[pt] Um amplo trabalho de pesquisa, envolvendo extensivas investigações de campo e laboratório de um depósito de argila mole localizado na Zona Industrial de Santa Cruz, Rio de Janeiro, RJ, vem sendo desenvolvido pela PUC-Rio desde meados de 2005. Evidências de recalques em estruturas construídas nessa região têm sido reportadas desde o final da década de 70. O presente trabalho apresenta resultados de estudos de laboratório realizados visando à caracterização do depósito argiloso e a determinação de seus parâmetros de compressibilidade e adensamento. Para tanto, desenvolveu- se um programa experimental compreendendo a caracterização físico-químico- mineralógica de amostras do perfil e a execução de ensaios de adensamento edométrico e triaxial hidrostático e anisotrópico. Os experimentos em células edométricas envolveram ensaios convencionais, com medida de permeabilidade e com determinação de compressão secundária. Aspectos de qualidade das amostras ensaiadas são discutidos. Os resultados obtidos propiciaram uma estimativa do K0 do material normalmente adensado, um entendimento do estágio de adensamento hoje existente e uma estimativa preliminar de recalques que podem ainda vir a ocorrer sob as presentes condições de carregamento. / [en] A large research work comprising extensive field and laboratory investigations on a soft clay deposit located in the Industrial Zone of Santa Cruz, Rio de Janeiro, RJ, is being developed at PUC-Rio since 2005. Occurrences of settlement of structures built in this region have been reported since the end of the decade of 1970. This work presents results of laboratory studies aiming at the characterization of the soft clay deposit and the determination of compressibility and consolidation parameters of the clay. The experimental program developed comprised physical-chemical- mineralogical characterization of samples from the soil profile and the execution of oedometric consolidation tests and hydrostatic and anisotropic triaxial tests. The experiments in oedometric cells comprised conventional tests and tests with measurement of permeability and determination of secondary compression. Aspects of quality of the samples are highlighted. The obtained results propitiated an estimation of the K0 of the normally consolidated material, an understanding of the present stage of consolidation of the deposit and a preliminary assessment of settlements that may still occur in the site under the present loading conditions.

[pt] A caracterização geotécnica de um depósito de argila mole da Baixada Fluminense foi realizada neste trabalho. Sobre o depósito, foi executado um extenso aterro para implantação da Indústria Rio Polímeros, abrangendo aproximadamente 500.000m2. Uma ampla campanha de ensaios de laboratório foi realizada em amostras extraídas da camada de argila mole, antes do lançamento do aterro. Este programa de investigação incluiu ensaios de caracterização, ensaios de adensamento convencionais (SIC) e contínuos (CRS) e ensaios triaxiais drenados e não drenados. Os ensaios CRS foram realizados sob diferentes velocidades de deformação, a fim de avaliar a sua influência nas características de compressibilidade e de adensamento do material. Foi também realizado um ensaio CRS em amostra previamente amolgada. Os parâmetros geotécnicos obtidos foram confrontados e mostraram-se razoavelmente concordantes com os valores reportados na literatura, para a Baixada Fluminense. A influência da velocidade de deformação dos ensaios CRS foi significativa. Entretanto, para a faixa de velocidades adotada no presente trabalho, os parâmetros resultantes situaram-se dentro da dispersão observada na área. O amolgamento prévio da amostra resultou numa redução dos parâmetros de compressibilidade e de adensamento. / [en] This work has focused on the geotechnical characterization of a soft clay deposit in Baixada Fluminense, Rio de Janeiro. In this area, a large embankment of approximately 500.000m2 was executed for implantation of Rio Polimeros Industry. An extensive laboratory program was carried out on undisturbed samples, extracted from the soft clay layer before embankment construction. The geotechnical investigation consisted of characterization tests, conventional (SIC) and controlled deformation (CRS) consolidation tests, and drained and undrained triaxial tests. CRS tests were carried out under different deformation velocities, in order to evaluate its influence on compressibility parameters and on consolidation rates. An additional CRS test was also performed using a disturbed sample. The geotechnical parameters were analysed and revealed a resonable agreement with the results reported in the literature, for the Baixada Fluminense soft clay deposit. The strain rate of CRS tests has a significant influence on compressibility parameters. However, the results still remain within the range of experimental data, avaliable for the soft clay deposit of Baixada Fluminense. It is worthwile to notice that a limited range of velocities was used in this research. The sample disturbance resulted in a reduction of both compressibility parameters (cr, cc) and coefficient of consolidation.

[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.

[pt] No presente trabalho é realizado um estudo experimental das características de compressibilidade e adensamento de argilas moles. Foram realizados ensaios convencionais de adensamento (SIC) e ensaios de adensamento com velocidade constante de deformação (CRS) - em diferentes velocidades - ensaios de adensamento com uma face drenante e ensaios traxiais. As amostras foram remoldadas em laboratório, a partir de uma mistura de bentonita e caulim, na proporção de 98 : 2 em peso, e adensadas istoropicamente, a fim de se garantir uma melhor qualidade quanto à homogeneidade e isotropia do material. Os resultados são obtidos e analisados através das curvas típicas para os ensaios de adensamento. São obtidos os valores dos parâmetros de compressibilidade e de adensamento do material. Por fim é proposto um novo método para obtenção coeficiente de adensamento vertical (Cv) e feita uma análise comparativa com métodos existentes na literatura. / [en] In the present work it is carried out an experimental study of the compressibility characteristics and consolidation of a soft clay. Standard Incremental Consolidation (SIC) and Constant Rate of strain (CRS) - in different speeds - triaxiais tests and consolidation with one drenate tests had been carried trough. The samples had been remoulds in laboratory, from a mixture of bentonita and kaolin, in the ratio 98 : 2 In weight, and confined under isotropic conditions, in order to guarantee one better quality how much to the homogeneity and isotropy of the material. The results are gotten and analyzed through the typical curves for consolidation tests. The values of the parameters of compressibility and consolidation of the material are gotten. Finally a new method for attainment of the vertical consolidation coefficient (Cv) and made a comparative analysis with existing methods in literature is considered.

[pt] O Aterro Metropolitano de Jardim Gramacho (AMG) é o local que recebe desde 1976 os resíduos sólidos gerados pelas atividades domésticas, além das comerciais e industriais da área metropolitana do Rio de Janeiro. Atualmente no AMG vem se desenvolvendo projetos de aterramento até o ano 2012, portanto, a estabilidade dos taludes do maciço cresce em importância e a presente dissertação está dirigida a compreender aspectos da análise de estabilidade do AMG. Nesse sentido, faz-se ênfase no comportamento da resistência dos materiais, fundamentalmente da fundação que é uma argila muito mole. Na área do AMG tem campanhas de ensaios do campo durante vários anos e em quantidade menor os ensaios laboratoriais. Neste trabalho são feitas atividades como a coleta e interpretação das sondagens desde 1992 até a campanha do ano 2009, esta informação é introduzida numa modelagem estratigráfica tridimensional, deles são gerados perfis bidimensionais para as análises de estabilidade, Outra atividade é interpretar informação do campo, ensaios de laboratório da campanha 2009 e realizar ensaios complementares na argila do local (compressão triaxial drenada e não drenada, cisalhamento direto e adensamento com medição do creep). A totalidade da informação é discutida obtendo correlações da resistência não drenada em base da teoria do estado critico. Os parâmetros geotécnicos do lixo são obtidos através das referências na literatura e retro-análises de taludes movimentados no local. Finalmente se avalia a estabilidade do AMG pelos métodos de equilíbrio limite e tensão deformação em termos de tensões totais e efetivas até chegar às geometrias finais projetadas. / [en] The Metropolitan Landfill Jardim Gramacho (AMG) is the site since 1976 that receives solid waste generated by domestic activities, also of commercial and industrial metropolitan area of Rio de Janeiro. Currently in AMG is developing projects ground to the year 2012, so the stability of slopes of the massive gains in importance and this dissertation is aimed at understanding aspects of the stability analysis of the AMG. Thus, it is an emphasis on the behavior of resistance of materials, primarily from a foundation that is very soft clay. In the area of AMG has field test in explorations for several years and fewer laboratory tests. This work made activities such as collection and interpretation of surveys from 1992 to the exploration of 2009, this information is entered into a three-dimensional stratigraphic modeling, their profiles are generated for the two-dimensional stability analysis, Another activity is to interpret information from field trials Campaign 2009 laboratory and perform additional tests on the clay site (triaxial drained and undrained, direct shear and consolidation with measurement of creep). The totality of the information obtained is discussed correlations of resistance undrained in the base of critical state theory. The geotechnical parameters of garbage are obtained through the references in the literature and analysis of retro-crowded slopes at the site. Finally it assesses the stability of the AMG methods of limit equilibrium and stress-strain curves in terms of total stresses and effective to reach the final designed geometry.

[pt] Solo é um material de construção sustentável que tem sido utilizado por milhares de anos. As normas técnicas e recomendações existentes referente à construção de terra são baseadas em número limitado de estudos e dependem de materiais, condições climáticas e tradições locais. A compreensão dos parâmetros que influenciam o comportamento do solo compactado quando o mesmo utilizado em paredes e colunaas é essencial para a interpretação dos dados experimentais. Diversos estudos recentes analizaram taipa de pilão do ponto de vista da mecanica de solos nçao saturados, observando o decrescimo da resistência com a diminuição da sucção, causada por exemplo pelo aumento da humidade do ar. Porém, não hã uma pesquisa semelhante pertinente aos blocos de solo compactado. O objetivo do presente trabalho foi verificar a influência do teor de argila, dencidade e sucção na resistência dos blocos de solo compactado. Foram utiliazdas quatro dosagens de solo artificial que consistiu de areia, pó de quartzo e argila caulitinitca. Para cada dosagem, amostras estaticamente compactadas na umidade ótima e no ramo seco foram ensaiadas variando-se a sucção. Ao contrário dos resultados encontrados comunmente na literatura, a resistência das amostras diminuiu com o aumento da sucção, enquanto a influência das condições climáticas como umidade e temperatura foram mínimas. As conclusões feitas no presente trabalho podem ser utilizadas nos projetos de construção sustentável com emprego de blocos de solo compactado. / [en] Soil is a sustainable construction material that has been used traditionally for thousands of years. In general, earth construction specifications are based on common knowledge. Existing recommendations tend to be supported by a limited number of studies and depend on local materials, climatic conditions and historical background. The lack of understanding of compacted soil behavior, in particularly its strength, may have prevented a wider application of earthen construction materials in housing. Understanding of the soil properties and parameters that influence its performance when used in walls and columns is essential for interpretation of experimental data. Recently a number of studies have analyzed rammed earth considering unsaturated soil mechanics, which suggest loss of strength following decrease in suction values, for example provoked by the increase in relative humidity. However, there is a lack of such research pertaining to compressed earth blocks (CEBs). The objective of this study was to verify the influence of clay content, density and suction on the strength of CEBs. Four soil mixes consisting of sand, quartz powder and kaolinitic clay were used. For each soil mix statically compacted samples with densities corresponding to optimum and dry of optimum moisture contents were tested for a range of suctions. Unlike reported in the literature, the results showed loss of strength following increase in suction values, while only small variations were registered for suctions corresponding to a wide range of RH and temperature conditions. The findings can be of use for specifications relating to construction of sustainable housing using CEBs.

[pt] Os solos moles geram preocupações nos projetos de engenharia devido à sua alta compressibilidade e baixa resistência. Estes tipos de solos têm sido alvo de pesquisas, especialmente no litoral brasileiro, necessitando de contínuas investigações para sua melhor compreensão. Neste contexto, o presente trabalho apresenta a caracterização de um depósito de argila mole em Guaratiba, zona oeste do município do Rio de Janeiro. As amostras foram coletadas de uma área onde seria realizada a Missa da Jornada Mundial da Juventude – JMJ de 2013, denominada Campus Fidei. Para caracterização do depósito foram realizados ensaios de campo e laboratório, a saber, SPT, CPTu, Vane Test, adensamento edométrico convencional e ensaios triaxiais drenados e não drenados, além dos ensaios de caracterização físico-química, imprescindíveis para solos moles. Os resultados obtidos possibilitaram a obtenção de propriedades consideradas fundamentais para entendimento do comportamento desses solos, tais como, resistência ao cisalhamento não drenada, razão de sobreadensamento dos depósitos e coeficientes de adensamento. Os parâmetros geotécnicos obtidos mostraram-se concordantes com os valores encontrados na literatura no que tange aos solos moles da região. / [en] Soft ground generates concerns in engineering projects due to its high compressibility and low strength. These types of soils have been the subject of research in soil mechanics, especially on the Brazilian coast, requiring continuous investigations for better understand its behavior. In this context, this work presents the characterization of a soft clay deposit in Guaratiba, west of Rio de Janeiro city. Samples were collected from an area where it would celebrate the Mass of World Youth Day – WYD, called Campus Fidei. The characterization involved field and laboratory tests: SPT, CPTu, Vane test, conventional density and drained and undrained triaxial tests, in addition to the physical-chemical characterization. The results enabled the determination of some properties considered fundamentals to understanding the behavior of these soils, such as undrained shear strength, over consolidation ratio of deposits and consolidation coefficients. The found geotechnical parameters are consistent with the literature values with respect to the soft soils of the region.

[pt] A constante expansão ocupacional de terrenos resulta na eventual construção sobre camadas de argila mole, o que requer a utilização de fundações em estacas e, com isso, maior conhecimento sobre o material do subsolo e a interação entre as estruturas. Em um projeto de fundações, a consideração das cargas transversais atuantes na superfície nem sempre é suficiente, é necessário adicionar as solicitações também impostas ao longo do seu comprimento. Este trabalho relata o caso de um edifício em Ubatuba/SP, que entrou em colapso devido a solicitações laterais no fuste das estacas próximas ao fundo do terreno, local com maior espessura de argila mole. Este movimento foi analisado por meio de quatro métodos convencionais (Tschebotarioff, De Beer e Wallays, Stewart e Goh), além do método numérico utilizando o software Plaxis em modelagens 2D e 3D. Os métodos convencionais apresentaram momentos fletores bastante divergentes entre si, porém todos apresentaram resultados cuja ordem de grandeza foi muito maior que os obtidos por meio da análise numérica. A modelagem bidimensional mostrou que o espaçamento entre estacas no eixo fora do plano é um fator com bastante influência e interfere nos valores resultantes do modelo 2D, outra constatação foi a redução de até 50 por cento dos momentos fletores atuantes quando considerado o efeito de grupo. Os resultados da modelagem 3D mostraram-se concordantes com os da modelagem 2D, chegando a apresentar uma divergência de 2 por cento entre os resultados. Em termos gerais, foi confirmada a maior solicitação nas estacas mais próximas ao limite posterior do terreno, onde se encontra a camada mais espessa de argila, o que gerou momentos maiores do que aqueles gerados pela carga transversal da superestrutura. / [en] The constant expansion of land occupation leads to the eventual construction over soft clay layers, requiring the use of foundation piles and thus, greater understanding of the subsurface material and the interaction between the structures, especially in regards to the induced loads and displacements. Naturally, the loads from the overhead structure are transmitted to the foundation, causing it to suffer from the action of axial and transverse loads. In a foundation design, the consideration of transverse loads acting on the surface is not always sufficient, making it necessary to include the loads imposed along its length as well. This study depicts the case of a building in Ubatuba/SP that collapsed due to lateral stresses along the middle section of the piles, located close to the farthest site boundary where a thicker layer of soft clay can be found. This movement was analysed using four conventional methods (Tschebotarioff, De Beer and Wallays, Stewart and Goh), as well as a numerical method for 2D and 3D modelling on the Plaxis software. The conventional methods presented diverging results relative to each other, of which. However, all four methods produced results with orders of magnitude much greater than those obtained through numerical analysis. The bidimensional model showed that the spacing between piles in the out-of-plane axis is a factor of great influence and interferes in the simplifications of the 2D model. Another finding was a reduction of up to 50 percent of the acting bending moments when considering the group effect. The results from the 3D model were in agreement with those from the 2D model, exhibiting only a 2 percent difference. In general, a greater load on the piles closest to the farthest limit of the site was confirmed, located on the thickest clay layer that generated bending moments greater than those generated from the transverse load of the structure.

[pt] O presente trabalho apresenta um estudo do comportamento mecânico de um solo argiloso e um solo residual, submetidos a ensaios com temperaturas entre 20ºC e 70ºC. O programa experimental envolveu ensaios de caracterização (limites de Atterberg), ensaios de adensamento com carregamento incremental (SIC), triaxiais não drenados (CIU) e de cisalhamento direto. Para a realização dos ensaios de limites de Atterberg, as amostras foram previamente aquecidas em estufa. Para a realização dos ensaios de adensamento, triaxiais e de cisalhamento direto, foram desenvolvidos sistemas de aquecimento, controle e distribuição térmica, para garantir ao corpo de prova uma uniformidade da temperatura preestabelecida. Uma metodologia de calibração do sistema de aquecimento foi desenvolvida para se determinar o tempo necessário para o equilíbrio térmico dos solos. Houve também a preocupação com a calibração prévia dos instrumentos eletrônicos da prensa triaxial (transdutores e célula de carga) na temperatura dos ensaios. Na faixa de temperatura estudada, o preaquecimento não têm influência nos resultados de limites do solo argiloso. Os ensaios de adensamento revelaram que o aquecimento leva a um aumento da compressibilidade do solo, assim como um aumento da velocidade de adensamento. Nos ensaios triaxiais, observou-se que o aumento da temperatura causa um aumento da resistência dos materiais, além de reduzir o excesso de poropressões gerado durante o cisalhamento não drenado. Os ensaios de cisalhamento direto confirmaram a tendência de aumento da resistência observada nos ensaios triaxiais, além de indicar uma redução da deformabilidade volumétrica durante o cisalhamento. / [en] The subject matter of this thesis is the study of the mechanical behavior of clay and residual soils subjected to a series of tests with temperatures ranging from 20 to 70ºC. The experimental program consisted of Atterberg limits, consolidation tests with incremental loading (SIC), triaxial consolidated undrained tests (CIU) and direct shear tests on both soil types under saturated conditions. Samples for Atterberg limit tests have been pre-heated in oven to the specified temperature. Heating control and thermal distribution systems have been specially developed for insuring an homogeneous temperature throughout the consolidation, triaxial and direct shear tests. The thermal balance times for the two soils were achieved by means of a calibration method developed for the heating system. Transducers and load cell calibration were carefully calibrated acording to the temperature range for the testing program. It may be concluded that pre-heating to temperatures below 70ºC has no influence on the Atterberg limits results for both soils. Consolidation tests have shown that heating on samples leads to an increase in compressibility and also on the coefficient of consolidation. From the triaxial tests it was observed that an increase in temperature leads to an increase in strength and to smaller excess porepressures during undrained shear tests. The increase in shear strenght with temperature observed on triaxial tests was also confirmed by direct shear tests. These effects were more significant in clay than in residual soil.

[pt] O presente trabalho apresenta um estudo sobre a argila mole da rodovia BR 101 em Santa Catarina, no qual são pesquisadas suas características geotécnicas a partir de ensaios de campo e laboratório. Os ensaios de campo realizados foram os de palheta, dilatométricos e de piezocone. O programa experimental de laboratório envolveu ensaios de caracterização, de adensamento e triaxiais consolidados não drenados (CIU). O solo foi caracterizado como argila mole flúvio-marinha, altamente plástica e de coloração cinza clara a escura, com sensibilidade entre baixa e média. Trata-se de um material de alta compressibilidade e baixa resistência. Os ensaios de laboratório complementaram os de campo, havendo concordância de resultados em alguns casos estudados. O ensaio dilatométrico apresentou valores de módulo de deformabilidade unidimensional próximos aos obtidos nos ensaios oedométricos, revelando-se, assim, uma ferramenta adequada à estimativa de recalques. A estimativa do fator de cone (NKT) deve ser tratada de forma cuidadosa, pois tal fator tem grande influência na determinação da resistência não drenada (Su). Esta apresentou valores entre 10 e 25kPa, nos ensaios de campo e triaxiais de laboratório (CIU) realizados nos depósitos de argila mole investigados nesse estudo. Finalmente, ressalta-se a importância dos ensaios de campo para a determinação dos parâmetros geotécnicos das argilas moles, devido à rapidez e maior facilidade para a realização. / [en] The objective of this study is to characterize the soft clay of the BR 101 Highway in Santa Catarina, based on field and laboratory tests. Field tests consisted of vane test (VST), flat dilatometer test (DMT) and piezocone (CPTU). The experimental laboratory program included characterization, consolidation and consolidated undrained triaxial tests (CIU). The soil has been characterized as fluviomarine soft clay, highly plastic, presenting light to dark grey color, and low to medium sensibility. The material has shown high compression rate and low resistance. The laboratory tests have complemented the field investigation. Similar constrained modulus (M) values were obtained both from the dilatometer test and from the conventional consolidation test. Therefore, DMT showed to be a suitable test for settlement estimation. Cone factor (NKT) shall be carefully estimated due to its influence in the determination of the undrained shear strength (Su). Field and CIU tests performed in the soft clay deposits presented values between 10 and 25kPa. Emphasis is given in the importance of the field tests to determine the geothecnical parameters of the soft clay, due to their quick and easy performance. / [es] EL presente trabajo presenta un estudio sobre la arcilla blanda de la carretera BR 101 en Santa Catarina. En éste, se investigan las características geotécnicas a partir de ensayos de campo y laboratorio. Los ensayos de campo realizados fueron los de paleta, dilatométricos y de piezocone. El programa experimental de laboratorio considera ensayos de caracterización, de adensamiento y triaxiales consolidados no drenados (CIU). El suelo fue caracterizado como arcilla blanda fluvio-marina, altamente plástica y de coloración gris claro a oscuro, con sensibilidad entre baja y media. Se trata de un material de alta compresibilidad y baja resistencia. Los ensayos de laboratorio complementaron los de campo, y los resultados coinciden en algunos casos estudiados. El ensayo dilatométrico presentó valores de módulo de deformabilidad unidimensional próximos a los obtenidos en los ensayos oedométricos, revelando así la herramienta adecuada en la estimativa de recalcos. La estimativa del factor de cono (NKT) debe ser tratada de forma cuidadosa, porque este factor tiene una gran influencia en la determinación de la resistencia no drenada (Su). La resistencia no drenado tuvo valores entre 10 y 25kPa, en los ensayos de campo y triaxiales de laboratorio (CIU) realizados en los depósitos de arcilla blanda investigados en este estudio. Finalmente, se resalta la importancia de los ensayos de campo para la determinación de los parámetros geotécnicos de las arcillas blandas, debido a la rapidez y facilidad en su realización.