1 |
[en] FAILURE EVALUATION OF UNSATURATED SOILS: STUDY OF THE MORRO DO ÁGUIA LANDSLIDE, SALVADOR, BA / [pt] AVALIAÇÃO DE RUPTURA DE SOLOS NÃO SATURADOS: ESTUDO DO ESCORREGAMENTO DO MORRO DO ÁGUIA, SALVADOR, BAANDRÉIA BORGES DOS SANTOS 19 July 2018 (has links)
[pt] O estudo da ruptura de taludes em solos não saturados tem se tornado possível com o desenvolvimento de modelos que simplificam a elaboração da curva característica e estimam valores da resistência ao cisalhamento não saturada. Este trabalho utiliza dados de ensaios de campo e de laboratório para a realização de três simulações numéricas para o talude de corte localizado no Morro do Águia, em Salvador. O talude é de um perfil residual de solo siltoso oriundo de rocha metamórfica de gnaisse e migmatitos. A ruptura ocorreu aproximadamente dois anos após a execução de trabalhos de terraplenagem no
período de construção da avenida Luís Eduardo Magalhães. A metodologia consistiu em levantar os dados disponíveis de ensaios realizados logo após a ruptura do talude, realizar ensaios complementares com o objetivo de obter dados de entrada para as simulações em três diferentes cenários. Foram realizados os
seguintes ensaios: caracterização e análise mineralógica; curva de retenção; resistência ao cisalhamento por cisalhamento direto com as amostras inundadas, na umidade natural e com as amostras secas ar. Os cenários escolhidos para as simulações foram: análise de estabilidade considerando solo totalmente saturado em perfil de camada simples; análise de estabilidade acoplada com análise de fluxo com solo parcialmente saturado em camada simples e análise de estabilidade acoplada com análise de fluxo em solo parcialmente saturado em perfil de camada dupla. O estudo também estimou o ângulo (fi ao quadrado)b pela metodologia proposta por Vilar (2006). O resultado das simulações mostrou que o mecanismo de ruptura foi reproduzido quando se considerou o parâmetro não saturado (fi ao quadrado)b. O modelo simplificado, considerando o solo todo saturado, não reproduziu o mecanismo de ruptura. O (fi ao quadrado)b estimado pela metodologia de Vilar (2006) foi de 16 graus. O resultado das análises utilizando (fi ao quadrado)b = 16 graus não diferiu das análises utilizando (fi ao quadrado)b = 18 graus. O resultado das simulações mostrou que a ruptura ocorreu devido a infiltrações à montante do talude, em período de chuva de distribuição histórica atípica e período prolongado, que atingindo a profundidade do NA elevou a sua cota a zonas de instabilidade, causando a ruptura. / [en] The study of slope stability in unsaturated soils become possible with the development of models that simplify the construction of the characteristic curve and estimate values of unsaturated shear strength. This work presents the results of two stability analysis of a cut slope in Morro do Águia in Salvador, which had
collapsed after construction of Luís Eduardo Magalhães Avenue. The slope is made of silty clay residual soil from metamorphic rocks originated by gneisses and migmatites. The methodology of analysis consists in collecting five undisturbed soil samples scattered in the area of study. Characterization and mineralogical analysis were performed; retention curve was constructed; and strength resistance by direct shear was determinate with samples in three conditions: flooded, in natural moisture and dried in air. The methodology of simplified estimation unsaturated shear strength (Vilar, 2006) was used to determinate (phi square)b. Computer simulations obtained from tests results were presented to three situations: first condition the safety factor was obtained considering stability analyses with saturated soil; second condition the soil was unsaturated and the groundwater flow consider rainwater during 86 days before rupture slope
and afterwards was made the stability analysis; third condition the groundwater flow was modeled considering rainwater during 20 days afterwards was made the stability analysis. As a result of these analysis, the rupture mechanism that occurred at the time of the collapse is only reproduced by simulation when the parameter unsaturated (phi square)b is introduced, which occur at the second simulation. The
value of (phi square)b obtained by Vilar methodology was 16 degrees.
|
2 |
[en] DEVELOPMENT OF A DIFFUSION CELL FOR UNSATURATED SOILS / [pt] DESENVOLVIMENTO DE UM DIFUSÍMETRO PARA SOLOS NÃO SATURADOSANA CRISTINA MALHEIROS GONCALVES CARVALHO 01 November 2001 (has links)
[pt] Nos projetos de locais de disposição de resíduos e na
avaliação da contaminação do solo e da água subterrânea
por
substâncias químicas orgânicas e inorgânicas, é essencial
que se conheça os mecanismos de transporte de
contaminantes
por estes meios. São dois os processos básicos no
transporte de solutos: advecção e dispersão hidrodinâmica.
Advecção é o processo através do qual a água subterrânea
carrega consigo os solutos dissolvidos. A quantidade de
soluto transportado depende de sua concentração na água
subterrânea, do volume de água fluindo e da velocidade da
água subterrânea. O mecanismo de dispersão hidrodinâmica
engloba o mecanismo de dispersão mecânica e o transporte
por
difusão. A medida que o soluto se movimenta no meio
poroso,
o processo de dispersão age no sentido de diluir o soluto
e
reduzir sua concentração. A difusão é o processo através
do
qual as espécies moleculares e iônicas dissolvidas na
água
se movem devido a um gradiente de concentração, indo das
áreas de maior para menor concentração, mesmo na ausência
de fluxo de água subterrânea. O transporte difusivo
através
de um meio não saturado é mais complicado do que através
de
meios saturados. Neste caso os parâmetros de transporte
podem variar no espaço e no tempo. Portanto, a
determinação
destes parâmetros no laboratório deve ser feito nas
condições mais próximas possíveis das condições in situ.
Os processos através dos quais as substâncias se movem
através do solo podem ser expressos por modelos
matemáticos. Eles se baseiam na integração da equação
advectiva-dispersiva utilizando condições de contorno
específicas para o sistema de interesse. Entretanto, sua
aplicabilidade é limitada devido à falta de parâmetros
experimentais confiáveis. Esta tese procura preencher o
espaço entre os modelos numéricos e os estudos
experimentais. Um novo difusímetro foi desenvolvido para
medir o coeficiente de difusão em solos não saturados. O
projeto combina o método do reservatório simple, proposto
por Rowe et al. (1988), com a técnica de controle
osmótico.
Foram feitos ensaios com sucção variando entre 0 e 500
kPa.
Os solutos utilizados foram cloreto de sódio e cloreto de
potássio difundindo através de um amostra relativamente
inerte, preparada em laboratório. Os resultados obtidos
indicam que a nova técnica proposta funciona bem, sendo
entretanto recomendado maiores desenvolvimentos no
sistema
de controle de sucção, através do uso de instrumentação
mais
precisa. / [en] In the design of waste disposal facilities and evaluation
of groundwater and soil contamination by organic and
inorganic species, it is essential a knowledge of the
mechanisms of transport of the contaminants. There are two
basic processes in the transport of solutes: advection and
hydrodynamic dispersion.Advection is the process by which
moving groundwater carries with it dissolved solutes. The
amount of solute being transported depends on its
concentration in the groundwater, on the volume of
groundwater flowing, and on the groundwater velocity. The
hydrodynamic dispersion mechanism involves mechanical
dispersion and diffusion. As solutes are carried through
porous media, the process of dispersion acts to dilute the
solute and reduce its concentration. Diffusion, is the
process by which both ionic and molecular species dissolved
in water move from areas of higher concentration to areas
of lower concentration, even in the absence of groundwater
flow.Advective-diffusive transport through unsaturated
media is somewhat more complicated than for saturated
soils. In this case, the transport parameters may vary both
in space and in time. Hence, the determination of such
parameters in laboratory should be performed as close as
possible to in situ conditions.The processes by which the
substances move through porous media can be expressed
through mathematical models. They are based on the
integration of the advection-dispersion equation using
specific boundary conditions for the system of interest.
However, their applicability has been often limited due to
the lack of reliable parameters obtained experimentally.
This thesis seeks to fulfil the gap between numerical
modelling and experimental studies. A new diffusimeter has
been developed to measure the diffusion coefficient in
unsaturated soils. It combines the single reservoir method,
proposed by Rowe et al. (1988), with the osmotic control
technique. Tests were performed under suction values
ranging from 0 to 500kPa. Sodium chloride and potassium
chloride were used as solutes diffusing through a compacted
inert sample prepared in the laboratory. The results
obtained indicated that the new proposed technique worked
quite well, being however recommended an improvement in the
system of suction control through the use of more precise
instrumentation.
|
3 |
[pt] AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DA DISTRIBUIÇÃO DA SUCÇÃO INICIAL NAS CONDIÇÕES DE FLUXO E ESTABILIDADE DE ENCOSTAS NÃO SATURADAS POR MEIO DE ANÁLISES BI E TRIDIMENSIONAIS / [en] EVALUATION OF THE INFLUENCE OF THE INITIAL SUCTION DISTRIBUTION IN STABILITY AND FLOW CONDITIONS OF UNSATURATED SLOPES THROUGH TWO AND THREE-DIMENSIONAL ANALYSISKADSON MATHEUS BARREIROS GOMES 11 March 2021 (has links)
[pt] A estabilidade de encostas constituídas por solos residuais não saturados sofre grande influência das variações das condições de fluxo locais, uma vez que, em muitos casos, grande parte de sua resistência ao cisalhamento é conferida pela coesão aparente acarretada pelo fenômeno de sucção. Sabendo disso, o presente trabalho avaliou, através de análises de estabilidade e de fluxo realizadas em modelos bi e tridimensionais, a possibilidade de se criar um modelo onde o resultado final de estabilidade independa da distribuição de sucção inicial. As análises e modelagens de fluxo e estabilidade foram executadas com auxílio dos softwares SVDesigner, SVSlope e SVFlux-GE integrantes do pacote SVoffice, desenvolvido pela SoilVision. Buscou-se quantificar a influência da distribuição da sucção inicial nos casos estudados. Os parâmetros de solo utilizados como dados de entrada nos modelos derivaram de estudos desenvolvidos por de Oliveira (2013) sobre os mecanismos de ruptura de movimentos de massa que ocorreram em Nova Friburgo durante o megadesastre que ocorreu na Região Serrana do Rio de Janeiro em 2011, e os dados climáticos advieram de registros contemporâneos e pretéritos ao evento. Nos modelos 2D foi possível, ao se considerar aproximadamente oito meses de dados climáticos, que diferentes condições iniciais de sucção homogêneas convergissem para um resultado único de estabilidade. Nas modelagens também foi observado que o comportamento do fluxo diferiu entre os modelos 2D e 3D o que teve um significativo impacto em suas análises de estabilidade. / [en] The stability of slopes consisting of unsaturated residual soils is strongly influenced by variations in local flow conditions, since in many cases much of their shear strength is conferred by the apparent cohesion caused by the suction phenomenon. With this in mind, the present study evaluated the possibility of creating a model where the final stability result is independent of the initial suction distribution through stability and flow analyzes performed in two and three-dimensional models. Flow and stability analyzes and modeling were performed using the SVDesigner, SVSlope and SVFlux-GE software components of the SVoffice package developed by SoilVision. It was tried to quantify the influence of the initial suction distribution in the cases studied. The soil parameters used as input data in the models were derived from studies developed by de Oliveira (2013) on the mechanisms of rupture of the mass movements that occurred in Nova Friburgo during the disaster that occurred in the Serrana Region of Rio de Janeiro in 2011, and the climatic data came from records in the region during and before the event. In the 2D models, it was possible, considering approximately eight months of climatic data, that different initial homogeneous suction conditions converged to a single stability result. It was also observed that the flow behavior differed between the 2D and 3D models, which had a significant impact on their stability analyzes.
|
4 |
[en] FLUX AND TRANSPORT STUDY OF PURE GASOLINE AND GASOLINE BLENDED ETHANOL IN UNSATURATED POROUS MEDIA / [pt] ESTUDO DO FLUXO E TRANSPORTE DE GASOLINA PURA E MISTURADA COM ETANOL EM MEIOS POROSOS NÃO SATURADOSGUILHERME BARROS DE CASTRO FILHO 19 February 2008 (has links)
[pt] O derramamento no solo de poluentes imiscíveis com a água
(NAPLs)
devido a vazamentos de tanques de armazenamento ou dutos e
acidentes de
transporte é de grande interesse, pois o NAPL e/ou seus
constituintes podem
migrar através da zona vadosa até atingir o lençol freático
e contaminar as fontes
de água potável. No Brasil, a maioria dos postos de
combustível e terminais de
armazenamento possui tanques de etanol, gasolina misturada
com etanol e óleo
diesel. Um eventual derramamento ou vazamento de
hidrocarbonetos derivados
de petróleo, conhecidos como LNAPL, misturados com etanol
tem um maior
potencial de contaminação em função do efeito de co-
solvência.
A motivação deste trabalho é que muitos estudos têm sido
realizados com
principal interesse na zona saturada e pouco se sabe sobre
o comportamento
destes contaminantes na zona não saturada (McDowell e
Powers, 2003 e
Österreicher et al., 2007).
Portanto, foram realizados ensaios de coluna com esferas de
vidro com o
objetivo de simular os vazamentos de hidrocarbonetos
líquidos na superfície e
comparar a massa de benzeno que fica retida no meio poroso
em um vazamento
de gasolina pura ou com etanol. Para avaliar estes ensaios
em uma dimensão foi
utilizado um programa disponível no sítio da Agência de
Proteção Ambiental dos
Estados Unidos (EPA) chamado Hydrocarbon Spill Screening
Model (Weaver et
al., 1994) e implementado um modelo para efetuar o balanço
de massa e
considerar o efeito de co-solvência em função da adição de
etanol na gasolina
comercial brasileira.
Os resultados dos ensaios de laboratório foram comparados
com os
obtidos através do modelo supracitado e apresentaram uma
aproximação
satisfatória da previsão do comportamento do contaminante. / [en] The subsurface release of water immiscible pollutants
(NAPLs) due to leaks
in storage tanks or pipelines and spilling transportation
accidents is of great
concern, since the NAPL or its constituents may migrate
through the vadose
zone until reaching the water table and eventually
contaminate clean water
sources. In Brazil, most of the gas stations store ethanol,
pure and gasoline
blended ethanol, diesel, among others in tanks. A spill or
leak of petroleum
hydrocarbons, known as LNAPL (light Nonaqueous phase
liquid), combined with
ethanol has a major contamination potential associated to
cosolvency effects.
The motivation of this work is that many studies have been
developed with
special interest in the saturated zone and little is known
about the behavior of
these pollutants in the vadose zone (McDowell e Powers,
2003 e Österreicher et
al., 2007).
Thus, one dimensional column tests were performed in a
glass porous
media to simulate the spill of hydrocarbons in the
subsurface and compare the
retained mass of benzene in the porous media after a
release of a pure or
ethanol blended gasoline. In order to evaluate these 1D
tests results, the
Hydrocarbon Spill Screening Model - HSSM (Weaver et al.,
1994) was used.
This program can be found in the Environmental Protection
Agency (EPA)
website. A model was also implemented to consider the
cosolvency effects in
function of the ethanol addition in Brazilian`s commercial
gasoline.
The laboratory`s results were compared with the ones
obtained by the
model mentioned above and showed a satisfactory
approximation for the
prediction of the contaminant behavior.
|
5 |
[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.
|
6 |
[en] A STUDY OF SOIL TERMO-HYDRAULICS PROPERTIES REQUIRED AT THE APPLICATION OF THE THERMAL DESORPTION / [pt] AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES TERMO-HIDRÁULICAS DE SOLOS REQUERIDAS NA APLICAÇÃO DA TÉCNICA DE DESSORÇÃO TÉRMICAANNA PAULA LOUGON DUARTE 15 April 2004 (has links)
[pt] A presente tese apresenta uma abordagem sobre a técnica
de
dessorção térmica na remediação de áreas contaminadas,
esta
tecnologia se baseia no aquecimento direto do solo. A
propagação de calor num solo é simulada matematicamente
pelo fluxo acoplado de calor. Para que esta simulação seja
possível é necessário a identificação dos parâmetros
relevantes para o problema: condutividade hidráulica em
função da umidade volumétrica, condutividade térmica em
função da umidade volumétrica, capacidade de aquecimento
volumétrico, e, curva característica de sucção. Uma
discussão técnica é apresentada sobre estes parâmetros.
Foram estudados dois tipos de solos, uma argilo-arenoso
(Campo Experimental da PUC-Rio) e um areno-argiloso
(Cidade
dos Meninos). É apresentado um estudo físico-químico
sobre
os efeitos da temperatura nos solos, com ensaios de
RaiosX,
Microscopia Eletrônica, CTC, Ataque Sulfúrico e de
Caracterização para solos não aquecidos e previamente
aquecidos até a temperatura de 300 Graus Celsius. São apresentadas
metodologias e equipamentos que foram desenvolvidos
e/ou adaptados de para o estudo das propriedades termo-
hidráulicas necessárias. Foram realizados ensaios de
condutividade hidáulica, curvas características de sucção
e
deformabilidade, levando-se em conta a temperatura. Todos
os
parâmetros mostraram-se altamente dependente desta. Os
parâmetros térmicos, condutividade térmica e calor
específico, foram determinados para estes dois de solos. / [en] This thesis presents an introduction on the use of the
thermal desorption technique that is based on the direct
heating of the soil, for the remediation of contaminated
areas. Heat propagation through soils can be mathematically
simulated using coupled heat-moisture transfer theories. In
order to make this simulation possible it is necessary to
identify the required parameters: hydraulic conductivity as
a function of volumetric water content, thermal
conductivity as a function of volumetric water content,
volumetric heat capacity, and soil-water characteristic
curve. One technical description of such parameters is
presented. Two different kinds of soils were used, one clay-
sand (CH) and one sandclay (SC). A study physico-chemical
was done talking into consideration the temperature effect
on the soils with X-Ray, electron microscopic investigation,
CTC, Atterberg Limits and at the particle size
distribution. The study was done on pre-heated soils with
temperatures ranging from 20 Degrees Celsius to 300 Degrees Celsius. Equipments and
methodologies have been especially developed for the study
of the thermo-hydraulics proprieties. The laboratory tests
program consisted of hydraulic conductivity, retention
curves and deformability, taking into account the
temperature effects. During the tests it was observed that
all parameters were temperature dependent. The thermal
parameters, thermal conductivity and heat capacity were
studied for both soils.
|
7 |
[en] EVALUATION OF THE FAILURE MECHANISM ASSOCIATED WITH THE UNSATURATED SOIL LANDSLIDE OF VISTA CHINESA (RJ) / [es] EVALUACIÓN DEL MECANISMO DE RUPTURA ASOCIADO AL DESLIZAMIENTO EN SUELO RESIDUAL DE LA VISTA CHINESA / [pt] AVALIAÇÃO DO MECANISMO DE RUPTURA DA ENCOSTA EM SOLO RESIDUAL NÃO SATURADO DA VISTA CHINESAANNA PAULA LOUGON DUARTE 19 February 2001 (has links)
[pt] Este trabalho apresenta resultados de um estudo realizado
visando avaliar o mecanismo de ruptura associado ao
escorregamento em solo não saturado ocorrido na Vista
Chinesa (RJ) em fevereiro de 1988. São apresentados os
resultados de um programa que envolveu investigações de
campo e de laboratório, através do qual foram definidos os
parâmetros necessários à realização de diversas análises.
Foram utilizados os programas de computador SWMS-2D
(análises de problemas de fluxo permanente/transiente em
meios saturados / não saturados) e PC-SLOPE (análise de
estabilidade de taludes utilizando de métodos de equilíbrio
limite), com os quais procurou-se reproduzir, da maneira
mais realista possível, os fenômenos observados na encosta
em estudo. / [en] This thesys presents the results of one study aiming to
evaluate failure
mechanisms associated with the unsaturated soil lanslides
which ocurred in Vista
Chinesa (RJ) in february, 1988. There are showed the field
and laboratory investigation
program, which was the basis to define the parameters
required for numerical
simulations. In these simulations the SWMS-2D(analysis of
permanent/transient flow
problems in saturated/unsaturated media) and PC-SLOPE
(stability analysis using the
limit equilibrium methods) programs were used, in na
attempt to reproduce as close as
possiible the instability phenomena in the slope under
investigation. / [es] Este trabajo presenta resultados de un estudio realizado para evaluar el mecanismo de ruptura asociado al
deslizamiento de suelo no saturado, hecho que ocurrió en la zona de la Vista Chinesa (Rio de JaneiroJ) en Febrero
de 1988. Se presentan los resultados de un programa que abarco investigaciones de campo y de laboratorio, a
través del cual fueron definidos los parámetros necesarios a la realización de diversos análisis. Se utilizaron los
programas de computador SWMS-2D (análisis de problemas de flujo permanente/transiente en medios saturados /
no saturados) y PC-SLOPE (análisis de estabilidad de taludes utilizando métodos de equilibrio límite), con los
cuales se intentó reproducir, de la manera más realista posible, los fenómenos observados en el lugar de estudio.
|
8 |
[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.
|
9 |
[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).
|
10 |
[en] EVALUATION OF THE INFLUENCE OF MATRIC SUCTION AND DEGREE OF WEATHERING ON THE COEFFICIENT OF EARTH PRESSURE AT REST (K0) IN RESIDUAL SOIL / [pt] AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DA SUCÇÃO E DO GRAU DE INTEMPERISMO NO COEFICIENTE DE EMPUXO LATERAL (K0) DE SOLOS RESIDUAISTHAIANA ALVIM SILVA 11 September 2017 (has links)
[pt] A necessidade da determinação do comportamento tensão-deformação de solos sob carregamento para fins de projeto de Engenharia exige o conhecimento prévio do estado natural de tensões ao que o solo está imposto. Quando se trata de solos residuais tropicais, este desafio amplia-se ainda mais devido à ação do intemperismo e variação de umidade. O estado natural do solo é usualmente expresso pelo coeficiente de empuxo no repouso (K0). Para a determinação de K0 três classes de métodos são utilizadas: métodos de correlação, de determinação in situ e em laboratório. Neste estudo, é utilizada uma célula rígida com sistema de controle de sucção para a obtenção de K0 em laboratório. Foram analisadas três amostras de solo residual de Gnaisse com diferentes graus de intemperismo, provenientes de São Conrado, Rio de Janeiro, denominadas: solo residual jovem (SRJ); solo residual de transição (SRT); e solo residual maduro (SRM). Para a análise da influência da sucção no valor do coeficiente de empuxo, cada amostra de solo foi ensaiada sob três diferentes condições de umidade, que tentaram representar as seguintes condições: mais úmida, com sucção de 10 kPa; intermediária, com 40 kPa de sucção; e mais seca, com 100 kPa. Os valores de K0 obtidos nos ensaios variaram de 0,50 a 0,65. Os resultados seguiram, em parte, a tendência esperada. Entretanto, devido à heterogeneidade do material estudado, é necessário realizar repetições dos ensaios a fim de obter dados representativos. / [en] The necessity to determine the stress-strain behavior of soils under loading for the purpose of engineering projects requires early knowledge of the natural state of stress that acting on the mass of soil. When it comes to tropical residual soils, this challenge is even greater due to weathering and moisture variation. The natural state of the soil is usually expressed by the coefficient of earth pressure at rest (K0). For the determination of K0 three classes of methods can be used: correlation meth-ods, in situ determination and laboratory tests. On this research, one rigid cell with system of suction control is used to obtain values of K0 in laboratory tests. Were analyzed three samples of Gneiss residual soil with different degrees of weathering. The samples were provenient to São Conrado, Rio de Janeiro and namely: young residual soil (SRJ), transition residual soil (SRT) and mature residual soil (SRM). To evaluate the influence of suction on the value of coefficient of earth pressure at rest, each sample of soil were tested into three different levels of moisture which correspond of following conditions: more humid, with suction of 10 kPa; interme-diate, with 40 kPa of suction; and more dry, with 100 kPa. The K0 values obtained in the tests ranged from 0,50 to 0,65. In general, the results attended the expected trend. However, due to the great heterogeneity of the studied material, it is neces-sary to perform repetitions of tests in order to obtain representative data.
|
Page generated in 0.0519 seconds