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[en] EVALUATION OF THE LIQUEFACTION POTENTIAL OF COLLUVIONAR SOILS FROM RIO / [pt] AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE LIQUEFAÇÃO DE SOLOS COLUVIONARES DO RIO DE JANEIROLISET HURTADO ESPINOZA 20 May 2011 (has links)
[pt] O fenômeno de liquefação está diretamente relacionado a uma diminuição
acentuada da resistência não drenada em materiais saturados, induzida por uma
redução significativa das tensões efetivas, em decorrência do desenvolvimento de
elevadas poropressões. O mecanismo, em muitos casos, é associado a eventos
sísmicos. Em regiões assísmicas, como no Rio de Janeiro, corridas de detritos
deflagradas por chuvas intensas podem envolver este fenômeno, agora associado a
carregamentos estáticos. Para a investigação da susceptibilidade à liquefação de
solos coluvionares do Rio de Janeiro, foram coletadas amostras indeformadas de
dois locais: Campo Experimental da PUC-Rio e bacia do rio Quitite. Na primeira
fase do programa experimental desenvolvido foram realizados ensaios de
caracterização física, química e mineralógica dos dois materiais. Após a
caracterização, passou-se ao estudo da compressibilidade dos solos, através da
realização de ensaios de velocidade de deslocamento constante (CRD) em corpos
de prova indeformados, obtendo-se a tendência da linha virgem. Em seguida
estudou-se o comportamento tensão-deformação e a resistência dos materiais com
a execução de ensaios triaxiais de compressão, adensados isotropicamente e
cisalhados na condição não drenada, com medida de poro-pressões à meia altura e
na base dos corpos de prova. A influência da velocidade de cisalhamento foi
analisada nesta fase das investigações. Com as análises dos resultados e
entendimento do comportamento tensão-deformação destes materiais em
condições de laboratório, concluiu-se que os mesmos não são susceptíveis à
liquefação. / [en] The liquefaction phenomenon is directly related to a remarkable decrease
of undrained strength of saturated materials, induced by significant reduction of
effective stress due to high pore-pressures development. In most of the cases, the
mechanism is associated to seismic events. In non seismic areas, like Rio de
Janeiro, debris flow triggered by heavy rainfalls may involve this phenomenon,
now associated to static loading. For an investigation of liquefaction susceptibility
of colluvium soils from Rio de Janeiro, undisturbed samples were collected from
two sites: Campo Experimental of PUC-Rio and the basin of the Quitite river. In
the first phase of this developed experimental program, physical characterization,
chemical and mineralogical tests were performed. After characterization, soil
compressibility was evaluated through constant rate of deformation tests (CRD)
performed in undisturbed samples, resulting in definition of virgin line tendencies.
Following that, the stress-strain behavior and strength were studied using triaxial
compression tests, isotropically consolidated and sheared in undrained condition,
with pore-pressure measured both at the middle and at the base of the samples.
The shear rate influence was analyzed in this investigation phase. Based on the
analysis of the obtained results and the understanding of the stress-strain behavior
of the studied materials under laboratory.
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[en] DIRECT SHEAR TESTS ON IPANEMA BEACH SAND / [pt] ENSAIOS DE CISALHAMENTO DIRETO NA AREIA DA PRAIA DE IPANEMAJOAO VICTOR MELO COUTINHO 04 October 2022 (has links)
[pt] Uma extensa campanha de ensaios de cisalhamento direto foi realizada na
Areia da Praia de Ipanema, inspirado em Simões (2015). Os ensaios foram
realizados em corpos de prova na condição seca, moldados em seis diferentes
domínios de compacidade relativa (CR), desde muito fofo até muito compacto. Para
cada domínio de CR, foram realizados ensaios sob dez diferentes valores de tensão
normal nominal, variando de 25 a 1250 kPa. Em todos os ensaios, foi utilizado
um dispositivo desenvolvido para impedir a rotação do top cap. A grande
quantidade e variedade de ensaios permitiu uma análise detalhada de como as
características das curvas tensão cisalhante sobre tensão normal versus
deslocamento horizontal relativo e deslocamento vertical do top cap
versus deslocamento horizontal relativo variaram com as variações de CR e
de tensão normal, especialmente o ângulo de atrito de pico e o deslocamento
vertical do top cap na ruptura, mostrando contração ou dilatação na ruptura.
O ângulo de atrito a volume constante da Areia da Praia de Ipanema parece
estar situado entre 30 e 32 graus. Uma curva que relaciona índice de vazios crítico e
tensão normal nominal crítica foi obtida a partir dos ensaios de cisalhamento direto
na Areia da Praia de Ipanema, sendo análoga à linha de estado crítico proposta por
Lee e Seed (1967). Ademais, a alta frequência de aquisição de dados tornou
explícito o fenômeno conhecido como stick-slip nas curvas obtidas, mostrando que
a amplitude do fenômeno é tanto maior quanto menor a tensão normal nominal. / [en] A comprehensive research program of direct shear tests was carried out on
Ipanema Beach Sand, inspired by Simões (2015). The tests were carried out on
specimens in dry condition, prepared in six different domains of relative density
(Dr), from very loose to very dense. For each Dr domain, tests were performed under
ten different values of nominal normal stress, ranging from 25 to 1250 kPa. In
all tests, a device developed to prevent the rotation of the top cap was used. The
large number and variety of tests allowed a detailed analysis of how the
characteristics of the Shear stress over normal stress versus relative
horizontal displacement curves and top cap vertical displacement versus
relative horizontal displacement curves varied with CR and normal stress
variations, especially the peak friction angle and the vertical displacement of
the top cap at failure, showing contraction or dilation at failure. The angle of
friction at constant volume of the Ipanema Beach Sand seems to be situated
between 30 and 32 degrees. A curve relating critical void ratio and critical nominal normal
stress was obtained from the direct shear tests run on Ipanema Beach Sand, being
analogous to the critical state line proposed by Lee and Seed (1967). Moreover, the
high frequency of data acquisition made explicit the phenomenon known as stickslip in the obtained curves, showing that the amplitude of the phenomenon is
greater the smaller the nominal normal stress.
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[en] STUDY OF DRYING-WETTING EFFECTS OU THE SHEAR STRENGTH OF A SOIL COMPACTED IN LABORATORY / [pt] ESTUDO DOS EFEITOS DE UMEDECIMENTO E SECAGEM NA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DE UM SOLO COMPACTADO EM LABORATÓRIORODRIGO MARQUES BENEVELI 09 May 2002 (has links)
[pt] No presente trabalho, pretende-se avaliar os efeitos de
ciclos de umedecimento e secagem na resistência ao
cisalhamento do solo. Este estudo é de grande importância,
particularmente,para os solos brasileiros, já que se
encontram em uma região tropical, onde verifica-se a
ocorrência de períodos bem definidos de chuvas e estiagem.
Sabe-se que, longos períodos de chuvas podem saturar o
solo, assim como durante a estiagem,pode ocorrer uma maior
evaporação do que infiltração de água, o que leva o solo a
uma condição não saturada, provocando o surgimento de uma
nova componente de resistência, a coesão aparente. Na
natureza, estes dois períodos não ocorrem de maneira
uniforme, fazendo com que o solo atinja valores de sucção
diferentes, dependendo do seu umedecimento e
secagem. Assim sendo, ciclos de umedecimento e secagem e o
nível de sucção atingido correspondente, podem afetar o
comportamento mecânico do solo. Afim de verificar a
influência de tais ciclos de umedecimento e secagem,
determinou-se a resistência ao cisalhamento do solo, por
meio de ensaios de cisalhamento direto com sucção
controlada no equipamento desenvolvido na PUC-Rio. O
umedecimento e a secagem do solo,foram simulados, em
laboratório, através da diminuição e aumento da sucção,
respectivamente. Utilizou-se o solo maduro do campo
experimental II da PUC-Rio, peneirado e compactado em
laboratório.Foram realizadas várias séries de ensaios, em
que se modificavam os procedimentos realizados em relação
aos níveis de sucção aplicados. A partir dos resultados
obtidos,verificou-se a influência dos ciclos de
umedecimento e secagem e dos níveis de sucção
atingidos em cada caso, na resistência ao cisalhamento do
solo, bem como na variação de volume total e de água nas
amostras, durante o cisalhamento. / [en] This work intends to evaluate the effects of wetting and
drying cycles on soil shear strength. It is a study of
great importance, specially for brazilian soils, since they
are found in a tropical area, where there are periods well
defined of raining and dryness.It is well known that long
raining periods can saturate the soil, as well as during
dryness it can occur a bigger evaporation than infiltration
of water, what brings soil to an unsaturated state.
Unsaturated soils have an additional strength component:
the apparent cohesion. In nature, raining and dryness do
not occur uniformly, because of that, the soil suction can
reach different values, depending on its wetting and
drying, thus being, wetting and drying cycles and the
corresponding suction levels can affect the mechanical
behaviour of soil.Aiming at verify the influence of such
cycles of wetting and drying, soil shear strength was
obtained through laboratory tests of direct shear with
controlled suction, using PUC-Rio s developed equipment.
Soil wetting and drying had been simulated in laboratory,
reducing and increasing suction. Mature soil brought from
the experimental field II of PUC-Rio, sifted and compact in
laboratory, was used.Many series of laboratory tests had
been carried out, modifying procedures related to applied
suction levels. From the gotten results the influence, of
wetting and drying cycles and reached levels of suction,
was verified. Such influence also occurred, on total and
water volume changes, during the shear.
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[en] DEVELOPMENT OF AN EQUIPMENT TO DETERMINE THE DIRECT SHEAR STRENGTH OF UNFILLED ROCK DISCONTINUITIES / [pt] DESENVOLVIMENTO DE UM EQUIPAMENTO PARA A DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DIRETO DE DESCONTINUIDADES NÃO PREENCHIDAS DE ROCHASRODMAN RAUL CORDOVA RODRIGUEZ 09 August 2018 (has links)
[pt] A resistência ao cisalhamento de descontinuidades é fortemente influenciada pela rugosidade e pela tensão normal aplicada, além de outras propriedades das descontinuidades. A sua avaliação é de vital importância nos projetos de escavações subterrâneas, estabilidade de taludes, túneis, fundações e outros tipos de obras da engenharia em rochas. O propósito principal deste trabalho foi o desenvolvimento de um equipamento de cisalhamento direto convencional que permite avaliar a resistência ao cisalhamento em descontinuidades de rochas sem preenchimento, em escala de laboratório. A força normal e a força cisalhante foram aplicadas através de atuadores hidráulicos servo controlados. Encontram-se acoplados nos atuadores os dispositivos para medir cargas e deslocamentos verticais e horizontais. O controlador de aquisição de dados converte os sinais mecânicos e elétricos em dados digitais. Os dados foram registrados nos intervalos desejados num computador. Foram feitos ensaios de cisalhamento em juntas artificiais e naturais de dois tipos de gnaisse, o Microclina Gnaisse e o Plagioclásio biotita hornblenda gnaisse. Os resultados obtidos apresentaram uma variação no padrão da rugosidade, com uma diminuição da dispersão com o aumento da escala das amostras, as juntas naturais apresentaram uma dispersão maior nos resultados do que as juntas artificiais. Os parâmetros de resistência obtidos experimentalmente foram então comparados, com os parâmetros de resistência obtidos através do método empírico de Barton e Choubey (1977) e também com dados encontrados na bibliografia. Os resultados mostram-se satisfatórios, validando o equipamento desenvolvido. / [en] The shear strength of discontinuities is strongly influenced by the roughness and the normal stress applied, as well as other properties of the discontinuities. Their assessment is of vital importance in underground excavation projects, slope stability, tunnels, foundations and other types of rock engineering activities. The main purpose of this work was the development of a conventional direct shear equipment to determine the shear strength of unfilled rock discontinuities at laboratory scale. Normal force and shear force were applied with servo controlled hydraulic actuators. The devices for measuring loads and vertical and horizontal displacements are coupled to the actuators. The data acquisition controller converts the mechanical and electrical signals into digital data. The data was recorded at the desired intervals on a computer. Shear tests were performed on artificial and natural joints of two types of gneiss, the Microcline gneiss and the Plagioclase biotite hornblende gneiss, common rocks in the southern region of Rio de Janeiro city. The results showed a variation in the roughness pattern, with a decrease of the dispersion with the increase of the samples size, the natural joints presented a greater dispersion in results than the artificial joints. The resistance parameters obtained experimentally were then compared with the resistance parameters obtained through the empirical method of Barton and Choubey (1977) and also with data found in the literature. The results obtained are satisfactory, validating the developed equipment.
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[en] EFFECTS OF A CAUSTIC LIQUEUR ON THE SHEAR STRENGTH OF A SIENITIC RESIDUAL SOIL AND A COLLUVIUM, UNDEFORMED / [pt] EFEITOS DE UM LICOR CÁUSTICO NA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DE UM SOLO RESIDUAL DE SIENITO E UM COLUVIONAR INDEFORMADOSTAISE MONIQUE DE OLIVEIRA CARVALHO 30 January 2007 (has links)
[pt] Neste trabalho se estuda a influência de um fluido
alcalino na resistência
ao cisalhamento de dois solos provenientes de Poços de
Caldas-MG, sendo um
deles um solo residual jovem de sienito e o outro um
colúvio. Para tanto,
elaborou-se um programa experimental que consistiu na
execução de ensaios
triaxiais CIU (solo residual jovem) e de cisalhamento
direto (solo coluvionar),
tanto com os solos no estado natural como contaminados. A
contaminação dos
solos se deu pela substituição total ou parcial do fluido
intersticial por um licor
cáustico, resíduo proveniente do processo do
beneficiamento da bauxita.
Ensaios de caracterização física, química e mineralógica,
com os solos em
ambos os estados, foram realizados com o intuito de
auxiliar na análise dos
resultados dos ensaios de resistência. Os resultados
obtidos mostraram que os
solos são suscetíveis à ação do licor, notando-se um
decréscimo dos parâmetros
de resistência. / [en] This work presents a study concerning the influence of an
alkaline fluid in
the shear strength of two soils originating from Poços de
Caldas-MG, which one
of them is a sienitic residual and the other a colluvium.
For that, it was elaborated
an experimental program consisting of the execution of CIU
triaxial (residual soil)
and direct shear (colluvium) tests. The tests were
performed with the soils in the
natural and contaminated states. The soils were
contaminated through total or
partial substitution of the pore fluids for a caustic
liqueur, a residue originating
from alumina production process. In order to provide
better support for the
analysis of strength tests results, it were performed
physical, chemistry and
mineralogical characterization tests, with the soils in
both states. The
experimental program results have shown that the liqueur
causes loss of strength
in both soils.
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[en] INFLUENCE OF SUCTION ON THE SHEAR STRENGTH OF A FILITE RESIDUAL SOIL FROM BELO HORIZONTE, MG / [pt] INFLUÊNCIA DA SUCÇÃO NA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DE UM SOLO RESIDUAL DE FILITO DE BELO HORIZONTE, MGMARIA BERNADETE LUCIANO LOPES 15 February 2007 (has links)
[pt] Neste trabalho, analisou-se a influência da sucção na
resistência ao
cisalhamento de um solo residual jovem de filito da
região
metropolitana de
Belo Horizonte (MG). A fim de determinar a resistência
ao
cisalhamento do solo
não saturado, foram realizados ensaios de cisalhamento
direto com sucção
controlada em amostras indeformadas e teor de umidade
natural. Foram feitos
também ensaios de cisalhamento direto convencional, em
corpos de prova
indeformados e submersos. Tais ensaios foram executados
com diferentes
níveis de tensão. Determinaram-se as curvas de retenção
de
umidade através
do método do papel filtro, para se obter a relação entre
a
sucção e o teor de
umidade do solo. O programa experimental compreendeu
também ensaios de
caracterização geotécnica, análises químico-
mineralógicas.
A partir da análise
dos resultados de ensaios de cisalhamento direto
convencional e com sucção
controlada foi possível estabelecer uma envoltória de
resistência ao
cisalhamento em três dimensões para o solo estudado,
função das variáveis de
tensão ((sigma)-ua) e (ua-uw). Também são apresentadas
algumas considerações
sobre a influência da sucção na compressibilidade do
material. Por fim, fez-se
uma comparação dos resultados obtidos para a resistência
ao cisalhamento
com estimativas indiretas através de formulações
simplificadas que usam os
parâmetros efetivos de resistência e a curva
característica de sucção (i.e.
Lytton, 1995; Vanapalli et al., 1996; Fredlund et al.,
1996; Oberg e Sallfors,
1997), assim como com outros resultados encontrados na
literatura técnica. / [en] This work intends to evaluate the influence of suction in
the shear strength
of a young residual filite soil from Belo Horizonte city,
of Minas Gerais, Brazil. The
experimental program included conventional tests of
geotechnical, chemical and
mineralogical characterization. The relationship between
suction and water
content of soil was obtained by the filter paper method
and represented
graphically by soil-water characteristic curves (SWCC). In
order to determine the
shear strength of unsaturated soil, direct shear tests
with controlled suction were
executed with soil samples in their natural state. In
addition, conventional shear
strength tests were performed with undisturbed and
submersed specimens. Both
types of tests were performed with different values of
stress. From the analysis of
the tests´ results it was possible to establish a three-
dimensional shear strength
envelope in function of the stress state variables
((sigma)-ua) and (ua-uw). Moreover,
some considerations about the influence of stress
variables in compressibility of
soil are discussed. Finally, a comparison of the results
obtained for the soil´s
shear strength was made with different prediction models
using the SWCC and
the effective strength parameters (i.e. Lytton, 1995;
Vanapalli et al., 1996;
Fredlund et al., 1996; Oberg e Sallfors, 1997). The
results were also compared
with other data found in the literature.
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[en] PHYSICAL-HYDRIC-STRUCTURAL CHARACTERIZATION AND EFFECTS OF INCREASE OF AIR PRESSURE ON THE STRENGHT OF UNSATURATED TROPICAL SOILS / [pt] CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-HÍDRICO-ESTRUTURAL E EFEITO DO AUMENTO DA PRESSÃO DO AR NA RESISTÊNCIA DE SOLOS TROPICAIS NÃO SATURADOSMARIANA FERREIRA BENESSIUTI MOTTA 19 June 2017 (has links)
[pt] Esta tese apresenta um estudo relacionado a dois importantes aspectos da mecânica dos solos não saturados: a caracterização físico-hídrico-estrutural e o efeito do aumento súbito da pressão de ar em solos tropicais não saturados do Rio de Janeiro. A primeira contribuição aborda uma avaliação ampla de parâmetros físicos, químicos, mineralógicos e do efeito da estrutura destes solos em características estruturais, mecânicas, hidráulicas e de deformabilidade. O segundo aspecto, relacionado à avaliação do efeito do aumento da pressão de ar, foi realizado através de ensaios triaxiais não saturados, do tipo CW, com medidas de velocidade da onda cisalhante. Para atingir este último objetivo, um equipamento triaxial servocontrolado não saturado, com instrumentação interna de bender elements, foi implementado. Todos os ensaios foram realizados em amostras indeformadas e reconstituídas, com mesmo teor de umidade e índice de vazios, em dois solos
residuais jovens e em um solo coluvionar coletados em Nova Friburgo e Tinguá, RJ. Os resultados obtidos permitiram avaliar que apesar de alguns solos possuírem características físicas semelhantes, estes apresentaram comportamentos mecânicos, hidráulicos e estruturais diferentes. Com relação aos ensaios triaxiais não saturados CW, não foi possível observar um comportamento característico e conclusivo do
efeito do incremento de ar nos solos. A verificação individual do pulso de ar em cada amostra estudada indicou, para a maioria dos ensaios, diminuição das velocidades das ondas cisalhantes (Vs) após o aumento. / [en] This thesis presents a study related to two important aspects of unsaturated soil mechanics: a physical-hydric-structural charaterization and the effects of increase of air pressure on the strength of unsaturated tropical soils from Rio de Janeiro. The first contribution exhibits an extensive experimental program aiming
to evaluate effcts of physical, chemical, mineralogical and soil structure in the mechanical, hydraulic and deformability characteristics of the soils. The second contribution, related to the effects of increase of air pressure, was performed through constant water content triaxial tests with measurements of shear wave
velocities. In order to achieve this last objective, an unsaturated triaxial apparatus with bender elements was implemented. The tests were carried out on undisturbed and reconstituted samples, with the same moisture content and void ratio, in two young residual soils and a colluvial soil from Nova Friburgo and Tinguá, RJ. The
results showed that although some soils had similar physical characteristics, they had different mechanical, hydraulic and structural behaviors. Regarding the unsaturated triaxial tests, it was not possible to observe a characteristic and conclusive behavior of the effect of increase of air pressure in soils. The individual evaluation in each sample studied indicated that, for most tests, the increase in air pressure caused decrease in shear wave velocities (Vs).
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[en] AN ASSESSMENT OF THE POTENTIAL USE OF A COMPACTED SILTY SOIL FROM RORAIMA STATE AS A LANDFILL MINERAL BARRIER / [pt] ANÁLISE DA POTENCIALIDADE DE USO DE UM SOLO SILTOSO PARA UTILIZAÇÃO EM BARREIRA MINERAL DE ATERROS SANITÁRIOS NO ESTADO DE RORAIMAGEREMY CARLOS FREITAS 15 March 2017 (has links)
[pt] A Lei da Política Nacional de Resíduos Sólidos exigiu a extinção dos lixões e aterros controlados nos municípios brasileiros. Embora a lei date de 2010, até agora a maioria dos municípios brasileiros ainda não conseguiu implantar aterros sanitários. A situação não é diferente no Estado de Roraima, onde nenhum de seus 15 (quinze) municípios possui um aterro sanitário em operação. Este trabalho visa a minimizar esta ocorrência, à medida que estuda as propriedades e índices geotécnicos de um solo siltoso de uma jazida do município de Rorainópolis que poderá ser empregado como material de construção de barreiras minerais de um possível Aterro Consorciado que atenderá os municípios que compõem a Região Metropolitana do Sul de Roraima, a saber: Rorainópolis, São João da Baliza, São Luís e Caroebe. O solo siltoso foi submetido a um extenso programa experimental que consistiu de ensaios de condutividade hidráulica, compressão simples e contração em corpos de prova, com diferentes relações massa-volume-umidade, compactados nas energias Proctor normal, intermediária e modificada. O programa experimental objetivou estabelecer uma faixa de variação de valores da relação massa-volume-umidade que atendesse aos critérios usualmente empregados na especificação de construção de barreiras minerais, i.e. condutividade hidráulica igual ou inferior a potência de 10 elevado a menos 9 m/s, resistência à compressão simples superior a 200 KPa e contração volumétrica inferior a 4 por cento. Os resultados do programa experimental demostraram que o solo deverá possuir um peso específico de 14,75 mais ou menos 0,5 KN/m ao cubo e um teor de umidade de 28,0 mais ou menos 3,0 por cento, a fim de atender aos critérios de condutividade hidráulica e resistência. Os resultados mostraram que não é possível atender ao critério de contração volumétrica, face à presença de argilominerais 2:1 na composição do solo estudado. Não obstante, é possível empregá-lo com essa finalidade, desde que cuidados sejam adotados para evitar a sua dessecação. Adicionalmente, foram determinados os parâmetros de resistência ao cisalhamento do solo através de ensaios de cisalhamento direto a fim de possibilitar a análise de estabilidade de taludes. / [en] The Law of the National Solid Waste Policy demanded the extinction of controlled dumps and landfills in Brazilian municipalities. Although the date 2010 law, so far most municipalities have yet to deploy landfills. The situation is no different in the state of Roraima, where none of his fifteen (15) municipalities has a landfill in operation. This work aims to minimize this occurrence, as studying the properties and geotechnical contents of a clay soil deposit of Rorainópolis municipality that may be used as a building material mineral barriers of a possible Syndicated landfill that will serve the municipalities that make up the metropolitan area of southern Roraima, namely: Rorainópolis, São João da Baliza, São Luís and Caroebe. The clay soil was subjected to an comprehensive experimental program consisting of hydraulic conductivity tests, simple compression and contraction on specimens with different mass-volume-moisture relations, compacted in standard, intermediate and modified energies. The experimental program aimed to establishing a range of variation of volume-mass-moisture values that met the criteria usually employed in the construction specification of mineral barriers, i.e. hydraulic conductivity equal to or less than power from 10 high less 9 m / s, compressive resistance higher than 200 KPa and volumetric shrinkage of less than 4,0 per cent. The results of the experimental program demonstrated that the soil must have a specific weight of 14.75 more or less 0.5 KN / m to cube, and a moisture of 28.0 more or less 3.0 per cent content, in order to meet the criteria hydraulic conductivity and resistance. The results show that the volumetric shrinkage criterion cannot be meet due to the presence of 2: 1 clay soil composition studied. Nevertheless, it is possible to use it as a building material mineral barrier, as long as care is adopted to prevent desiccation. In addition it was determined the soil shear parameters of resistance through direct shear tests to enable the slope stability analysis.
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[en] DIRECT SIMPLE SHEAR TESTS ON THE IPANEMA BEACH SAND / [pt] ENSAIOS DE CISALHAMENTO SIMPLES NA AREIA DA PRAIA DE IPANEMATIAGO EMANUEL DE SA SCHUCK 05 December 2023 (has links)
[pt] Esta pesquisa teve como objetivo investigar o comportamento tensão-deformação-resistência da areia da Praia de Ipanema, RJ, em ensaios de
cisalhamento simples (DSS) realizados em corpos de prova secos, cisalhados a
volume constante sob carregamento monótono de deformação controlada. Foi
desenvolvido um procedimento para moldagem de corpos de prova de areia na
condição seca para ensaios de DSS. Os corpos de prova foram moldados nos
domínios de compacidade relativa (CR) fofo, médio, compacto e muito compacto.
Para cada um desses domínios de CR, foram realizados ensaios de DSS sob os
seguintes valores de tensão vertical inicial: 25, 50, 100, 150, 300, 500 e 750
kPa. Os resultados permitiram avaliar a influência da tensão vertical inicial e
do índice de vazios pré-cisalhamento (epc) na variação da tensão vertical (variação da tensão vertical no cisalhamento)
necessária para manter a altura (e o volume) do corpo de prova constante durante o
cisalhamento, na taxa de mobilização de ângulo de atrito no plano horizontal em relação à distorção, no valor do ângulo de atrito máximo mobilizado no
plano horizontal, no valor da tensão cisalhante na ruptura, no valor da
distorção na ruptura, bem como nos valores dos módulos de cisalhamento
secantes G25 e G50. / [en] This research aimed to investigate the stress-strain-strength behavior of the Ipanema Beach (RJ) sand in direct simple shear tests (DSS) carried out on dry specimens, sheared at constant volume under strain-controlled static loading. A procedure for preparing dry sand specimens was developed for DSS tests. The specimens were prepared in loose, medium, dense and very dense domains of relative density (Dr). For each of these Dr domains, DSS tests were carried out under the following initial vertical stress values: 25, 50, 100, 150, 300, 500 and 750 kPa. The results allowed to evaluate the influence of the initial vertical stressand the pre-shear void ratio (epc) on the vertical stress change (variation of vertical stress in shear) necessary to keep the specimen height (and volume) constant during shear, on the rate ofmobilization of the friction angle in the horizontal plane in relation to distortion, on the value of the maximum friction angle mobilized in the horizontal plane, on the value of the shear stress at failure, on the value of the distortion at failure, as well as on the values of the secant shear modulus G25and G50.
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[en] STRESS - STRAIN BEHAVIOR OF A GNEISS RESIDUAL SOIL USING THE CUBIC TRIAXIAL CELL / [es] COMPORTAMIENTO TENSIÓN X DEFORMACIÓN EN SUELOS RESIDUALES / [pt] COMPORTAMENTO TENSÃO X DEFORMAÇÃO DE SOLOS RESIDUAIS NO EQUIPAMENTO TRIAXIALMARCONI SOARES ALEIXO 23 April 2001 (has links)
[pt] O conhecimento do comportamento de solos residuais é de
grande importância para projetos geotécnicos no Brasil e,
em particular, na região do Rio de Janeiro, tendo em vista
que o clima tropical e as características geológicas
favorecem a ocorrência de mantos residuais de grande
espessura. O presente trabalho trata do estudo do
comportamento tensão-deformação de um solo residual
proveniente de um perfil de alteração de rocha gnáissica do
maciço da Tijuca, Rio de Janeiro. Como os solos residuais
gnáissicos preservam as foliações herdadas da rocha matriz,
investigou-se em particular a relevância de se considerar a
ocorrência de anisotropia nas características de
resistência e deformabilidade destes solos.
No estudo foi utilizado o equipamento triaxial cúbico
desenvolvido na PUC-Rio. Este equipamento possibilita o
controle independente das três tensões principais, sendo
mais adequado para a reprodução das trajetórias de tensões
tridimensionais, usualmente associadas com obras
geotécnicas no campo, e em particular, para estudos sobre
as características de anisotropia de solos.
O programa experimental constou de ensaios de compressão
axial e hidrostática, sob condições drenadas de
carregamento, utilizando o equipamento triaxial cúbico.
Foram realizados também ensaios oedométricos convencionais,
de modo a se obter as características de compressibilidade
do solo. Foram moldados corpos de prova a partir de blocos
indeformados, paralelos e perpendiculares à foliação
observada no solo, o que possibilitou a análise dos
resultados para direções distintas de carregamento. Para
efeito de comparação sobre a relevância do arranjo
estrutural dos grãos do solo, foram ensaiados também corpos
de prova compactados dos mesmos materiais.
A análise dos resultados permitiu a obtenção dos módulos de
deformabilidade e dos parâmetros de resistência do solo
residual. Em particular, foram verificados os efeitos da
direção de carregamento dos corpos de prova, do nível das
tensões de confinamento, do grau de intemperismo, do
arranjo estrutural dos grãos e dos efeitos do grau de
saturação. Pode-se concluir que os solos estudados não
apresentaram efeitos marcantes de anisotropia nas
características de resistência. No entanto, quanto à
deformabilidade, pode-se considerar que o solo residual
jovem apresentou características anisotrópicas. / [en] The knowledge of the mechanical behaviour of residual soils
is of great importance in
geotechnical projects, because of its abundance in tropical
regions, such as Brazil and
particularly in the area of Rio de Janeiro. The present
work presents a study on the
fundamental stress-strain behaviour of a residual soil
resulting from a profile of a gneiss rock
in Rio de Janeiro. As the gneiss residual soils preservethe
bedding planes from the parent
rock, the relevance of considering anisotropy in the stress-
strain characteristics of these soils
was investigated.
The cubic triaxial equipment developed at PUC-Rio was used
in this research. This
equipment allows the independent control of the three
principal stresses, allowing the
reprodution of three-dimensional stress paths, usually
associated with geotechnical works in
the field.
The experimental program consisted of axial and hidrostatic
tests, under drained
loading conditions, using the cubic triaxial equipment. One-
dimensional oedometer tests were
also performed, in order to obtain the compressibility
characteristics of the residual soil.
Undisturbed specimens were prepared with the bedding planes
parallel or perpendicular to the
loading direction.
Analysis of the test results showed the effects of load
direction, confining stress level,
weathering degree, structural soil fabric and saturation
degree. It may be concluded that the
gneiss residual soils which were selected for this research
do not present significant effects of
anisotropy in the strength characteristics. In the stress-
strain characteristics, however, it may
be concluded that the young residual soil showed effects of
anisotropy. / [es] EL conocimiento sobre el comportamiento de suelos residuales resulta de gran importancia para los
proyectos geotécnicos en Brasil y, en particular, en la región de Rio de Janeiro, considerando que el
clima tropical y las características geológicas favorecen la existencia de mantos residuales de gran
espesor. El presente trabajo estudia el comportamiento tensión-deformación de un suelo residual
proveniente de un perfil de alteración de roca gnáisica del macizo de la Tijuca, Rio de Janeiro.
Como los suelos residuales gnáisicos preservan las foliaciones heredadas de la roca matriz, fue
necesario estudiar si resultaba relevante considerar la aparición de anisotropía en las características
de resistencia y deformabilidad de estos suelos. En el estudio se utilizó el equipo triaxial cúbico
desarrollado en la PUC-Rio. Este equipo permite el control independente de las tres tensiones
principales, siendo más adecuado para la reproducción de las trayectorias de tensiones
tridimensionales, usualmente asociadas a obras geotécnicas en el campo, y en particular, para
estudios sobre las características de anisotropía de suelos. El programa experimental incluyó ensayos
de compresión axial e hidrostática, sobre condiciones drenadas de carga, utilizando el equipo triaxial
cúbico. Fueron realizados también ensayos oedométricos convencionales, con el objetivo de obtener
las características de compresibilidad del suelo. Fueron moldados cuerpos de prueba a partir de
bloques no deformados, paralelos y perpendiculares a la foliación observada en el suelo, lo que
permitió el análisis de los resultados para distintas direcciones de carga. Para efecto de comparación
sobre la relevancia del arreglo extructural de los granos del suelo, se realizaron ensayos con cuerpos
de prueba compactados de los mismos materiales. El análisis de los resultados permitió la obtención
de los módulos de deformabilidad y de los parámetros de resistencia del suelo residual. En particular,
se verificaron los efectos de la dirección de carga de los cuerpos de prueba, del nível de las tensiones
de contensión, del grado de intemperización, de la disposición extructural de los granos y de los
efectos del grado de saturación. Se puede concluir que los suelos estudiados no presentaran efectos
marcantes de anisotropía en las características de resistencia. Sin embargo, con respecto a la
deformabilidad, se puede considerar que el suelo residual joven presentó características anisotrópicas.
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