[pt] O presente trabalho de pesquisa teve dois objetivos principais. O primeiro foi obter um índice geotécnico que permita avaliar o grau de intemperismo dos solos residuais. Para isto foram analisados dados correspondentes a perfis de alteração de Gnaisse característicos do município do Rio de Janeiro e executou-se a caracterização completa de um perfil específico de alteração de Gnaisse Facoidal. O segundo objetivo foi a determinação experimental das propriedades hidráulicas de solos tropicais não saturados. Como parte deste objetivo foram desenvolvidos novos instrumentos e modificados equipamentos existentes. A determinação da curva característica de sucção foi efetuada em seis solos residuais e em dois solos sedimentares. Na obtenção das curvas de retenção foram utilizadas as técnicas de translação de eixos, papel filtro e umidade relativa. Esta curva foi também definida a partir de resultados de ensaios de porosimetria de mercúrio. Avaliou-se a aplicabilidade dos modelos disponíveis na literatura no ajuste dos dados experimentais. A função de permeabilidade foi determinada em dois solos, um residual e um sedimentar, utilizando um permeâmetro de parede flexível com sucção controlada. Análises numéricas, efetuadas para avaliar o comportamento do equipamento utilizado, possibilitaram a definição de uma metodologia otimizada de interpretação dos resultados. A aplicabilidade dos modelos disponíveis na literatura na obtenção da função de permeabilidade foi analisada, tendo-se verificado a necessidade de introdução de mudanças nestas formulações para se conseguir reproduzir as medidas diretas efetuadas. / [en] The present research work had two main objectives. The first was to obtain a geotechnical index for measuring the weathering degree of gneissic residual soils. For that it were analyzed data corresponding to typical weathering profiles found in the municipality of Rio de Janeiro and executed a complete characterization of a specific weathering profile of facoidal gneiss. The second objective was to determine, experimentally, the hydraulic properties of tropical unsaturated soils. As part of that new instruments were developed and existing equipments were modified. Moisture retention curves were determined for six residual soils and two sedimentary ones. The axis- translation technique, the filter paper method and the relative humidity one were employed to obtain such curves. Data from mercury intrusion porosimetry tests were also used to define these curves. The applicability of models available in literature to adjust the obtained experimental data was evaluated. The hydraulic conductivity function was determined for two soils, one residual and one sedimentary. A suction controlled, flexible wall permeameter set up was used for that. Numerical modeling was implemented to evaluate the performance of the experimental set up. This provided means for an optimized interpretation of the testing results. The applicability of models available in the literature to obtain the permeability functions was evaluated, being found the need to introduce changes in their formulation in order to be able to reproduce the obtained experimental data.

[pt] O carvão vegetal é um dos produtos gerados a partir da decomposição térmica, comumente denominada pirólise, de uma determinada biomassa em ausência total ou quase total de um agente oxidante, como o oxigênio do ar. Estudos baseados na Terra Preta de Índio indicam que o carvão pode contribuir diretamente com a melhoria da qualidade do solo, e com isso, permite a recuperação de solos degradados, além da contribuição no crescimento de espécies vegetais. Outro benefício da adição do carvão no solo é a capacidade de reter os nutrientes, fornecidos na aplicação de fertilizantes, reduzindo assim a perda por lixiviação. Com o objetivo de condicionar solos, três carvões vegetais foram estudados. Primeiramente foi realizada a caracterização deles, a fim de determinar as diferenças físicas e químicas, posteriormente foram realizados ensaios de adsorção de fertilizante nos mesmos. Os carvões vegetais utilizados neste trabalho foram produzidos em três condições distintas, sendo dois de resíduos de diferentes espécies, denominados biocarvão de pirólise lenta e biocarvão de pirólise lenta ativado, e a matéria prima do terceiro é resíduo de eucalípto, denominado biocarvão de pirólise rápida. O fertilizante empregado nos ensaios de adsorção foi um Organomineral à base de Dejetos de Suínos com SuperFosfato Triplo. Nos ensaios de caracterização identificou-se elevada porosidade em todos os carvões vegetais, sendo o biocarvão de pirólise rápida aquele com valor mais elevado. Dentre os carvões vegetais estudados, o biocarvão de pirólise rápida é o que possui maior teor de nutrientes totais, e não foram observadas diferenças significantes entre os biocarvões de pirólise lenta e o de pirólise lenta ativado. Foram identificados baixos teores de celulose, entretanto os teores de lignina foram elevados. A capacidade sortiva identificada nos biocarvões 7 é bastante elevada, tendo seu valor semelhante nas três amostras. Nas três amostras de solos, a utilização de biocarvões como adsorventes de fertilizantes é satisfatória e podem ser utilizados na melhoria de solos degradados. Quando aplicados em um solo não degradado, o biocarvão de pirólise lenta e o lenta ativado não tiveram grande influência na capacidade sortiva do solo, entretanto, influenciaram nos parâmetros cinéticos determinados no modelo de pseudo segunda ordem. / [en] The biochar is one of the products generated from the thermal decomposition, also named pyrolysis, of a particular biomass under an atmosphere almost or completely absence of an oxidizing agent, like the oxygen present in the air. Studies based on Terra Preta de Índio indicate that the biochar can contribute directly with the improvement of the quality of the soil, allowing the recovery of degraded soils, besides contributing with the growth of plant species. Another benefit from the addition of the biochar in the soil is the capacity of retaining nutrients provided by fertilizers, reducing the lost by leaching. With the objective of conditioning soils, three biochars were studied. Firstly, the biochars were characterized to determine the chemical and physical differences among them. Posteriorly, experiments of fertilizers adsorption of were carried out with the same biochars samples. The biochars used in this study were produced in three different conditions, being two of them from residue of different biomass species, denominated biochar of slow pyrolysis and biochar of slow pyrolysis activated, and the raw material of the third one is residue of eucalyptus, denominated biochar of fast pyrolysis. The fertilizer used in the experiments of adsorption was a biofertilizer produced from Swine s residues and Triple SuperPhospate, provided by EMBRAPA Solos, located in Rio de Janeiro/RJ. In the experiments of characterization, high porosities were identified in all biochars, being the fast pyrolysis biochar the one with higher value. Among the biochars studied, the fast pyrolysis biochar is the one with the highest total nutrients content and no significant differences were observed in the total nutrient content in others biochars. Low cellulose contents were identified in the biochars, however the lignin contents were high. The sorptive capacity evaluated was high and basically the same value for the three biochars. In the three soil samples, the evaluation of the biochars as adsorbents of fertilizers were satisfactory and can be used for improving degraded soils. When applied in a non-degraded soil, the slow pyrolysis and slow pyrolysis activated biochar did not have great influence in the sorptive capacity of the soil, however they affects the kinetic parameters determined by the pseudo-second order model.

[pt] O objetivo desta dissertação foi avaliar os mecanismos de ruptura em solo residual não saturado, nos locais da Comunidade da Prainha e Condomínio do Lago, em Nova Friburgo, após os deslizamentos ocorridos do dia 11 para 12 de janeiro de 2011, evento conhecido como Megadesastre 11 da Serra Fluminense. Para isso foram realizados ensaios de caracterização física, química e mineralógica, ensaios de permeabilidade in situ e no laboratório, ensaios para a determinação da curva característica e porosimetria de mercúrio. Para a determinação dos parâmetros de resistência foram realizado ensaios de cisalhamento convencional em amostras indeformadas submersas. A partir destes resultados foram realizadas análises numéricas de infiltração e estabilidade com a utilização dos programas Vadose/W e Slope/W ambos do pacote GeoStudio 2007. Os resultados das análises mostraram que as rupturas foram do tipo planar, ocorrendo na transição do solo maduro para o solo jovem para ambos locais. No caso do Condomínio do Lago verificou-se que a ruptura foi iniciada na base do talude, indicando um movimento de baixo para cima. Na Comunidade da Prainha a ruptura foi iniciada no topo da encosta. Em ambos os casos, ruptura ocorreu em decorrência da infiltração das águas de chuva. / [en] The objective of this dissertation was to assess the failure mechanisms in unsaturated residual soil, in places of Comunidade da Prainha Prainha (Comunity of Prainha) and Condomínio do Lago (Lago Condominium), in Nova Friburgo, after the landslides that occurred from the 11th to 12th of January of 2011. The event is known as Megadesastre 11 da Serra Fluminense. For this, tests of physical, chemical and mineralogical characterization, in situ permeability tests and the in laboratory, tests to determine the characteristic curve and mercury porosimetry were performed. To determine the strength parameters, were conducted conventional shear tests on submerged soil samples. From these results, numerical analyzes of infiltration and stability were performed with the use of Vadose/W and Slope/W, both programs of GeoStudio 2007. The analysis results showed that the ruptures were planar, occurring in the transition from the mature soil to the young soil for both locations. In the case of Condomínio do Lago, the failure surface was located at the base of the slope, indicating a movement from bottom to top. In the Comunidade da Prainha the failure surface was located at the top of the slope. In both cases rupture occurred due to infiltration of the rainwater.

[pt] O comportamento de uma escavação grampeada em solo residual de gnaisse foi avaliado por um programa de monitoramento geotécnico do maciço reforçado. Diversas obras estão sendo realizadas no país, sem conhecimentos detalhados sobre as deformações inerentes à técnica e sobre os mecanismos de interação solo-grampo. No Brasil, menos de 10% das obras de solo grampeado utilizaram algum tipo de instrumentação. Esta pesquisa teve por objetivo a análise de uma escavação em solo residual reforçada com grampos. A escavação foi instrumentada para o monitoramento dos deslocamentos do maciço e dos esforços nos grampos. Um extenso programa experimental de ensaios de campo e laboratório foi executado para fornecer os parâmetros geotécnicos utilizados nas análises computacionais. A escavação grampeada teve cerca de 40m de altura, constituindo uma experiência inédita no país e talvez no mundo. Devido a esta altura, os grampos superiores foram instalados com comprimentos de até 24m. O comportamento do talude foi influenciado pelo processo executivo e por uma outra escavação no terreno vizinho. O monitoramento indicou que os deslocamentos do maciço e os esforços nos grampos cresceram significativamente com o avanço da escavação e não cessaram ao final da obra. Os grampos trabalharam predominantemente à tração, com momentos fletores pouco significativos. Os valores de tração estimados na fase de projeto diferiram dos resultados obtidos na instrumentação. A distribuição dos esforços de tração foi influenciada pelas características geológicas do maciço. A tração máxima (Tmáx) teve uma posição variando com a profundidade e a inclinação do talude, e uma magnitude aumentando exponencialmente com o avanço da escavação. A tração na face (To) foi de 0,3 a 0,6 de Tmáx. A resistência mobilizada no contacto solo- grampo não ultrapassou 35% do valor de qs medido nos ensaios de campo. / [en] The behavior of a nailed excavation in gneissic residual soil has been studied by a comprehensive research program, including instrumentation, field and laboratory tests and numerical analyses. Soil nailing is becoming a popular stabilization technique in Brazil. However, a solid knowledge about the soil-nail interaction is still lacking. There are a few studies about the inherent deformations of the reinforced mass and the magnitude of nail`s stresses. In Brazil, less than 10% of stabilization works have some type of instrumentation. The main objective of this research was monitoring and analysing a 40m high soil nailed slope excavation. Due to this unique height, the upper nails were installed with 24m length. The slope behavior was influenced by several factors, such as the construction technique and a subsequent excavation at one adjacent site. The results indicated a significant increase of reinforced mass displacements and of the nail s mobilized tension during the progress of the excavation. These did not cease after the end of the excavation, due to the adjacent work. During and after construction, the nails worked predominantly in tension. Estimated tension loads in the project phase were compared with the instrumentation s results. The stress distribution was influenced by local geology. The maximum axial force (Tmáx) increased exponentially with the progress of the excavation and its position, in each nail, varies with the slope s depth and inclination. The magnitude of the axial load in the excavation face is observed to be between 0,3 and 0,6 of Tmáx. The mobilization of the reinforcement elements was smaller than 35% qs.

[pt] A maioria dos estudos envolvendo adsorção de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) é realizada em solos de regiões de clima frio. Como em países tropicais as características dos processos pedológicos e os solos resultantes são diferentes há necessidade desses estudos em solos brasileiros. Com esse objetivo, este trabalho estudou a adsorção de pireno em sete categorias representativas de solos brasileiros: Argissolo, Latossolo Amarelo, Latossolo Vermelho acriférrico, Latossolo Vermelho Amarelo distrófico, Neossolo Quartzarênico, Organossolo e Vertissolo. Foram realizados ensaios de adsorção usando massa de amostra dos solos de 2,5 g e 5,0 g. Para todas as categorias de solos estudados observou-se diferentes tempos de equilíbrio tanto nos estudos feitos com 2,5 g de solo quanto naqueles com 5,0 g. Nos experimentos realizados com a menor massa (2,5 g), observou-se que os perfis das curvas de adsorção para o Latossolo Vermelho acriférrico e para o Vertissolo apresentaram diferenças significativas sugerindo maiores competições pelos sítios de sorção. Para as demais categorias não foi observada diferença significativa no perfil das curvas de adsorção. Verificou-se ainda que não foi somente o teor de matéria orgânica responsável pelo equilíbrio do processo de adsorção como esperado. A presença de argilas expansivas pode ter contribuição para o aumento da quantidade de pireno adsorvida no solo (Q), como foi verificado para o Vertissolo. Foi observado que as categorias de solos estudadas apresentam características físico-químicas e Koc muito diferentes indicando que o processo de adsorção de pireno nestes solos não pode ser considerado como um modelo único. Neste trabalho o processo de adsorção de pireno foi descrito pelas isotermas de Langmuir (Argissolo e Latossolo Vermelho acriférrico), de Langmuir com linearização (Latossolo Vermelho Amarelo distrófico), de BET (Neossolo Quartzarênico) e isoterma linear (Vertissolo). Os resultados obtidos para o Latossolo Amarelo não se ajustam aos modelos de isotermas testados. / [en] Since most of the studies that involve polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) adsorption in soils are make in regions of temperate or cold climate. In tropical countries, the characteristics of the pedological processes and the resultant soils are quite different there is the necessity of working on new studies in the Brazilian soils. In this dissertation, the pyrene adsorption in seven differents Brazilian soils was studied: Clays soils, Yellow Latosoil, Red Anionic Latosoil, Red Yellow Latosoil, Neosoil Quartzarenic, Organic soil and Vertisoil. Two groups of adsorption tests were carried out, in the first one we used samples of 2.5g of soil and in the second one the soil mass was increased to 5.0g. To all soils, it was possible to observe that, when the initial mass of soil was changed, different times of reaction were needed so that the sorption process could reach the thermodynamic equilibrium. And yet because of this bigger competition, the profile of the Red Anionic Latosoil and Vertisoil curves, obtained by the usage of different pyrene/soil relations, presented meaningful differences when compared. The presence of the swelling clays may contribute to the increase of the quantity of pyrene adsorpted in the soil (Q), such as happened in the Vertisoil. In this work, was found the Langmuir`s isotherms to Clays soils and Red Yellow Latosoil, BET to Neosoil Quartzarenic and linear isotherm to Vertisoil.

[pt] Os hidrocarbonetos monoaromáticos constituintes da gasolina (BTEX) têm sido encontrados em aquiferos devido aos vazamentos de tanques de armazenamento e sua consequente dissolução na água subterrânea. No Brasil existe ainda um agravante: o etanol é utilizado como aditivo à gasolina, o que promove um aumento na profundidade de percolação dos poluentes, já que atua como cossolvente e possui degradação preferencial. Alterações nas condições químicas do meio ambiente proporcionam, por conseqüência, adaptações na dinâmica de sobrevivência da microbiota residente. Em um ambiente redutor com baixo nível de manganês, ausência de nitratos e presença significativa de óxidos de ferro, o Fe(III) passa a ser o receptor de elétrons preferencial para a biodegradação anaeróbia da matéria orgânica. Com o objetivo de avaliar a biodegradação anaeróbia da mistura BTEX-Etanol em aquífero tropical, mediada pela redução de Fe(III), foram desenvolvidos microcosmos anaeróbios, envolvendo solo homogêneo saturado com água não contaminada e água contaminada com mistura de BTEX-Etanol. A partir da quantificação e análise da atividade microbiana degradadora, dos resíduos da contaminação e do teor de Fe(+2), foi possível verificar o aumento da disponibilização de ferro oriundo dos respectivos óxidos e também da produção de Fe(+2) durante o tempo de incubação, bem como o período de adaptação dos microorganismos, variação de sua atividade e a queda dos níveis dos BTEX-Etanol. Estes resultados podem ser um indicativo da ocorrência de uma atenuação natural, porém, estudos mais extensos são necessários, incluindo uma metodologia mais adequada para medir as especiações do ferro. / [en] Gasoline monoaromatic hydrocarbons (BTEX) have been detected in aquifers due to storage tank spills from gas stations that lead to their consequent dissolution on groundwater. An aggravating factor in Brazil is ethanol being used as additive to gasoline, promoting an increase on pollutants percolation in soil since it works as co-solvent and is preferentially degraded. Therefore, changes on environmental chemical conditions promote adaptations of the survival dynamic of native microorganisms. In a reducing environment with low levels of manganese, absence of nitrate and significant presence of iron oxides, Fe(III) becomes the preferential electron acceptor for anaerobic biodegradation of organic matter. In order to evaluate this anaerobic biodegradation of BTEXEthanol mixture in a tropical aquifer, mediated by Fe(III) reduction, anaerobic microcosms were developed involving homogeneous soil saturated with noncontaminated and BTEX-Ethanol contaminated water. Quantifying and analyzing microbial activity, contamination residues and Fe(+2) contents allowed to verify increases of iron availability from the respective oxides and Fe(+2) production throughout the assay, as well as the period of microbial adaptation, the variation of microbial activity and the decrease of BTEX-Ethanol levels. These results may be indicative of the occurrence of natural attenuation. However, more studies are needed, including a better methodology to measure iron speciation in these experimental conditions.

[pt] Este trabalho visou o desenvolvimento de uma metodologia analítica para a determinação de metomil em solos através da inibição da enzima acetilcolinesterase (AChE), abordando a influência dos parâmetros de fertilidade do solo. As amostras de solos foram coletadas em áreas agrícolas da microbacia do Córrego de São Lourenço, município de Nova Friburgo, RJ, visando contemplar diferentes categorias de solos e de manejo da região, que é uma das principais produtoras de olerícolas do estado do Rio de Janeiro, com registros de intensa utilização de agrotóxicos. Foi realizado um levantamento das culturas e da utilização de agrotóxicos e seus respectivos modos de aplicação, através de entrevistas com meeiros, produtores e fornecedores, a fim de obter um reconhecimento da área. As metodologias de extração e de determinação enzimática foram otimizadas indicando que não há necessidade de clean up, tornando o procedimento de fácil operação, com menor tempo de análise e consumo de reagentes. A utilização de microplacas na medição da atividade enzimática da AChE permitiu o consumo de menores quantidades de enzima e substrato (Acetiltiocolina), reduzindo o tempo de análise. A comparação entre as amostras recentemente contaminadas e as armazenadas por períodos de 24 horas e uma semana, em diferentes condições de temperatura (25ºC, 4ºC e -15ºC), indicou que uma maior estabilidade e conservação das amostras pode ser conseguida a 4ºC, porém é dependente da concentração deste metilcarbamato e da composição da matriz. A metodologia otimizada foi aplicada na quantificação de metomil em amostras de solos da região, com sucesso, indicando que pode ser usada em diagnósticos de avaliação ambiental e em programas de monitoramento de pesticidas anticolinérgicos (carbamatos e/ou organofosforados). A disponibilização de metodologias práticas de baixo custo viabiliza aos órgãos gestores, a implementação efetiva de análises de rotina que poderão, posteriormente, fornecer subsídios para tomadas de decisões governamentais e na elaboração de certificados para o controle fito-sanitário. / [en] The objective of this study was to develop an analytical methodology for the determination of metomyl in soils through the inhibition of the enzime acetylcolinesterase (AChE), also regarding the influence of soil fertility parameters. The soil samples were collected from agricultural areas in the microbasin of São Lourenço stream, in Nova Friburgo district, RJ, in order to contemplate different soil categories and the areas agricultural management. This area is one of the main olericole producers in Rio de Janeiro state, with records of intensive use of agrotoxics. A research on the types of cultures and agrotoxic use and their respective application methods was conducted, through interviews with laborers, producers and suppliers, in order to acquaint ourselves with the area. The extraction and enzymatic determination methods were optimized, indicating no need for clean-up, which renders the procedure an easy operation, with smaller analysis periods and reagent use. The use of microplates in the measurement of the enzymatic activity of AChE permitted the use of smaller amounts of enzyme and substrate (Acetilcoline), reducing the analysis periods. Comparisons between recently contaminated samples and those stocked for periods varying from 24h to 1 week, in different temperature conditions (25ºC, 4ºC and -15ºC), indicated that a higher sample stability and conservation can be obtained at 4ºC, although this is still dependent on the concentration of this methylcarbamate and the matrix constituents. The optimized methodology was applied in the quantification of methomyl in soil samples of the area successfully, indicating that it can be used in environmental evaluation diagnosis and in anticollinergic pesticides (carbamate and/or organophosphates) monitoring programs. The availability of practical and inexpensive methodologies helps controlling government organs in the effective implementation of routine analysis s that aim to subsidiate government decisiontakings and the elaboration of certificates for phyto-sanitary control.

[pt] O aumento da poropressão é um dos mais significativos fatores desencadeantes da ruptura de taludes em muitas regiões do mundo, principalmente em climas tropicais, onde os solos residuais e coluvionares são abundantes. A fim de compreender e analisar o mecanismo e as condições que conduzem a tais rupturas, nesta tese se apresenta um estudo do comportamento de solos submetidos a ensaios triaxiais de aumento de poropressão, que simulam a elevação do nível piezométrico em encostas. Os ensaios foram realizados em amostras indeformadas de dois solos coluvionares e um solo residual jovem, obtidos de diferentes encostas no Rio de Janeiro. Adicionalmente, foram realizados ensaios de cisalhamento direto com plano cortado e superfície polida, e ensaios triaxiais convencionais drenados e não drenados, com a finalidade de obter a resistência residual e a linha de estado crítico dos solos, bem como ilustrar as diferenças de comportamento sob diferentes trajetórias de tensão. Para monitorar as deformações locais das amostras e obter uma medida apropriada das poropressões foram utilizados instrumentos eletrônicos de medição interna e um minitransdutor de pressão na meia altura dos corpos de prova. Os resultados mostraram que sob o efeito de poropressão cada solo apresentou um comportamento distinto, o que se atribui principalmente ao grau de intemperismo e às suas diferentes características estruturais. Observou-se, ainda, que as trajetórias de tensão seguidas nos ensaios têm uma influência significativa nas características de resistência a grandes deformações dos solos. / [en] Pore-pressure increase is one of the most significant triggering factors for slope failures in many regions around the world, mainly in tropical climates, where residual and colluvium soils are abundant. In order to analyze and understand the mechanisms and conditions leading to such failures, this thesis presents a study of the soils behavior under triaxial tests of pore-pressure increase, that mimic the elevation of piezometric level in slopes. The tests were performed on soil samples of two colluvial and one young residual soils from different slopes in Rio de Janeiro. Additionally, direct shear tests with cut plane and polished surface, and conventional undrained and drained triaxial testing were carried out to obtain the residual shear strength and the critical state line of soils, and illustrate the behavior differences under different stress paths. Internal instrumentation and a miniature pore-pressure transducer at the mid-height of the specimens were used to monitoring local deformations of the specimens and get appropriate porepressure measures. The results showed that under the effect of pore-pressure increase each soil showed different behavior. It is attributed mainly to the degree of weathering and their differing structural features. It was also observed that the stress path followed in the tests have a significant influence on the strength characteristics of the large strain state of soils.

[pt] Este trabalho apresenta um estudo do comportamento mecânico, em especial nas características de resistência, de um solo laterítico submetido à contaminação de licores cáusticos a diferentes concentrações. O programa experimental envolveu ensaios de caracterização, ensaios químicos, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e ensaios triaxiais com diferentes valores de concentrações cáusticas. Propriedades mecânicas foram determinadas mediante a execução de ensaios triaxiais CID a diferentes concentrações cáusticas, assim como as interações físico- químicas que foram determinadas mediante ensaios químicos de pH, capacidade de troca catiônica e ataque sulfúrico. Os resultados do programa experimental demonstraram uma acentuada variação de volume do solo, a qual está ligada à presença dos licores cáusticos e, por outro lado, também indicaram que os parâmetros de resistência ao cisalhamento do solo são pouco afetados pelos licores cáusticos. / [en] This work presents the results of a laboratory study on the effects of infiltration of a caustic liqueur on the stress- strain- strength behavior of a sandy lateritic soil. The experimental program consisted of general characterization,chemicals tests, X-ray diffraction analysis, electron microscopy and triaxial tests using the caustic liqueur at different concentrations.Mechanic and hydraulic properties were obtained performing triaxial CID tests with different caustic concentrations. Physical- chemical interactions were evaluated through of determination of pH, cation exchange capacity and sulfuric attack tests. The results obtained showed that soil suffers large volume changes under percolation of the liqueur, with these changes being a function of the caustic concentration, on the other hand, the shear strength parameters are little affected by the liqueur.

[pt] A utilização de inclusões passivas para reforços de solos, técnica comumente conhecida como solo grampeado, vem tendo aceitação crescente junto a profissionais de engenharia civil, em especial no Rio de Janeiro. Esta técnica, porém, carece de um estudo detalhado sobre a influência dos parâmetros relevantes na deformabilidade de maciços grampeados. Os grampos são inclusões rígidas, instaladas suborizontalmente, sem tensão ou trecho livre, pois as barras de aço são introduzidas em um furo preenchido com calda de cimento. As forças axiais nos grampos são obtidas através da descompressão lateral causada pela escavação do solo. O grampeamento é feito na massa de solo à medida que escavações são executadas em etapas, obtendo se uma zona reforçada que atua como suporte da massa de solo posterior, sem reforço. A face frontal da escavação é usualmente protegida por concreto projetado, sem funções estruturais. Esta pesquisa objetiva avaliar a influência dos diversos parâmetros geotécnicos e geométricos no comportamento tensão deformação de escavações grampeadas com face vertical e superfície do terreno horizontal. A análise paramétrica foi realizada pelo FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua) que é um programa computacional baseado no método das diferenças finitas. Este programa simula o comportamento bidimensional de estruturas reforçadas, constituídas de solo e ou rocha, que possam ser submetidos a escoamento plástico quando o limite de resistência é atingido. Os resultados mostram que o módulo de Young (E) e a coesão do solo (c) são de grande relevância para o projeto de estruturas grampeadas. Adicionalmente, as análises indicam que a resistência ao cisalhamento na interface solo-grampo (qs) é também um parâmetro importante, particularmente nos casos com grampos de comprimento (L) inferior a 80 por cento da profundidade de escavação (H) (L/H < 0,80). Recomenda-se que o valor de qs seja determinado diretamente a partir de ensaios de arrancamento no campo. No que se refere à inclinação dos grampos, os resultados mostram que não há diferenças significativas nos deslocamentos do maciço reforçado para lambda menor ou igual a 10 graus. Estes resultados são particularmente interessantes do ponto de vista de execução, pois inclinações da ordem de 10 graus facilitam os procedimentos de injeção no campo. Os resultados obtidos nesta pesquisa indicam o uso de comprimentos de grampos maiores que 70 por cento da altura de escavação (L/H > 0,70) na técnica do solo grampeado. / [en] The use of passive inclusion for soil reinforcements, technique usually known as soil nailing, has been gaining growing acceptance within civil engineering professionals,especially in Rio de Janeiro. However this technique lacks a more detailed study on the elevant parameters influencing the deformability of soil nailed masses. The nails are rigid inclusions, sub horizontally positioned, without tension or free space between the nail and the surrounding soil mass. The axial forces on the nails are developed due to lateral decompression caused by soil excavation. As the excavation stages proceed, the nails are successively being installed, producing a reinforced zone, which acts as a support for the soil mass. The frontal face of the excavation is usually protected by shotcrete, and has no structural functions. This research aims at evaluating the influence of the various geotechnical and geometric parameters on the stress strain behavior of nailed excavations, with vertical face and horizontal soil surface. The parametric analysis was performed using FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua), which is a computer program based on the finite difference method. This program simulates bi dimensional behavior of reinforced structures of soils and or rocks,which may be submitted to plastic flow when the strength limit is reached. The results show that the Youngs modulus (E) and soil cohesion (c ) have a very significant influence on the displacement of a soil nailing structure. The analysis also indicates that the mobilized shear strength at the soil nail interface (qs) is also an important parameter, particularly for nail lengths (L) smaller than 0,80 of the excavation height (H) (L/H < 0,80). It is therefore recommended that qs be directly determined by pullout in situ tests. Regarding nail inclination the results suggests no significant influence on the reinforced soil mass displacement for alpha less or equal than 10 degrees. These results are particularly relevant for engineering practice, because a 10 degrees inclination facilitates grouting injections in the field. The results in this research indicates the use of nail lengths (L) greater than 0,70 of the excavation height (H) (L/H greater than 0,70) in soil nailing technique.