Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-02-23T14:07:59Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Matheus P. S. Silva.pdf: 2830915 bytes, checksum: c6f42e6a9aedf5ccc332c112b241847f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-02-23T14:08:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação_Matheus P. S. Silva.pdf: 2830915 bytes, checksum: c6f42e6a9aedf5ccc332c112b241847f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-23T14:08:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Matheus P. S. Silva.pdf: 2830915 bytes, checksum: c6f42e6a9aedf5ccc332c112b241847f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-10-16 / There is a major concern on the global stage with the scarcity of natural resources and global warming. In this context, the paving has been looking for alternatives aimed at reducing fuel consumption and the consequent reduction of the emission of greenhouse gases, highlighting the use of warm mixtures as an option. In the local scenario, the urban roads of the city of Manaus / AM show historically premature deterioration, instigating the evaluation of regional asphaltic compositions notably regarding permanent deformation. On the other hand, besides the usual pathologies, the frequent increase in the volume of traffic and loads has generated the appearance of new pathologies, not considered in the traditional methods of designing asphalt mixtures. These facts led to the study of the warm mixtures applied in the city of Manaus / AM, in terms of their mechanical performance, and in particular, from the perspective of triaxial compression and dynamic creep tests. In this research, the physical characterization of the composite materials of the asphaltic composite, the dosage of this mixture according to the Brazilian specifications, as well as the results obtained in the mechanical tests were evaluated. The physical characterization, the dosage and the mechanical behavior indicated: a) the asphalt binder was classified as type 50/70, meeting the specifications of the ANP. However, for the local reality, it does not present adequate, since in the range of service temperature has already reached its softening point; b) the mineral dosage indicated that the formulation studied can be used for Range B and C of DNIT; and c) the analysis of the Marshall parameters, from the point of view of the DNIT specification, showed that the researched composition can only be applied as a rolling layer; d) the results of the triaxial test indicated that the cohesion decreases drastically by the variation of the ambient temperature to the service condition; e) in the dynamic creep test, the mathematical model proved to be more adequate with respect to the traditional methodology, since the minimum deformation rate per cycle did not correspond to the transition point from the secondary stage to the tertiary stage; and f) all NF results, either by the mathematical or traditional method, indicate that the regional coatings are subject to premature pathologies of the permanent deformation type. / Há no cenário global uma grande preocupação com a escassez de recursos naturais e o aquecimento global. Neste contexto, a pavimentação vem buscando alternativas visando à redução no consumo de combustíveis e a consequente redução da emissão de gases causadores do efeito estufa, destacando-se como opção o uso de misturas mornas. No cenário local, as vias urbanas da cidade de Manaus/AM mostram historicamente prematura deterioração, instigando a avaliação das composições asfálticas regionais notadamente quanto à deformação permanente. Por outro lado, além das usuais patologias, o frequente aumento do volume de tráfego e de cargas tem gerado o surgimento de novas patologias, não consideradas nos métodos tradicionais de dimensionamento de misturas asfálticas. Tais fatos suscitaram o estudo das misturas mornas aplicadas na cidade de Manaus/AM, quanto ao seu desempenho mecânico, e em particular, sob a ótica dos ensaios de compressão triaxial e creep dinâmico. Nesta pesquisa, avaliou-se a caracterização física dos materiais partícipes do compósito asfáltico, a dosagem desta mistura de acordo com as especificações brasileiras, bem como os resultados obtidos nos ensaios mecânicos. A caracterização física, a dosagem e o comportamento mecânico indicaram: a) o ligante asfáltico classificou-se como do tipo 50/70, atendendo as especificações da ANP. No entanto, para a realidade local, não se apresenta adequada, uma vez que na faixa de temperatura de serviço já atingiu seu Ponto de amolecimento; b) a dosagem mineral indicou que a formulação estudada pode ser empregado para Faixa B e C do DNIT; e c) a análise dos parâmetros Marshall, sob a ótica da especificação do DNIT, mostrou que a composição pesquisada pode ser aplicada somente como camada de rolamento; d) os resultados do ensaio triaxial indicaram que a coesão diminui drasticamente pela variação da temperatura ambiental para condição de serviço; e) no teste de creep dinâmico, o modelo matemático mostrou-se mais adequado referente à metodologia tradicional, uma vez que a taxa mínima de deformação por ciclo não condizia com o ponto de transição do estágio secundário para o estágio terciário; e f) todos os resultados de FN, seja pelo método matemático ou tradicional, apontam que os revestimentos regionais estão sujeitos a prematuras patologias do tipo deformação permanente.

Em muitas partes do mundo, engenheiros geotécnicos freqüentemente lidam com solos não saturados, e o desempenho de obras nestes solos depende de suas características mecânicas, como a resistência ao cisalhamento. A determinação experimental da resistência de solos não saturados pode ser feita em laboratório utilizando técnicas que permitem controle ou medida da sucção, sendo uma delas o ensaio de compressão triaxial com teor de umidade constante. Neste contexto, essa pesquisa analisa a resistência ao cisalhamento de um solo arenoso compactado não saturado por meio de ensaios de compressão triaxial. Ensaios do tipo adensado-drenado e adensado-não drenado foram realizados com solo saturado, enquanto ensaios com teor de umidade constante foram realizados para caracterizar o comportamento do solo não saturado. Os resultados dos ensaios com solo saturado foram combinados e forneceram uma envoltória de resistência comum em termos de tensões efetivas. Para o solo não saturado, as curvas tensão-deformação foram representadas pela diferença de tensões principais e por esta normalizada por algumas das variáveis de estado de tensão do solo. Tais curvas se assemelham a curvas típicas de um material plástico, com exceção das obtidas para a menor tensão confinante, nas quais se observou a ocorrência de picos de resistência. Já a sucção apresentou um comportamento comum a todos os ensaios, com redução inicial seguida de estabilização. As diferentes representações da curva tensão-deformação permitiram definir superfícies planares de resistência no espaço tensão x sucção x resistência, nas quais foram observadas pequenas variações nos valores de coesão efetiva e ângulo de atrito com relação à sucção. Apesar do bom ajuste destas envoltórias planares, os resultados mostraram alguma não-linearidade. Por fim, testaram-se os métodos de Khalili e Khabbaz (1998) e Vilar (2007) de previsão da resistência ao cisalhamento de solos não saturados. / In many parts of the world, geotechnical engineers frequently deal with unsaturated soils, and the performance of constructions on such soils depends on their mechanical characteristics, and among them, the shear strength. The unsaturated soil shear strength can be experimentally determined by using techniques which allow soil suction control or measurement and one of the available techniques is the constant water content triaxial compression test. In this context, this research analyzes the shear strength of an unsaturated compacted sandy soil using triaxial compression tests. Consolidated-drained and consolidated-undrained triaxial compression tests were performed with the saturated soil, while constant water content triaxial compression tests were performed to characterize the unsaturated soil behavior. Results of tests with saturated soil were gathered and yielded a common shear strength envelope in terms of effective stress. Regarding the unsaturated soil, the stress-strain curves were represented by the deviator stress and the deviator stress normalized by some stress state variables of the soil. Such curves were similar to typical curves of a plastic material, except for those obtained for the lower confining pressure, in which peak of stress were observed. Suction development during shearing presented a common behavior to all the tests, with initial reduction followed by stabilization. The different representations of stress-strain curves allowed defining shear strength planar surfaces on stress x suction x strength space, which showed small variations of effective cohesion and angle related to suction. Despite of the good adjustment of these planar shear strength envelopes, the results showed some non-linearity. Finally, the methods proposed by Khalili and Khabbaz (1998) and Vilar (2007) for predicting the shear strength of unsaturated soils were tested.

Submitted by Jeferson Fernandes (jefersonbfengenheiro@gmail.com) on 2016-08-27T15:11:37Z No. of bitstreams: 1 Rev 04_A.pdf: 51308604 bytes, checksum: 0fe8e8124a2d018508341a4d78a6a787 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-30T14:51:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fernandes_jb_me_bauru.pdf: 51308604 bytes, checksum: 0fe8e8124a2d018508341a4d78a6a787 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-30T14:51:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernandes_jb_me_bauru.pdf: 51308604 bytes, checksum: 0fe8e8124a2d018508341a4d78a6a787 (MD5) Previous issue date: 2016-08-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O principal objetivo deste trabalho é estudar o comportamento geomecânico de um solo tropical não saturado, a fim de avaliar o efeito da sucção nos resultados de ensaios de resistência e de deformabilidade. As amostras são classificadas como areia fina pouco argilosa, de composição granulométrica semelhante nas três profundidades estudadas (1,5, 3,0 e 5,0 m). Além desses solos apresentarem praticamente nenhuma plasticidade, as curvas de retenção da água mostraram que eles têm valores de entrada de ar próximo a 2 kPa e zonas de dessaturação verticalizadas. As envoltórias de resistência determinadas a partir de ensaios triaxiais saturados e não saturados mostraram que o acréscimo no ângulo de atrito e na coesão é devido principalmente à sucção e às características físicas do solo de cada profundidade. Verificou-se que a previsão da resistência não saturada pode ser feita empregando uma função hiperbólica em conjunto com uma função da porosidade quando a razão entre os ângulos de atrito ϕb/ϕ’ no estado saturado é menor que a unidade. Estudou-se também a variação do módulo de cisalhamento máximo (G0) para diferentes condições de sucção, confinamento e de carregamento. A determinação de G0 desses solos foi feita por meio de ensaios triaxiais equipados com transdutores de flexão, chamados de bender elements. Esses resultados mostraram que a variação de G0 em função do estado de tensões e de deformações pode ser adequadamente representada por modelos matemáticos que levam em consideração, além do estado de tensões, o efeito das variações na sucção e na porosidade. Por meio dos dados experimentais obtidos, verificou-se ainda que a compressibilidade desses solos pode ser inserida como variável independente no modelo que considera o efeito da porosidade nas variações de G0. / The objective of this work is to study the geomechanical behavior of a tropical unsaturated soil in order to evaluate the influence of the soil suction on shear strength and deformability test data. The soil samples are classified as clayed fine sand with similar grain size constitution in the three studied depths (1.5, 3.0 and 5.0 m). Besides these soils have almost no plasticity, the water retention curves indicated that these soils present air entry value near to 2 kPa and a vertical desaturation zone. Shear strength envelopes determined via saturated and unsaturated triaxial tests showed that the increase in friction angle and cohesion is mainly due to the suction and to the soil physical characteristics at each depth. When the saturated friction angle ratio (ϕb/ϕ’) is less than one, the unsaturated shear strength prediction can be made using a hyperbolic function together with a function of porosity. The variation of the maximum shear modulus (G0) at different conditions of suction, liquid confining pressure and loading are also studied. The G0 values were determined for these soils in triaxial tests equipped with bender elements. These results indicated that the variation of G0 as a function of the stress and strain state can be properly represented by mathematical models, which take into account the effect of the suction and porosity variation besides the stress state. It was also found by means of the experimental data that the compressibility of these soils can be plugged as an independent variable in a model which considers the influence of soil porosity in the G0 variations.

Em muitas partes do mundo, engenheiros geotécnicos freqüentemente lidam com solos não saturados, e o desempenho de obras nestes solos depende de suas características mecânicas, como a resistência ao cisalhamento. A determinação experimental da resistência de solos não saturados pode ser feita em laboratório utilizando técnicas que permitem controle ou medida da sucção, sendo uma delas o ensaio de compressão triaxial com teor de umidade constante. Neste contexto, essa pesquisa analisa a resistência ao cisalhamento de um solo arenoso compactado não saturado por meio de ensaios de compressão triaxial. Ensaios do tipo adensado-drenado e adensado-não drenado foram realizados com solo saturado, enquanto ensaios com teor de umidade constante foram realizados para caracterizar o comportamento do solo não saturado. Os resultados dos ensaios com solo saturado foram combinados e forneceram uma envoltória de resistência comum em termos de tensões efetivas. Para o solo não saturado, as curvas tensão-deformação foram representadas pela diferença de tensões principais e por esta normalizada por algumas das variáveis de estado de tensão do solo. Tais curvas se assemelham a curvas típicas de um material plástico, com exceção das obtidas para a menor tensão confinante, nas quais se observou a ocorrência de picos de resistência. Já a sucção apresentou um comportamento comum a todos os ensaios, com redução inicial seguida de estabilização. As diferentes representações da curva tensão-deformação permitiram definir superfícies planares de resistência no espaço tensão x sucção x resistência, nas quais foram observadas pequenas variações nos valores de coesão efetiva e ângulo de atrito com relação à sucção. Apesar do bom ajuste destas envoltórias planares, os resultados mostraram alguma não-linearidade. Por fim, testaram-se os métodos de Khalili e Khabbaz (1998) e Vilar (2007) de previsão da resistência ao cisalhamento de solos não saturados. / In many parts of the world, geotechnical engineers frequently deal with unsaturated soils, and the performance of constructions on such soils depends on their mechanical characteristics, and among them, the shear strength. The unsaturated soil shear strength can be experimentally determined by using techniques which allow soil suction control or measurement and one of the available techniques is the constant water content triaxial compression test. In this context, this research analyzes the shear strength of an unsaturated compacted sandy soil using triaxial compression tests. Consolidated-drained and consolidated-undrained triaxial compression tests were performed with the saturated soil, while constant water content triaxial compression tests were performed to characterize the unsaturated soil behavior. Results of tests with saturated soil were gathered and yielded a common shear strength envelope in terms of effective stress. Regarding the unsaturated soil, the stress-strain curves were represented by the deviator stress and the deviator stress normalized by some stress state variables of the soil. Such curves were similar to typical curves of a plastic material, except for those obtained for the lower confining pressure, in which peak of stress were observed. Suction development during shearing presented a common behavior to all the tests, with initial reduction followed by stabilization. The different representations of stress-strain curves allowed defining shear strength planar surfaces on stress x suction x strength space, which showed small variations of effective cohesion and angle related to suction. Despite of the good adjustment of these planar shear strength envelopes, the results showed some non-linearity. Finally, the methods proposed by Khalili and Khabbaz (1998) and Vilar (2007) for predicting the shear strength of unsaturated soils were tested.

As estruturas de solo reforçado tornaram-se uma alternativa eficiente para a construção de aterros e muros de contenção. No entanto, o seu uso é limitado pelas especificações técnicas, que recomendam apenas materiais granulares, por apresentarem alta resistência e capacidade de livre drenagem. Todavia, nem sempre se dispõem deste tipo de material nas proximidades das obras, o que pode torná-las onerosas, devido aos custos de transporte. Os solos não convencionais, definidos como solos de granulometria fina (caracterizados como argilas, siltes, e solos areno-siltosos), merecem atenção, pois são encontrados em abundância em muitos locais do nosso território. Casos históricos brasileiros de obras instrumentadas revelam a eficiência destes materiais na composição de aterros de estruturas de solo reforçado, devido ao bom desempenho técnico ao longo de sua vida útil. Acredita-se que o uso de inclusões permeáveis possa contribuir na aceleração da drenagem da água das camadas de maciços construídos com solos finos, permitindo a dissipação mais rápida do excesso de pressões neutras. Para elucidar estas questões foram realizados ensaios de compressão triaxial rápidos (UU) e adensados rápidos (CU), com o intuito de avaliar o desempenho de solos não convencionais reforçados com inclusões permeáveis e impermeáveis. Utilizaram-se como reforços papel alumínio (reforço inextensível e impermeável) e geotêxtil (reforço extensível e permeável), o que permitiu comparações dos resultados obtidos dos ensaios com corpos de prova reforçados com os obtidos de corpos de prova não reforçados. Os solos utilizados foram duas argilas silto-arenosas, uma de comportamento laterítico e a outra não laterítico e uma areia fina com aproximadamente 40% de finos (material com diâmetro inferior à peneira 200), com comportamento não laterítico. Verificou-se que a combinação de solos finos com reforços permeáveis resultou num ganho de resistência ora em termos de ângulo de atrito interno, ora em relação à coesão, apenas a areia fina obteve ganho de resistência ao ser reforçada com o papel alumínio. Observou-se que a argila silto-arenosa, com comportamento laterítico, e a areia fina apresentaram uma interação mais eficiente com os reforços de geotêxtil. Constatou-se ainda que os reforços permeáveis promoveram a drenagem da água dos corpos de prova / The reinforced soil structures became an efficient alternative for the construction of embankments and retaining walls. However, the use of these structures are limited by design specifications which recommend the use of granular materials that present high shearing strength and free drainage capacity. Some granular soils are not always available in the proximities of works, in these cases, costs of transportation can be high. The marginal soils, defined as fine grain-size (characterized as clays, silts, and sandy-silty) soils, deserve attention because they are found in abundance in many places on our territory, besides that, brazilian historical cases of instrumented structures have shown their efficiency when used as backfill of reinforced soil structures. It is also believed that the use of permeable inclusions can contribute to the acceleration of water drainage, which allows faster dissipation of pore pressure. To contribute to the understanding of these aspects of reinforced soil behavior, triaxial compression tests, unconsolidated-undrained (UU) and consolidated-undrained (CU), were carried out in order to check the performance of reinforced marginal soil when reinforced with permeable and impermeable inclusions. Aluminum foil (inextensible and impermeable reinforcement) and geotextile (extensible and permeable reinforcement) were used as reinforcement, allowing the comparison of results of tests using reinforced and non-reinforced samples. The soils used were two sandy silty clays - a lateritic and a non-lateritic soil - and fine sand with 40% of fines, presenting non-lateritic behavior. It was verified that the combination of cohesive soil and permeable reinforcements resulted on an increase of resistance parameters, angle of internal friction and cohesion. It was observed that the lateritic sandy silty clay and the fine sand presented more efficient interaction with the geotextile reinforcements. Also, it was verified that the permeable reinforcements promoted faster water drainage

A compactação de aterros pode gerar comportamento anisotrópico, a depender do teor de umidade de compactação, entre outros fatores. O principal objetivo deste estudo foi investigar alguns aspectos relacionados à anisotropia inerente induzida pela compactação de um solo laterítico. Após realizar a caracterização mineralógica, geotécnica e microestrutural deste solo, estudou-se a resistência ao cisalhamento, condutividade hidráulica, compressibilidade e deformabilidade. O solo estudado foi classificado como laterítico arenoso (LA\') e apresentou agregação relativa da ordem de 12%. A metodologia desenvolvida no intuito de corrigir o aumento na massa específica seca das camadas inferiores, causado pelo processo de compactação, mostrou-se eficaz. A partir da curva de compactação foram consideradas amostras representativas das três condições de umidade de compactação: ramo seco, umidade ótima e ramo úmido. Corpos de prova foram talhados paralelamente e ortogonalmente às camadas de compactação. Os ensaios de porosimetria revelaram um comportamento bimodal na distribuição do tamanho de poros e também que o teor de umidade de compactação não interferiu no tamanho dos microporos. Para o solo compactado no ramo seco e na umidade ótima, a resistência ao cisalhamento correspondente à direção ortogonal se mostrou superior àquela correspondente à direção paralela às camadas de compactação. Por outro lado, a resistência ao cisalhamento no ramo úmido mostrou-se praticamente independente da direção de talhagem dos corpos de prova. Este comportamento se deve à maior capacidade do solo, em um dado teor de umidade, em absorver a energia aplicada e distribuí-la na direção paralela e ortogonal. Com relação às propriedades elásticas do material, observou-se que o aumento do teor de umidade de compactação contribui para redução da anisotropia de deformabilidade. Dentre as propriedades investigadas, a anisotropia de condutividade hidráulica das amostras correspondente ao ramo úmido foi a mais pronunciada, exibindo fluxo oito vezes maior na direção vertical que na horizontal. Finalmente, as discussões e análises presentadas nesta pesquisa mostraram que o grau de anisotropia depende diretamente do teor de umidade de compactação e que diminui com incremento das tensões aplicadas no solo. / Compacted embankments can have anisotropic behavior, depending on several factors, including the compaction water content. The aim of this study was to investigate some aspects regarding the inherent anisotropy of a lateritic soil, caused by the compaction process. After performing the geotechnical, mineralogical and microstructural characterization, properties of shear strength, hydraulic conductivity, compressibility and deformability were investigated. This soil this soil was classified as lateritic sand. The grainsize distribution curve indicates 12% the fine particle aggregation. The methodology developed in order to correct the increase in dry density of the lower layers, generated by the compression process, was effective. From the compaction curve, representative samples corresponding to the three compaction water content conditions, representing the dry side, the optimal water content and the wet side were considered. Specimens were trimmed parallel and orthogonally to the compaction layers. The porosimetry tests showed a bimodal behavior in the pore size distribution and also that the compaction water content did not influence the size of the micropores. For the compacted soil sample corresponding to the dry side and optimum water content, the shear strength corresponding to the orthogonal direction was higher than that corresponding to the parallel direction to the compaction layers. However, they were almost equal for both the orthogonal and the parallel directions to the compaction layers. This behavior is due to the higher capacity of the soil at a given moisture content, to absorb the energy applied and distribute it in parallel and orthogonal direction. The analysis the values of maximum shear modulus of the material showed that increasing compaction water content reduces the anisotropy degree. Among the investigated properties, the hydraulic conductivity anisotropy of the samples corresponding to the wet branch was the most pronounced, showing permeability eight times higher in the vertical direction than that in the horizontal direction. Finally, the discussions and analyzes presented in this study showed that the degree of anisotropy directly depends on the compaction water content and decreases with increase confining stress applied to the soil specimens.

A deformabilidade é uma propriedade fundamental em projetos geotécnicos. A constatação de que as deformações em várias obras de engenharia se situam na faixa de pequenas e muito pequenas deformações e as limitações das técnicas de ensaio em medir tal nível de deformações levaram ao desenvolvimento de técnicas com base em solicitações dinâmicas, dentre as quais, as de coluna ressonante e bender elements. Particularmente, o emprego da técnica de bender elements tem crescido devido à simplicidade de execução dos ensaios, e determinação do módulo de cisalhamento máximo dos solos. Diversos estudos acerca das propriedades deformacionais dos solos determinadas por este método têm sido conduzidos em solos saturados ou secos, não obstante, estudos desta natureza em solos não saturados ainda são relativamente escassos. Esta pesquisa investigou a influência de algumas variáveis, como a sucção e a tensão confinante sobre a deformabilidade de um solo laterítico não saturado típico do interior do Estado de São Paulo, empregando bender elements, coluna ressonante e compressão triaxial com instrumentação interna. Além disso, buscando uma caracterização mais completa deste solo, ensaios de compressão triaxial foram realizados para quantificar sua resistência ao cisalhamento. Os resultados destes ensaios sugeriram a ocorrência de encruamento em solo indeformado, e uma envoltória planar de resistência foi usada para representar a resistência ao cisalhamento da amostra compactada. Já no que se refere à deformabilidade, os resultados indicaram que a redução do teor de umidade de compactação, o aumento do confinamento isotrópico ou da sucção são responsáveis por um solo menos deformável. Dados dos ensaios com bender elements foram bem representados por uma função potencial quando o módulo de cisalhamento máximo e a sucção foram normalizados pela tensão confinante líquida. Para o solo compactado não saturado, também ensaiado em coluna ressonante, dados obtidos por ambas as técnicas foram comparados, notando-se velocidades de ondas de cisalhamento um pouco superiores para os ensaios com bender elements, que foram atribuídas às mais altas frequências nestes ensaios. / Stiffness is a fundamental property in geotechnical design. The fact that strains are in the smallto- very small strain range in several engineering works and the limitations of testing techniques in measuring such level of strains led to the development of dynamic techniques, such as resonant column and bender elements. Specifically, the bender elements technique has been increasingly used due to the simplicity in performing tests and computing the maximum shear modulus of the soil. Several studies have been carried out to assess stiffness properties of dry or saturated soils via bender elements, however, studies of this nature are still relatively scarce in unsaturated soils. This research investigated the influence of some variables, like suction and confining stress, on the stiffness of a lateritic unsaturated soil, typical of São Paulo State, via bender elements, resonant column and triaxial compression tests with local gauges. Furthermore, aiming at a more complete characterization of this soil, triaxial compression tests were performed in order to quantify its shear strength. Results from these tests suggested the occurrence of strain hardening on undisturbed specimens, and a planar shear strength envelope was used to represent the compacted sample data. Regarding soil stiffness, results indicated that it increases with a reduction in the compaction moisture content or an increase in isotropic confining stress or suction. Data from bender elements tests were nicely represented by a power function when maximum shear modulus and suction were normalized by the net confining stress. Results of unsaturated compacted soil obtained from bender elements and resonant column tests were compared and slightly larger shear wave velocities were noticed in bender elements tests, which were attributed to the larger testing frequencies used in these tests.

As estruturas de solo reforçado tornaram-se uma alternativa eficiente para a construção de aterros e muros de contenção. No entanto, o seu uso é limitado pelas especificações técnicas, que recomendam apenas materiais granulares, por apresentarem alta resistência e capacidade de livre drenagem. Todavia, nem sempre se dispõem deste tipo de material nas proximidades das obras, o que pode torná-las onerosas, devido aos custos de transporte. Os solos não convencionais, definidos como solos de granulometria fina (caracterizados como argilas, siltes, e solos areno-siltosos), merecem atenção, pois são encontrados em abundância em muitos locais do nosso território. Casos históricos brasileiros de obras instrumentadas revelam a eficiência destes materiais na composição de aterros de estruturas de solo reforçado, devido ao bom desempenho técnico ao longo de sua vida útil. Acredita-se que o uso de inclusões permeáveis possa contribuir na aceleração da drenagem da água das camadas de maciços construídos com solos finos, permitindo a dissipação mais rápida do excesso de pressões neutras. Para elucidar estas questões foram realizados ensaios de compressão triaxial rápidos (UU) e adensados rápidos (CU), com o intuito de avaliar o desempenho de solos não convencionais reforçados com inclusões permeáveis e impermeáveis. Utilizaram-se como reforços papel alumínio (reforço inextensível e impermeável) e geotêxtil (reforço extensível e permeável), o que permitiu comparações dos resultados obtidos dos ensaios com corpos de prova reforçados com os obtidos de corpos de prova não reforçados. Os solos utilizados foram duas argilas silto-arenosas, uma de comportamento laterítico e a outra não laterítico e uma areia fina com aproximadamente 40% de finos (material com diâmetro inferior à peneira 200), com comportamento não laterítico. Verificou-se que a combinação de solos finos com reforços permeáveis resultou num ganho de resistência ora em termos de ângulo de atrito interno, ora em relação à coesão, apenas a areia fina obteve ganho de resistência ao ser reforçada com o papel alumínio. Observou-se que a argila silto-arenosa, com comportamento laterítico, e a areia fina apresentaram uma interação mais eficiente com os reforços de geotêxtil. Constatou-se ainda que os reforços permeáveis promoveram a drenagem da água dos corpos de prova / The reinforced soil structures became an efficient alternative for the construction of embankments and retaining walls. However, the use of these structures are limited by design specifications which recommend the use of granular materials that present high shearing strength and free drainage capacity. Some granular soils are not always available in the proximities of works, in these cases, costs of transportation can be high. The marginal soils, defined as fine grain-size (characterized as clays, silts, and sandy-silty) soils, deserve attention because they are found in abundance in many places on our territory, besides that, brazilian historical cases of instrumented structures have shown their efficiency when used as backfill of reinforced soil structures. It is also believed that the use of permeable inclusions can contribute to the acceleration of water drainage, which allows faster dissipation of pore pressure. To contribute to the understanding of these aspects of reinforced soil behavior, triaxial compression tests, unconsolidated-undrained (UU) and consolidated-undrained (CU), were carried out in order to check the performance of reinforced marginal soil when reinforced with permeable and impermeable inclusions. Aluminum foil (inextensible and impermeable reinforcement) and geotextile (extensible and permeable reinforcement) were used as reinforcement, allowing the comparison of results of tests using reinforced and non-reinforced samples. The soils used were two sandy silty clays - a lateritic and a non-lateritic soil - and fine sand with 40% of fines, presenting non-lateritic behavior. It was verified that the combination of cohesive soil and permeable reinforcements resulted on an increase of resistance parameters, angle of internal friction and cohesion. It was observed that the lateritic sandy silty clay and the fine sand presented more efficient interaction with the geotextile reinforcements. Also, it was verified that the permeable reinforcements promoted faster water drainage

A deformabilidade é uma propriedade fundamental em projetos geotécnicos. A constatação de que as deformações em várias obras de engenharia se situam na faixa de pequenas e muito pequenas deformações e as limitações das técnicas de ensaio em medir tal nível de deformações levaram ao desenvolvimento de técnicas com base em solicitações dinâmicas, dentre as quais, as de coluna ressonante e bender elements. Particularmente, o emprego da técnica de bender elements tem crescido devido à simplicidade de execução dos ensaios, e determinação do módulo de cisalhamento máximo dos solos. Diversos estudos acerca das propriedades deformacionais dos solos determinadas por este método têm sido conduzidos em solos saturados ou secos, não obstante, estudos desta natureza em solos não saturados ainda são relativamente escassos. Esta pesquisa investigou a influência de algumas variáveis, como a sucção e a tensão confinante sobre a deformabilidade de um solo laterítico não saturado típico do interior do Estado de São Paulo, empregando bender elements, coluna ressonante e compressão triaxial com instrumentação interna. Além disso, buscando uma caracterização mais completa deste solo, ensaios de compressão triaxial foram realizados para quantificar sua resistência ao cisalhamento. Os resultados destes ensaios sugeriram a ocorrência de encruamento em solo indeformado, e uma envoltória planar de resistência foi usada para representar a resistência ao cisalhamento da amostra compactada. Já no que se refere à deformabilidade, os resultados indicaram que a redução do teor de umidade de compactação, o aumento do confinamento isotrópico ou da sucção são responsáveis por um solo menos deformável. Dados dos ensaios com bender elements foram bem representados por uma função potencial quando o módulo de cisalhamento máximo e a sucção foram normalizados pela tensão confinante líquida. Para o solo compactado não saturado, também ensaiado em coluna ressonante, dados obtidos por ambas as técnicas foram comparados, notando-se velocidades de ondas de cisalhamento um pouco superiores para os ensaios com bender elements, que foram atribuídas às mais altas frequências nestes ensaios. / Stiffness is a fundamental property in geotechnical design. The fact that strains are in the smallto- very small strain range in several engineering works and the limitations of testing techniques in measuring such level of strains led to the development of dynamic techniques, such as resonant column and bender elements. Specifically, the bender elements technique has been increasingly used due to the simplicity in performing tests and computing the maximum shear modulus of the soil. Several studies have been carried out to assess stiffness properties of dry or saturated soils via bender elements, however, studies of this nature are still relatively scarce in unsaturated soils. This research investigated the influence of some variables, like suction and confining stress, on the stiffness of a lateritic unsaturated soil, typical of São Paulo State, via bender elements, resonant column and triaxial compression tests with local gauges. Furthermore, aiming at a more complete characterization of this soil, triaxial compression tests were performed in order to quantify its shear strength. Results from these tests suggested the occurrence of strain hardening on undisturbed specimens, and a planar shear strength envelope was used to represent the compacted sample data. Regarding soil stiffness, results indicated that it increases with a reduction in the compaction moisture content or an increase in isotropic confining stress or suction. Data from bender elements tests were nicely represented by a power function when maximum shear modulus and suction were normalized by the net confining stress. Results of unsaturated compacted soil obtained from bender elements and resonant column tests were compared and slightly larger shear wave velocities were noticed in bender elements tests, which were attributed to the larger testing frequencies used in these tests.

A compactação de aterros pode gerar comportamento anisotrópico, a depender do teor de umidade de compactação, entre outros fatores. O principal objetivo deste estudo foi investigar alguns aspectos relacionados à anisotropia inerente induzida pela compactação de um solo laterítico. Após realizar a caracterização mineralógica, geotécnica e microestrutural deste solo, estudou-se a resistência ao cisalhamento, condutividade hidráulica, compressibilidade e deformabilidade. O solo estudado foi classificado como laterítico arenoso (LA\') e apresentou agregação relativa da ordem de 12%. A metodologia desenvolvida no intuito de corrigir o aumento na massa específica seca das camadas inferiores, causado pelo processo de compactação, mostrou-se eficaz. A partir da curva de compactação foram consideradas amostras representativas das três condições de umidade de compactação: ramo seco, umidade ótima e ramo úmido. Corpos de prova foram talhados paralelamente e ortogonalmente às camadas de compactação. Os ensaios de porosimetria revelaram um comportamento bimodal na distribuição do tamanho de poros e também que o teor de umidade de compactação não interferiu no tamanho dos microporos. Para o solo compactado no ramo seco e na umidade ótima, a resistência ao cisalhamento correspondente à direção ortogonal se mostrou superior àquela correspondente à direção paralela às camadas de compactação. Por outro lado, a resistência ao cisalhamento no ramo úmido mostrou-se praticamente independente da direção de talhagem dos corpos de prova. Este comportamento se deve à maior capacidade do solo, em um dado teor de umidade, em absorver a energia aplicada e distribuí-la na direção paralela e ortogonal. Com relação às propriedades elásticas do material, observou-se que o aumento do teor de umidade de compactação contribui para redução da anisotropia de deformabilidade. Dentre as propriedades investigadas, a anisotropia de condutividade hidráulica das amostras correspondente ao ramo úmido foi a mais pronunciada, exibindo fluxo oito vezes maior na direção vertical que na horizontal. Finalmente, as discussões e análises presentadas nesta pesquisa mostraram que o grau de anisotropia depende diretamente do teor de umidade de compactação e que diminui com incremento das tensões aplicadas no solo. / Compacted embankments can have anisotropic behavior, depending on several factors, including the compaction water content. The aim of this study was to investigate some aspects regarding the inherent anisotropy of a lateritic soil, caused by the compaction process. After performing the geotechnical, mineralogical and microstructural characterization, properties of shear strength, hydraulic conductivity, compressibility and deformability were investigated. This soil this soil was classified as lateritic sand. The grainsize distribution curve indicates 12% the fine particle aggregation. The methodology developed in order to correct the increase in dry density of the lower layers, generated by the compression process, was effective. From the compaction curve, representative samples corresponding to the three compaction water content conditions, representing the dry side, the optimal water content and the wet side were considered. Specimens were trimmed parallel and orthogonally to the compaction layers. The porosimetry tests showed a bimodal behavior in the pore size distribution and also that the compaction water content did not influence the size of the micropores. For the compacted soil sample corresponding to the dry side and optimum water content, the shear strength corresponding to the orthogonal direction was higher than that corresponding to the parallel direction to the compaction layers. However, they were almost equal for both the orthogonal and the parallel directions to the compaction layers. This behavior is due to the higher capacity of the soil at a given moisture content, to absorb the energy applied and distribute it in parallel and orthogonal direction. The analysis the values of maximum shear modulus of the material showed that increasing compaction water content reduces the anisotropy degree. Among the investigated properties, the hydraulic conductivity anisotropy of the samples corresponding to the wet branch was the most pronounced, showing permeability eight times higher in the vertical direction than that in the horizontal direction. Finally, the discussions and analyzes presented in this study showed that the degree of anisotropy directly depends on the compaction water content and decreases with increase confining stress applied to the soil specimens.