Um equipamento triaxial convencional originalmente utilizado para ensaios em amostras de solos saturados saturada foi modificado para que fosse possível a realização de ensaios triaxiais em solos não saturados. As principais modificações foram a instalação de uma pedra cerâmica de alto valor de entrada de ar (300 kPa) na nova base da câmara triaxial e uma nova linha de aplicação de pressão para aplicação de pressão de ar na amostra. A técnica de translação de eixos é utilizada para evitar cavitação no sistema de aplicação de pressão. O solo estudado nesta pesquisa consiste de um colúvio de arenito localizado nas encostas da Formação Serra Geral, entre os municípios de Timbé do Sul (SC) e São José dos Ausentes (RS). Ensaios triaxiais convencionais foram realizados nas condições drenado e não drenado em amostras indeformadas para tensões de confinamento iniciais variando de 50 até 500 kPa; ensaios triaxiais convencionais foram realizados na condição drenada em amostras remoldadas para as tensões de confinamento iniciais de 50, 100 e 200kPa. Ensaios triaxiais com sucção controlada foram realizados na condição drenado em amostras indeformadas para as tensões normais líquidas de 50, 100, 150 e 200 kPa em níveis de sucção variando de 25 até 150 kPa. A partir dos resultados dos ensaios triaxiais determinou-se os parâmetros de resistência ao cisalhamento: c’ – intercepto coesivo efetivo; f´ - ângulo de atrito interno efetivo; fb – ângulo de atrito interno que quantifica a contribuição da sucção na resistência ao cisalhamento. O comportamento encontrado foi de uma envoltória de resistência ao cisalhamento não saturada bilinear com acréscimo na resistência ao cisalhamento para baixos níveis de sucção até aproximadamente 75 kPa, e após um decréscimo na resistência ao cisalhamento. A tensão normal líquida não influencia no valor de fb e a sucção não provoca alteração no valor de f´. O valor de fb apresenta valores superiores ao valor de f´, quando se utiliza o critério de ruptura clássico de resistência ao cisalhamento. Alguns critérios de determinação dos valores máximos de ruptura foram aplicados para um melhor entendimento do comportamento resistente deste material. / A conventional triaxial equipment, originally used for testing saturated soil specimens, was modified in order to allow the testing of unsaturated specimens. The main modifications consisted of the installation of a high air-entry value porous ceramic (300 kPa) in the modified cell base and a new drainage line for application of pore-air pressure to the specimens. The axis-translation technique is used to prevent cavitation in the pressure measuring system. The soil studied consists of a colluvium of sandstone located on hillsides of the Serra Geral Formation, in the municipal districts of Timbé do Sul (SC) and São José dos Ausentes (RS). Saturated triaxial tests were carried out under drained and undrained conditions for undisturbed specimens for initial effective stresses of 50 to 500 kPa; saturated triaxial tests were carried out under drained conditions for remolded specimens for initial effective stresses of 50, 100 and 200 kPa. Unsaturated triaxial tests were carried out under drained conditions for undisturbed specimens for net normal stresses of 50, 100, 150 and 200 kPa with suction levels varying from 25 to 150 kPa. Shear strength parameters were determined from the results of those triaxial tests: c' – effective cohesion intercept; f´ - angle of internal friction; fb - angle of internal friction that indicates the rate of change in shear strength due to changes in matric suction. The observed behavior was of a bi-linear unsaturated shear strength envelope with increments of shear strength at low suctions until a value of suction equal to 75 kPa was reached; above this value a loss of shear strength was observed. The net normal stress has negligible influence on the fb value and suction does not cause changes in the f´ value. The fb value is higher than f´ value when the classic shear strength criterion is used. Other criteria for the determination of failure values were used for a better understanding of the shear strength behavior of the soil studied.

Orientador: Miriam Gonçalves Miguel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T22:58:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bonder_BrunnoHenrique_M.pdf: 2047878 bytes, checksum: f980b746a4148ebf1cf393fb9e4a010a (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Como ponto de partida, concentra-se esta pesquisa em determinar as relações de teor de umidade (ou grau de saturação) versus o valor da sucção matricial, conhecidas por curvas características de sucção ou curvas de retenção, para o solo da camada superficial do Campo Experimental de Mecânica dos Solos e Fundações da UNICAMP. Esta camada é constituída de uma argila siltoarenosa, porosa, em condição não saturada, laterítica, colapsível e coluvionar de espessura em torno de 6,5m; resultante do alto grau de intemperismo. Na determinação das curvas utilizou-se a técnica do papel filtro, complementando a técnica de translação de eixos, já utilizada para o solo, através do Aparelho de Richards. Os procedimentos foram de secagem e de umedecimento das amostras, permitindo o estudo do fenômeno de histerese, à luz da estrutura e da composição químico-mineralógica do solo. Também foi realizado um monitoramento em campo da variação da sucção matricial ao longo de um ano, para confirmar o fenômeno da histerese que ocorre in situo As curvas de retenção de água forneceram valores de pressão de entrada de ar que variam de 1 à 5 kPa, dependendo da técnica utilizada, lembrando o comportamento de areias, e mostraram que o fenômeno da histerese ocorre de maneira mais acentuada, em solos com poros maiores. Confrontaram-se os resultados obtidos com as diferentes técnicas de realização dos ensaios e analisaram-se as diferenças entre elas. / Abstract: This research focuses in to determine the relationship of moisture content (or degree of saturation) versus the value of the suction matrix, known as soil water characteristic curve (SWCC), to the soil surface layer of the Field Experimental of Soil Mechanics and Foundation of UNICAMP. This profile consists of colluvial, lateritic, porous, on condition unsaturated and collapsible silty clay, with thickness around 6,5m and present on a clayed silt soil, residual of diabase; resulting from the high degree of weathering. To determine the curves, the techniques of filter paper and axis-translation were used, with a Richards equipment, this already used to the soil. The procedures were wetting and drying of the samples, allowing the study of the phenomenon of hysteresis, in the light of the structure and chemical and mineralogical composition of the soil. It was carried out in the field of "tracking a variation of suction matrix over a year, to confirm the phenomenon of hysteresis that occurs in situo The SWCCs supplied values of enter air ranging from 1 to 5 kPa, depending on the technique used, reminding the behaviour of sand, and showed that the phenomenon of hysteresis occurs in a manner more pronounced in soils with pores greater.' Compared the achievements of ,lhe different techniques for conducting the tests and analyzed the differences between them. / Mestrado / Geotecnia / Mestre em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:18:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 0-CAPA 1.pdf: 300598 bytes, checksum: 0e9449ac9ab29b32b36cc8276ea57604 (MD5) Previous issue date: 2009-10-30 / The establishment of transportation infrastructure is critical to the development of the Urucu- AM region, a newly developed oil exploration area in the Amazonas state. The construction of such infrastructure is challenging due to the lack of suitable materials for the construction pavement base and subbase courses and adverse weather conditions, with alternating heavy rainfall and drought periods. Besides the shortage of suitable granular material, the presence of expansive soils is often verified. The presence of expansive soils associated with inadequate moisture content during compaction, results in the occurrence of cracks in the pavements, drastically reducing its performance and lifetime. A quantitative understanding of this type of problem requires the analysis of the interaction between the unsaturated soil surface and the atmosphere and the study the mechanical behavior (stress-strain) of unsaturated soil. Such understanding requires the determination of the variations in soil moisture and total volume. The quantification of tensile stresses also requires the establishment or evaluation of the constitutive relations of the unsaturated expansive soils involved. Experiments were conducted in the laboratory with the objective of characterizing the hydraulic and mechanical behavior of expansive soils from Urucu-AM. Chemical, physical and mineralogy characterization tests were carried out for the soil. Geotechnical characterization and Proctor compaction tests and compression were performed. To study the soil in the unsaturated condition, the main focus of this work, tests were performed using the filter paper technique and the axis translation technique under oedometric conditions. For the suction controlled oedometric tests, a cell developed specially for this purpose was employed. The oedometer allows for the independent control of vertical stress and matric suction and the monitoring of the variation of moisture and total volume study. State surfaces for void ratio, degree of saturation and gravimetric moisture content were determined. The results obtained show the expected mechanical behavior of the soil under wetting paths. / O estabelecimento de uma infra-estrutura de transporte é fundamental para o desenvolvimento da região denominada de província petrolífera de Urucu-AM. A construção desta infraestrutura esbarra em varias dificuldades entre elas a escassez de materiais adequados para a construção de bases e sub-bases de pavimentos e as condições climáticas adversas, com alternância de períodos de alta pluviosidade e períodos de estiagem. Além da escassez de material granular adequado, observa-se com freqüência a presença de solos argilosos expansivos. A presença de tais solos, associada às condições freqüentemente inadequadas de umidade de compactação, resulta na ocorrência de trincas nos pavimentos, reduzindo drasticamente o seu desempenho e vida útil. Um entendimento quantitativo do problema requer a análise da interação entre o solo não saturado de superfície e a atmosfera e o estudo do comportamento mecânico (tensão-deformação) do solo não saturado. Tal entendimento passa pela determinação das variações de umidade do solo e sua variação volumétrica total. A quantificação das tensões de tração requer também o estabelecimento ou avaliação de relações constitutivas dos solos expansivos não saturados envolvidos. Foram conduzidos experimentos em laboratório com o objetivo de caracterizar o comportamento hidráulico e mecânico de solos expansivos de Urucu-AM. Inicialmente foram realizadas análises químicas, caracterização física e determinação da mineralogia, para caracterização das macro e microestruturas dos solos estudados. Foram executados também ensaios de caracterização geotécnica e compactação Proctor. Para o estudo do solo na condição não saturado, principal enfoque desta dissertação, foram realizados ensaios de papel filtro e de adensamento com controle de sucção. Para o ensaio de adensamento com controle de sucção foi utilizada uma prensa oedométrica especialmente desenvolvida para este fim. Como esta prensa foi possível aplicar de forma independente tensões verticais, sucção matricial e monitorar a variação de umidade e de volume do solo em estudo. As superfícies de estado de índice de vazios, grau de saturação de umidade do solo foram determinadas. Os resultados obtidos permitiram a determinação do comportamento do solo compactado durante trajetórias de molhagem.

Este trabalho apresenta resultados de provas de carga em placa com monitoramento do teor de umidade e da sucção matricial do solo, realizadas a 1,5 m de profundidade em um solo não saturado e colapsível, considerado representativo da região centro-oeste do estado de São Paulo. Foram executados ensaios com e sem inundação da cava, do tipo lento (SML), rápido (QML) e misto (lento até um determinado estágio, passando a rápido a partir de então). O acompanhamento do teor de umidade e da sucção durante os ensaios foi realizado através de pesagem de amostras, com a utilização da técnica de reflectometria no domínio do tempo (TDR) e com o auxílio de tensiômetros. A partir dos dados obtidos, procedeu-se a uma análise da influência da sucção na resposta do sistema solo-placa. Foi observado que o aumento da sucção provoca um crescimento substancial da capacidade de carga do solo. Comparando-se ensaios inundados com não inundados, observou-se que o colapso do solo mostra-se mais proeminente com o aumento da sucção. Com respeito à técnica de reflectometria no domínio do tempo, a mesma demonstrou um desempenho satisfatório para medidas de teor de umidade in situ. / This work presents results of plate load tests with measurements of soil moisture content and matric suction, carried out at a 1.5 m depth in an unsaturated collapsible soil, considered as representative of the middle-west region of the state of São Paulo, Brazil. The tests were performed with and without the wetting of the pit. Three test methods were used: slow maintained load (SML), quick maintained load (QML), and mixed tests (SML up to a certain stage, switched to QML from there on). Soil moisture content and suction were measured through gravimetric determination on samples, the time domain reflectometry technique (TDR), and tensiometers. The gathered data allowed an assessment of the influence of the soil suction over the soil-plate system response. It was observed that the increase in suction causes a substantial increase in soil bearing capacity. Comparisons between wet and non-wet tests showed that soil collapse is higher when suction rises. The time domain reflectometry technique showed a promising performance with respect to in situ water content measurements.

Apresenta-se um método para a previsão da curva tensão-recalque a ser obtida em provas de carga em placa circular, instalada a diferentes profundidades e com vários diâmetros, para diversos níveis de sucção em solo não saturado. Também é proposto um procedimento para correção dos recalques medidos em ensaio com carregamento do tipo rápido, para a obtenção dos correspondentes recalques estabilizados de um ensaio lento. A previsão realizada apresenta resultados bastante próximos dos obtidos em provas de carga, verificando-se assim a aplicabilidade do método proposto para reproduzir o comportamento do sistema solo-placa neste tipo de solo. Além disso, este trabalho apresenta um estudo do módulo de deformabilidade a partir de ensaios de campo e de laboratório, para o solo do campo experimental de fundações da EESC/USP, aplicando conceitos da mecânica dos solos não saturados. Em campo, o módulo de deformabilidade foi obtido por meio de provas de carga em placa circular com e sem inundação prévia do solo. Em laboratório, o módulo foi obtido a partir de ensaios de compressão confinada e triaxiais, ambos com sucção controlada. Observou-se que a sucção matricial tem grande influência no módulo de deformabilidade do solo. / This thesis presents a method for prediction the stress-settlement curve to be obtained in circular plate load tests, at different depths and with several diameters, to differents suction levels on unsaturated soil. A procedure is also proposed for correction the settlement measured with a quick maintained load (QML) tests to obtain the stabilized settlement in a slow maintained load (SML) tests. This prediction presents quite results of the real measured stress-settlement curve through load tests, thus verifying the applicability of the proposed method to reproduce the behavior the soil-plate system in this soil. Besides, this work presents a study of the deformation modulus using field and laboratory tests, to the soil of the foundations experimental field of EESC/USP, applying concepts of the unsaturated soil mechanics. In field, the deformation modulus was obtained by means of circular plate load tests with and without previous soaking of the soil. In laboratory, the modulus was obtained using confined compression and triaxial tests, both with controlled suction. It was observed that the matric suction has great influence in the soil deformation modulus.

The Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (MEPDG) which is widely used for the rational design of pavements has three different design levels (i.e., Level 1, Level 2, and Level 3) that are typically based on the resources and the level of risk associated for a given project. Specifically, Level 2 design requires the estimation of the resilient modulus, MR (which is the key parameter in the mechanistic design procedures) from simple experiments such as the California Bearing Ratio (CBR), Unconfined Compressive Strength (UCS) and R-value tests. In this study, a technique is proposed for estimation of MR from CBR that can be used in Level 2 designs of pavements. The California Bearing Ratio (CBR) is a relatively inexpensive laboratory test which provides a measure of the strength of a soil. The CBR test can easily be performed as the experimental procedure is relatively straightforward to execute. The CBR test procedure widely used and is simple, however the fundamental engineering principles governing CBR tests do not realistically describe the mechanical behavior of pavements. Due to this reason, there has been a significant interest to design pavements using a mechanistic approach such as the resilient modulus (MR). The MR test method provides an indication of the stiffness of pavement materials under cyclic loads, which closely represents the typical loading conditions that are experienced by pavements. MR is a reliable method as it considers the cyclic loading (i.e., resilient response) of pavements. However, it has one major drawback as the triaxial testing equipment used for measurement of the MR is relatively costly, testing is complex and requires trained professional to perform them. The CBR and MR are both used in present day practice to evaluate the strength of pavement materials. However, the CBR is widely used because of its relatively low cost and the vast experience with its use in the design of pavements. The common trend in today’s practice is to estimate the MR from CBR as evident in most pavement design procedures used around the world. For instance, the Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (AASHTO 2008) suggests that the MR may be estimated from standard tests like the CBR for design of Level 2 pavements. Numerous studies in the literature propose relationships between CBR and MR, but only a hand full of these studies takes account of the effect of matric suction, 𝜓 which is a key stress state variable that describes the rational behavior of unsaturated soils. This thesis document includes the explanation of a modified CBR test equipment capable of measuring unsaturated properties (𝜓 and water content) of specimens subjected to wetting and drying. In addition, some correlations were developed using the measured CBR data and the data of MR from other studies. The results provide useful information for Level 2 mechanistic-empirical design of pavement structures for various soils in the province of Ontario.

O objetivo do presente trabalho é verificar a susceptibilidade do método do papel-filtro a variações em três parâmetros de ensaio: a rugosidade do meio poroso (estrutura da matriz porosa), a extensão do período de exposição do papel-filtro à água intersticial do solo (tempo de equilíbrio) e o grau de deficiência de contacto entre o papel-filtro e a superfície do meio poroso. Para o estudo da rugosidade do meio poroso, três materiais particulados foram empregados. Individualmente, esses materiais apresentam-se mal graduados. A diferença entre eles reside no tamanho médio dos grãos, que para cada um assume um valor característico. A pretexto de uma primeira descrição, seria possível classificá-los como argila (argila caolinítica rosa), areia fina (areia IPT 100, F = 0,15 mm) e areia média (areia IPT 30, F = 0,60 mm). Vale notar que a peculiaridade destas distribuições granulométricas desqualifica esses materiais como elementos representativos para o estudo de solos que ocorrem em problemas reais de engenharia. De fato, para os propósitos do presente trabalho, os solos são instrumentos de investigação, ao passo que o método de aferição de sucção é objeto de estudo. A fim de que o procedimento experimental abrangesse a um só tempo as observações concernentes aos três parâmetros de estudo, concebeu-se um elenco de corpos-de-prova que viabilizou o levantamento concomitante de todas as observações necessárias. Visando a subsidiar as especulações acerca do tempo de equilíbrio, criaram-se grupos de corpos-de-prova (denominados famílias) a serem avaliados periodicamente segundo três intervalos de tempo: sete dias, quatorze dias e vinte e oito dias. A fim de viabilizar a verificação concomitante da influência da rugosidade do meio poroso (ou seja, da estrutura da matriz porosa), previu-se que cada família de corpos-de-prova seria composta por três sub-grupos (designados lotes), representantes dos três materiais empregados na investigação. E, com o intuito de avaliar a influência do grau de deficiência de contacto entre o papel-filtro e o solo, definiu-se cada lote como um conjunto de três corpos-de-prova, cada qual apresentando em uma de suas bases um sulco com diâmetro e profundidade definidos. De corpo-de-prova a corpo-de-prova, para um mesmo lote de uma mesma família, o diâmetro do sulco apresenta variações. Tais variações geram deficits de contacto que valem 20%, 50% e 80% da área do papel-filtro. A profundidade do sulco é a mesma para todos os corpos-de-prova, e é igual à espessura do espaçador empregado nas medições de sucção total (esp = 2mm). Quanto à rugosidade do meio poroso (estrutura da matriz porosa), concluiu-se que o tamanho médio dos grãos, conjugado ao índice de vazios, constiui variável diretamente proporcional aos desvios percentuais de aferição. Ou seja, quanto menor o tamanho médio dos grãos e menor o índice de vazios do material, menores serão os desvios percentuais de aferição de sucção. Quanto à extensão do período de exposição do papel-filtro à água intersticial do solo (tempo de equilíbrio), concluiu-se que o aumento do tempo de interação entre o papel-filtro e o solo pode compensar eventuais dificuldades de acesso da água intersticial ao papel-filtro. Inicialmente, a água atinge o papel-filtro nas regiões onde há contacto efetivo. Então, de maneira progressiva, a água passa a migrar pelo papel-filtro, umedecendo-o uniformemente. Quanto ao grau de deficiência de contacto entre o papel-filtro e a superfície do meio poroso, concluiu-se que a relação desta variável com o desvio percentual de aferição é de proporcionalidade direta. Ou seja, quanto maior a privação de contacto a que for submetido o papel-filtro, tanto mais afastado do valor de sucção matricial plena estará o valor de sucção aferido. Graficamente, isto se observa como um destacamento da curva de retenção levantada para contacto deficiente em relação à curva de retenção levantada para sucção matricial plena. Observou-se também que o destacamento entre as curvas de retenção não ocorreu de maneira uniforme. Para baixos teores de umidade volumétrica, foram maiores os desvios percentuais de aferição. Deste modo, o afastamento entre as curvas deu-se como uma combinação de translação e distorção. / The purpose of this work is to verify the susceptibility of the filter-paper method to variations in three experimental parameters: roughness of porous medium (structure of porous matrix), period of exposition of the filter-paper to pore water (equilibration time) and degree of deficiency in contact between the filter-paper and the porous medium. In order to study roughness of porous medium (structure of porous matrix), three particulate materials have been used. Individually considered, they present a poorly graduated grain size distribution. They differ one from another for their average grain size, which assumes specific values for each material. As a summary description, it would be possible to classify them as kaolin, fine sand (F = 0.15 mm) and coarse sand (F = 0.60 mm). Such peculiar grain size distribution may disqualify these materials as representative of soils which normally occur in engineering problems. In fact, for the purposes of the present work, soil samples are instruments of investigation, while the method of suction measurement is the object of study. A set of samples was designed in order to make feasible simultaneous gauging of all relevant information. Thus, experimental procedure yielded at once data concerning all three parameters. Three groups of samples (each one assembling 9 elements) were created so that remarks could be made on equilibration time. Each of them is called family, being inspected according to a determined periodicity (7 days, 14 days and 28 days). On their turn, families are composed by smaller groups called branches (each branch gathers three samples, all made of the same material). Branches are intended to make possible the evaluation of the effect of average grain size on the accuracy of the filter-paper technique. Finally, in order to evaluate the role of deficient contact between the filter-paper and the soil, samples of a single branch (thus made of the same material) were designed to present a circular perforation on one of their faces. Within each single branch, from sample to sample, perforation diameter increases to generate growing lack of contact between the filter-paper and the soil sample (lack of contact may assume three different values: 20%, 50% or 80% of the filter-paper surface). Perforation depth doesn\'t vary from sample to sample, always being equal to the thickness of the perforated disk used in total suction measurements (which is 2 mm). As for roughness of porous medium (structure of porous matrix), it has been noticed that both average grain size and void ratio are directly proportional to percent measurement deviation. In other words, the smaller the average grain size and the void ratio, the smaller will be percent measurement deviations. As for period of exposition of the filter-paper to pore water (equilibration time), it has been noticed that extending time for interaction between filter-paper and soil may compensate difficulties interstitial water might have to access filter-paper. At first, water reaches the filter-paper on regions where there is effective contact. Then, progressively, water tends to migrate through the filter-paper, wetting it uniformly. As for degree of deficiency in contact between the filter-paper and the porous medium, it has been noticed that such variable is directly proportional to percent measurement deviations. In other words, the greater the lack of contact between the filter-paper and the soil, the further is suction measurement from its full matric suction equivalent. Graphically, it corresponds to a detachment between the retention curve associated with partial matric suction and the retention curve associated with full matric suction. Additionally, it has been noticed that detachment between retention curves hasn\'t occurred uniformly. For lower volumetric water contents, percent measurement deviations were greater. Hence, detachment occurred as a combination of translation and distortion.

A condutividade hidráulica de dois solos não saturados típicos da região de São Carlos, um arenoso e outro argiloso é estudada através de ensaios de campo empregando o permeâmetro Guelph. Duas alternativas de ensaio foram empregadas e os resultados experimentais foram analisados com os modelo teóricos de REYNOLDS e ELRICK (1985) e PHILIP (1985). Paralelamente, obtiveram-se em laboratório curvas de retenção de água dos solos o que possibilitou determinar a função condutividade hidráulica através das fórmulas empíricas de VAN GENUCHTEN, (1980) e de GARDNER (1958). As características e a variação dos valores da condutividade hidráulica não saturada de campo fornecidos pelo permeâmetro Guelph, são discutidos e confrontados com aqueles obtidos a partir dos métodos indiretos provenientes de laboratório. Observou-se que as condutividades hidráulicas saturadas nos solos foram praticamente iguais, quer se considerem os resultados de campo ou laboratório. Os resultados de campo mostraram-se mais consistentes para o solo argiloso qualquer que tenha sido a técnica de ensaio. O parâmetro &#945 da equação de GARDNER (1958) obtido no campo resultou maior que o valor sugerido na literatura ou obtido em laboratório para o solo arenoso. Para o solo argiloso, todas as opções de obtenção do parâmetro tenderam a fornecer valores praticamente iguais. / The unsaturated hydraulic conductivity of two typical soils from the region of São Carlos City, sandy and clayey soils, has been studied through field tests using the Guelph permeameter. Two different alternatives of tests have been performed and the experimental data have been analyzed following the theoretical models from REYNOLDS and ELRICK (1985) and PHILIP (1985). However, soil-water characteristic curves were obtained in such a way that the hydraulic conductivity function could be evaluated using the empirical expressions from VAN GENUCHTEN (1980), and GARDNER (1958). The characteristics and the variation of the field unsaturated hydraulic conductivity values from the Guelph permeameter are discussed and compared to those from laboratory indirect methods. The field results showed to be more consistent to the clayey soil independent on the test or calculation method. The &#945 value (GARDNER, 1958) parameter obtained in the fields was Iarger than the values suggested in the literature or obtained in laboratory for the sandy soil. To the clayey soil, all the obtaining options of the parameter tended to supply values quite the same.

O estudo do comportamento mecânico dos solos é muitas vezes feito por meio de ensaios de campo, cujos resultados permitem a definição do perfil estratigráfico, posição do nível d\'água e estimativa realista dos parâmetros dos materiais envolvidos, bem como a avaliação de sua variabilidade. Os solos tropicais apresentam comportamento peculiar, devido aos processos geológicos e/ou pedológicos inerentes a sua formação e sua condição não saturada. Por isso, a Mecânica dos Solos Clássica apresenta limitações para prever seu comportamento, principalmente quando se leva em conta a variabilidade sazonal. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento não convencional de perfis de solos tropicais não saturados, com ênfase a influência da variabilidade sazonal na estimativa de parâmetros geotécnicos considerando o efeito da sucção. Os ensaios de campo realizados foram os de Cone (CPT) e de Dilatômetro (DMT), em conjunto com sísmica downhole. Os locais estudados foram os Campos Experimentais da USP de São Carlos e da Unesp de Bauru. Resultados desses ensaios foram reavaliados com o intuito de melhor compreender a variabilidade espaçotemporal. Foi possível verificar que as variações sazonais nos perfis de umidade, e consequentemente da sucção, afetaram os resultados dos ensaios de campo, destacando a importância de considerar a variabilidade sazonal na interpretação dos mesmos. Novas campanhas de ensaios de campo, sempre com a determinação de perfis de umidade e curvas de retenção de água no solo para a estimativa de sucção foram realizadas nesses dois campos experimentais. A interpretação dos resultados desses ensaios considerando o efeito da sucção e microestrutura presentes nos solos tropicais possibilitou avaliar a aplicabilidade das metodologias existentes para a definição do perfil estratigráfico e, em especial, para a estimativa de parâmetros geotécnicos de projeto. Os perfis de qc, KD e ED foram normalizados considerando o efeito da sucção nas tensões efetivas, o que possibilitou uma avaliação mais adequada dos perfis de solo estudados. Concluiu-se que para o entendimento do comportamento mecânico desses solos tropicais é necessário compreender a influência da variabilidade sazonal, bem como identificar a presença de microestrutura nos mesmos. O emprego de técnicas híbridas, como o SCPT e o SDMT, em conjunto com perfis de umidade e curvas de retenção de água no solo permitiram uma melhor caracterização dos perfis investigados. / The study of the mechanical behavior of tropical soils is quite often carried out by in-situ tests. In-situ test data allow defining the stratigraphic profile, position of the ground water level and a realistic estimative of the geomaterials parameters, as well as assessing their variability. Tropical soils present a peculiar behavior due to the geological and/or pedological processes inherent to their formation and to its unsaturated condition. For this reason, the Classical Soil Mechanics has limitations to predict such behavior. In this context, this work aims to study the unusual behavior of unsaturated tropical soils with emphasis on the influence of the time-spatial variability in the estimative of geotechnical parameters caused by soil suction. The in-situ tests were the Cone (CPT) and Dilatometer (DMT) together with downhole seismic tests. The experimental research sites are the Unesp-Bauru and USP-São Carlos. CPT, DMT and downhole seismic tests data were reinterpreted for better understanding the time-spatial variability. It was possible to verify that the seasonal variations in the water content profiles, and consequently on the soil suction, caused changes in the in-situ test data. As a result, the seasonal variability should be considered in the interpretation of the in-situ tests carried out in unsaturated tropical soils. Further in-situ test campaigns, always together with water content profiles determination and soil water retention curves, were carried out in both research sites. The interpretation of the tests data considering the influence of the soil suction and cementation effects in tropical soils allows evaluating the applicability of the classical methodologies for the definition of the stratigraphic profile and the estimative of geotechnical parameters. The qc, KD e ED were normalized considering the soil suction influence on the effective stresses. This procedure allowed a proper site characterization of the studied soil profiles. It was concluded that for the understanding of the mechanical behavior of the studied tropical soils it is necessary to figure out the influence of the seasonal variability, as well as identifying the presence of microstructure on these soils. The use of hybrid techniques, such as SCPT and SDMT, together with moisture content profiles and soil water retention curves allowed a better site characterization of the investigated soil profiles.

Este trabalho apresenta resultados de provas de carga em tubulões a céu aberto, com o monitoramento do teor de umidade através do processo de tradagem, a cada metro, até uma profundidade de 9,0 m, em um maciço de solo não-saturado e colapsível, representativo da região centro-oeste do interior do Estado de São Paulo. Ao todo, realizaram-se dez provas de carga, no Campo Experimental de Fundações da EESC/USP, com e sem inundação do terreno, com carregamento do fuste, foram introduzidas placas de isopor (E.P.S) a fim de, durante a realização dos ensaios, obter separadamente as parcelas de resistência de base e por atrito lateral. A partir dos dados obtidos, procedeu-se uma análise da influência da pressão de sucção, da inundação do terreno e do intervalo de tempo entre a escavação e os outros dois, concretados logo após a etapa de escavação. Observou-se que a sucção tem um efeito importante no comportamento dos tubulões a céu aberto: com o aumento da sucção maiores se tornam as resistências de base e por atrito lateral. Consequentemente, a influência do colapso apresenta-se mais significativa com o aumento da pressão de sucção. / This work presents results of static load tests, in large diameter bored piles, with measurements of soil moisture content in an unsatured collapsible soil, considered as representative of the middle - west region of the State of São Paulo, Brazil. Ten load tests were performed at Foundation Experimental Field of the EESC/USP, with and without wetting of the pit and the with quick maintained load (QML). In the large diameter bored piles were introduction, between the base and the shaft, an layer of \"isopor\", to separate the skin friction and the base resistance, during the static load tests. The gathered data allowed an assessment of the influence the soil suction, of the soil soaking and the effect between excavation and concrete in the behaviour these isolate elements of foundation.