[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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).

[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.