[pt] O estudo da variabilidade das propriedades dos solos, como resistência de ponta (qc), resistência não drenada (Su) e poro pressão (∆u), é a principal meta desta tese. Utilizam-se de técnicas de Probabilidade e Estatística em ensaios in situ como piezocone, palheta e pressiométricos tipo Menard e Auto-Perfurante. Em um primeiro momento, os resultados de Su são analisados através de retas médias obtidas pela comparação dos resultados de Su, em depósitos em que o teor de umidade é maior ou igual ao limite de liquidez e em depósitos em que a umidade é menor que o limite de liquidez. A determinação da Função Densidade de Probabilidade (FDP) para os ensaios de piezocone em solo residual - Campus Experimental da PUC-RIO, argila mole da Baixada Santista e na Barragem de Rejeito de Ouro em Paracatu - MG, também será objeto de estudo a melhor FDP, entre a Normal e a Lognormal.E por fim, estuda-se o parâmetro chamado escala de flutuação que, juntamente com a média e o desvio-padrão, descreve com maior eficiência a variabilidade espacial das propriedades dos solo, utilizando-se de duas metodologias: uma para o ensaio de piezocone, baseada no modelo de campo aleatório proposta por Vanmarcke, e a outra para os ensaios palheta e pressiômetros Menard e Auto-Perfurante, através do estudo da função de autocorrelação, baseada no trabalho de Asaoka e Grivas. / [en] It is well known that there is an inherent variability in the values of undrained shear strength of soil collected at different depths. In the case of natural deposits, this variability is attributed to the randomness associated with the geological processes involved in the formation of the deposits. The study on spatial variability of soil properties like undrained shear strength (Su), cone bearing (qc) and pore pressure(delta u), is the main goal of this thesis. Probabilistic and Statistical approaches have been applied to analyze results of cone penetration tests performed in quartenary soft clay deposits located in the Baixada Santista - Sao Paulo, gneiss residual soil profile - Experimental Campus - PUC-RIO and also in a Tailing dam at Paracatu - MG. Vane, Menard and self-boring Pressuremeter tests have been used to establish the scale of fluctuation through the study of autocorrelation functions in a quartenary soft clay deposit located in the Baixada Santista area. The results of that study have shown that, for piezocone tests in the residual soil and soft clay in the Baixada Santista, the best Probability Density Function will be Lognormal, and that fluctuation scale obtained from piezocone, Vane, Menard and self-boring pressuremeter tests are an important descriptor of soil variability. / [es] El estudio de la variabilidad de las propriedades de los suelos tales como resistencia de punta (qc), resistencia no drenada (Su) y poro presión (∆u), es la meta principal de esta tesis. Este estudio utiliza técnicas de probabilidades y estadística en ensayos in situ como piezocone, Paleta, presiometros Menard y Auto-Perforante. En un primer momento, se analizan los resultados de Su a través de rectas médias obtenidas por comparación de los resultados de Su, en depósitos donde la humedad es mayor o igual al Límite de Líquidez y en depósitos en que la humedad es menor que el límite de líquidez. La determinación de la Función de Densidad de Probabilidad (FDP) para los ensayos de piezocone en suelo residual - Campo Experimental de la PUC-RIO, arcilla blanda de la Baixada Santista y en Barragem de Rejeito de Ouro, en Paracatu - MG, también será objeto de estudio la mejor FDP, entre la Normal y la Lognormal. Y por fin, el estudio del parámetro llamado escala de fluctuación que, conjuntamente con la media y el error estándar descriven com mayor eficiencia la variabilidad espacial de las propriedades de los suelos, haciendo uso de dos metodologías. Una para el ensayo de piezocone y la otra para los ensayos Paleta, presiometros Menard y Auto-Perforante a través del estudio de la función de autocorrelación.

[pt] O comportamento de um aterro sobre argila mole da Baixada Fluminense foi estudado. Este aterro foi executado para a implantação da Indústria Rio Polímeros, com 3 metros de espessura, assente sobre um colchão drenante. Antes da construção, a área foi coberta com uma manta de geotêxtil. Para acelerar os recalques do aterro, geodrenos foram instalados na argila mole. O aterro foi instrumentado com inclinômetros, placas de recalque e piezômetros. Durante a construção, foram observadas rupturas em áreas localizadas do aterro. Ensaios de palheta e piezocone foram realizados em diferentes etapas da obra. A resistência não drenada (Su) nos ensaios de palheta apresentaram-se dentro dos valores reportados em trabalhos anteriores. Nos ensaios de piezocone, Su apresentou um decréscimo com a profundidade. Os valores de OCR, estimados com o piezocone, situaram-se entre 1,5 e 3,0. O comportamento do aterro foi avaliado quanto a recalques e estabilidade. O método de Asaoka permitiu uma estimativa satisfatória do coeficiente de adensamento e dos recalques. Os recalques estimados pela teoria de Terzaghi foram cerca de 2,5 vezes maiores do que os registrados no campo, devido a incertezas na compressibilidade da argila mole. O método de Asaoka indicou, para drenagem puramente vertical, um valor de cv cerca de 100 vezes maior que os valores de ensaios de laboratório e 2 vezes menor que os valores estimados para drenagem combinada e para ensaios de piezocone. A estabilidade do aterro foi avaliada em análises por equilíbrio limite. Os resultados confirmaram a existência de uma potencial instabilidade em algumas regiões do aterro. / [en] The behavior of an embankment on a soft clay deposit at Baixada Fluminense was studied. This embankment was constructed for implantation of Rio Polimeros Industry. The embankment layer is 3m thick and is placed over a layer of granular material. Before construction the entire area was covered with a geotextil. Geodrains were also installed to accelerate clay layer settlements. Some localized embankment failures were observed during construction. Vane and CPTU tests were performed at different construction stages. Values of undrained strength (Su), provided by vane tests, are in agreement with results reported in literature, for soft clay deposits at Baixada Fluminense. On the other hand, CPTU tests indicated a Su profile decreasing with depth. OCR values were estimated between 1.5 and 3.0. The performance of the embankment construction was evaluated with respect to its stability and settlement. The Asaoka`s method allowed a suitable evaluation of both coefficient of consolidation and final settlements. However, settlements computed by Terzaghi`s theory were about 2.5 times greater than monitored field values. These differences were attributed to uncertainties related to the clay layer compressibility parameters. The vertical coefficient of consolidation, computed with Asaoka`s method, was 100 times greater than laboratory results and 2 times smaller than values estimated for combined consolidation and by CPTU data. The embankment stability was evaluated with limit equilibrium analyses. The results confirmed the occurrence of instability conditions at localized embankment areas.

[pt] Este trabalho consiste na determinação de parâmetros de deformabilidade e resistência do solo do retro-aterro do muro experimental de pneus, localizado em Jacarepaguá (Rio de Janeiro). O muro experimental de pneus possui quatro seções, das quais foram escolhidas duas para realização dos ensaios de campo e para extração dos blocos indeformados. Foram realizados ensaios dilatométricos e pressiométricos no campo, e ensaios de caracterização, adensamento e resistência ao cisalhamento no laboratório. O programa de ensaios de cisalhamento no laboratório consistiu de cisalhamento direto com corpo de prova na umidade natural e submersos, ensaios triaxiais convencionais e ensaios triaxiais com trajetória de tensão especiais. Uma descrição detalhada das metodologias de execução e interpretação dos ensaios está apresentada neste trabalho, juntamente com uma discussão dos resultados obtidos. Em particular, a discussão enfocou os valores de tensões in situ (coeficiente de empuxo k0) e dos módulos de deformabilidade (módulo de Young, coeficiente de Poisson, módulo cisalhante, dentre outros). As características de resistências também foram analisadas, considerando-se o solo com a umidade natural ou na condição de saturação total. Como principais conclusões, pode-se ressaltar que o material compactado apresenta-se como levemente pré- adensado, com valores de OCR menores que 2 e k0 da ordem de 0,68 a 0,70. / [en] This thesis consists of a study of stress-strain-strength behavior of the compacted embankment constructed behind the experimental tire wall located in Jacarepagua (Rio de Janeiro). The experimental wall has four sections with differet characteristics. From these, two were chosen for the field tests and for extraction of undisturbed samples. Dilatometer and pressuremeter were accomplished in the field, together with characterization, consolidation and shear resistance tests in the laboratory. The experimental program in the laboratory consisted of direct shear on specimens with natural moisture content and submerged conditions. Conventional triaxial test and special stress path tests were also performed under drained conditions. Detailed description of the methodology and interpretation of all tests are presented in this work, together with a discussion of the results. In particular, the discussion focussed on the values of in situ stresses (coefficient of lateral stress at rest) and of the stress-strain modulus (Young's modulus, Poisson ratio, shear modulus). The shear strength characteristics were also analyzed, considering both natural humidity and totally saturated specimens. From the most significant conclusions, it can be pointed out that the compacted material was shown to be slightly overconsolidated, with values of OCR smaller than 2 and k0 in of the order of 0,68 to 0,70. The differences between field and laboratory values are also discussed in the thesis. / [es] Este trabajo consiste en la determinación de los parámetros de deformabilidad y resistencia del suelo del terraplenado del muro experimental de neumáticos, localizado en Jacarepaguá (Rio de Janeiro). EL muro experimental de neumáticos posee cuatro secciones, de las cuales fueron seleccionadas dos para la realización de los ensayos de campo y para la extracción de los bloques no deformados. Fueron realizados ensayos dilatométricos y presiométricos en campo, y ensayos de caracterización, adensamiento y resistencia al cizallamiento en el laboratório. EL programa de ensayos de cizallamiento en el laboratorio consistió de cizallamiento directo con cuerpo de prueba en la humedad natural y sumergidos, ensayos triaxiales convencionales y ensayos triaxiales con trayectoria de tensión especial. Em este trabajo se presenta una descripción detallada de las metodologías de ejecución e interpretación de los ensayos, conjuntamente con una discusión de los resultados obtenidos. En particular, la discusión enfocó los valores de tensiones in situ (coeficiente de empuje k0) y de los módulos de deformabilidad (módulo de Yong, coeficiente de Poison, módulo cizallante, dentre otros). Las características de resistencia también fueron analizadas, considerando el suelo con la humedad natural o en la condición de saturación total. Como principales conclusiones se puede resaltar que el material compactado está levemente preadensado, con valores de OCR menores que 2 y k0 del órden de 0,68 la 0,70.

[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.