the first called long inclusion, with 510 mm length and 310 mm width, and the second system called short inclusion, with 240 mm length and 310 mm width. Concerning the long inclusion system, Gi tests showed that it was possible to adjust the values obtained through various calibration models; the short inclusion system presented deficiency to measure displacements due to LVDTs accuracy. Post-cycling resistance tests were performed on a system similar to the short inclusion test. Post-cycling resistance tests showed good performance when compared to the literature values regarding to resistance and cyclic displacements. These tests showed that the reinforced system evaluated could suffer rupture when subjected to high amplitude cyclic loading, even when this system is stable for the same monotonic load levels. Besides that, the system behaved stably under a low amplitude cyclic loading in terms of cyclic displacements evolution, even under cyclic condition. Uncertainty in measures, transmitted vibrations, lack of inclusion length representativeness, electric noises, and equipment limitations need improvements in test procedures to evaluate Gi as well to enhance the evaluation quality of the post-cycling resistance.

Este trabalho apresenta um estudo comparativo da eficiência de diferentes geossintéticos no reforço de base de pavimentos de obras viárias com ensaios de arrancamento de pequeno porte. Utilizou-se geogrelhas de polipropileno, poliéster e de fibra de vidro e geotêxtil tecido de polipropileno. Um solo com 58% de argila (subleito) e um pedregulho areno-siltoso (camada de base) foram empregados. Os ensaios de arrancamento foram executados com diferentes combinações entre solos e geossintéticos. Nestes foi utilizado um novo sistema de medida direta de deslocamentos ao longo da inclusão com sensores óticos a laser. Além de analisar os resultados com curvas força de arrancamento x deslocamentos, foi possível utilizar gráficos rigidez x deformação para determinar o melhor geossintético no reforço de base de pavimentos. Como o corpo-de-prova de geossintético é de tamanho reduzido, garante-se a mobilização completa do reforço durante o ensaio de arrancamento e assim, é possível obter a deformação do mesmo. A abertura frontal da caixa de arrancamento tem influência no valor da força máxima ao arrancamento registrada no ensaio. Os resultados mostram que a interação solo-reforço é mais importante que a rigidez não-confinada do geossintético no comportamento do material em situação de confinamento no interior do maciço de solo. Observou-se que a resistência de junta, a geometria e o agulhamento da geogrelha, além da granulometria do solo, afetam a rigidez inicial do sistema. A melhor opção para os solos e geossintéticos estudados segue a seguinte ordem: (1) geogrelha de polipropileno, (2) geogrelha de poliéster, (3) geotêxtil tecido de polipropileno e (4) geogrelha de fibra de vidro. / This work presents an evaluation of various geosynthetics efficiency in reinforced base course of road pavements using small scale pullout tests. It was used polypropylene, polyester and glass fiber geogrids and polypropylene woven geotextile. A soil with 58% of clay (subgrade), and a sandy-silty gravel (base course) were used. The pullout tests were conducted with different combinations among soils and geosynthetics. In these tests, a new system of direct measurement of inclusion displacements with laser optical sensors was used. Beyond analyzing the results with curves pullout force x displacements, it was possible to use graphics rigidity x deformation in order to determinate the best geosynthetic in base course reinforcement. As the geosynthetic specimen is of small size, the complete mobilization of the reinforcement is guaranteed and, therefore, it is possible to obtain its deformation. The frontal aperture of the pullout box influences the maximum pullout resistance. The results show that the soil-reinforcement interaction is more important than the unconfined rigidity of the geosynthetic on the material behavior in confinement situation inside the soil block. The joint resistance, the geogrid geometry and its nailing, besides the soil particles size, affect the initial system rigidity. Therefore, they are important for base course reinforcement of road pavements. The results showed that the best option for the soils and geosynthetics studied are in the following order: (1) polypropylene geogrid, (2) polyester geogrid, (3) polypropylene woven geotextile and (4) glass fiber geogrid.

Textile reinforcement concrete (TRC) is a new building material in increasing usage in modern engineering applications. The experimental investigations of TRC reveal a multiple cracking behavior which corresponds to concrete cracking and fiber pullout mechanisms. The aim of the presented research work is the mechanical analysis of the fiber pullout mechanism under dynamical loading conditions. Appropriate constitutive material models are proposed for the matrix-fiber interface taking into consideration two main mechanical characteristics, damage behavior and rate-dependent effects. These material models are the elastic damage model, the viscoelastic model and two developed viscoelastic damage material models. Moreover, an analytical model of the fiber pullout mechanism is provided, where the governing differential equation of motion is formulated and closed analytical solutions are derived under a dynamical excitation of a harmonic pullout displacement function at the fiber tip. These analytical solutions are derived for two material models of the interface, the elastic damage and the viscoelastic material models. Furthermore, the dynamical responses are also sought for the case of a linearly increasing pullout displacement function of a definite velocity. For the latter dynamical loads a numerical DISCRETE MODEL with an iterative solving scheme is formulated for the pullout problem to solve the corresponding nonlinear differential equation of motion. Moreover, comparisons between the obtained results regarding the different proposed material models of the interface are provided. The elastic damage model can be used with a dynamical increasing factor (DIF) on the bond strength and the stiffness of the interface with respect to the shear slip rate. On the other hand, the developed viscoelastic damage material models characterize the rate-dependent effects of the dynamical pullout through the viscous and the viscoelastic parts of the corresponding constitutive relations of these models. The second part of this doctorial thesis deals with the mechanical analysis of the uniaxial tensile behavior of TRC specimen under dynamical tensile loading. A corresponding analytical model is firstly formulated. Furthermore, a tested TRC tensile specimen and the corresponding fiber crack bridging behavior (cracked stage) are also analyzed by means of the Finite Element modeling approach by conducting 3-dimensional heterogeneous models. / Textil bewehrter Beton (Textilbeton) ist ein neues Baumaterial mit zunehmender Verwendung in modernen Ingenieuranwendungen. Die experimentellen Untersuchen an Textilbeton zeigen Mehrfachrissbildung, die zu Betonriss- und Faserauszugsmechanismen korrespondieren. Das Ziel dieser Forschungsarbeit ist die mechanische Untersuchung des Faserauszugsmechanismus unter dynamischer Belastung. Hierzu werden geeignete Materialmodelle für das Matrix-Faser-Interface vorgeschlagen, die zwei mechanische Phänomene, nämlich das Schädigungsverhalten und den Dehnraten-Effekt, berücksichtigen. Diese Materialmodelle sind das elastische Schädigungsmodell, das viskoelastische Modell und zwei entwickelte viskoelastische Schädigungsmodelle. Zudem wird ein analytisches Modell zum Faserauszugsmechanismus bereitgestellt, wobei die beschreibende Bewegungsgleichung aufgestellt und geschlossene, analytische Lösungen unter dynamischer Erregung durch eine harmonische Auszugsverschiebung am Faserende gefunden werden. Diese analytischen Lösungen werden für zwei Materialmodelle, das elastische Schädigungsmodell und das viskoelastische Modell, hergeleitet. Außerdem wird die dynamische Antwort für den Fall einer linear ansteigenden Auszugsverschiebung mit konstanter Geschwindigkeit gesucht. Zu dieser dynamischen Belastung wurde für die numerische Lösung der entsprechenden nichtlinearen Differentialgleichung ein diskretesModell (DISCRETE MODEL) entwickelt und mit einem iterativen Lösungsverfahren gelöst. Darüber hinaus wurde ein Vergleich zwischen den Ergebnissen, die bei Verwendung der unterschiedlichen vorgeschlagenen Materialgesetze für das Interface erhalten wurden, durchgeführt. Das elastische Schädigungsmodell kann zum einen mit einem von der Schlupfrate abhängigen dynamischen Vergrößerungsfaktor (DIF) für die Verbundfestigkeit bzw. die Steifigkeit des Interface verwendet werden. Zum anderen werden die Dehnraten-Effekte durch die viskosen und viskoelastischen Anteile in den entwickelten viskoelastischen Schädigungsmodellen abgebildet. Der zweite Teil dieser Dissertation behandelt die mechanische Untersuchung des uniaxialen Zugverhaltens von Textilbeton unter dynamischer Zugbelastung. Ein zugehöriges analytisches Modell wird zuerst formuliert. Zudem werden der Mehrfachrissbildungszustand und der Faserrissüberbrückungsmechanismus an einem Textilbetonprobekörper mittels einer Finite-Elemente-Analyse an einem dreidimensionalen, heterogenen Modell untersucht.