O ensaio de palheta de campo em material siltoso levanta problemáticas relacionadas à sua execução e à interpretação dos resultados. O presente trabalho apresenta uma modelagem em poroelasticidade do ensaio de palheta. O modelo de ensaio é definido pelo problema de rotação de um cilindro infinito em um solo poroso. A solução do problema é buscada adotando um comportamento poroelástico não linear fictício tal que a resposta é localmente equivalente àquela do comportamento plástico perfeito. O modelo considera que a rotação do cilindro gera deformações volumétricas não desprezíveis e que a solução fechada de poropressão é garantida por um módulo de cisalhamento equivalente. As soluções do campo de tensões e deformações descritas por equações analíticas são obtidas numericamente por meio do método de diferenças finitas. O modelo é avaliado através de uma comparação com os resultados de simulação em elementos finitos e de solução do modelo com o uso de software de álgebra computacional. Os critérios de Tresca e de Drucker-Prager são considerados nas avaliações. As condições de drenagem foram estudadas através da curva característica de drenagem no espação grau de drenagem U versus velocidade normalizada V. A influência da rigidez e da resistência do material sobre o fenômeno de dissipação foram interpretados no mesmo espaço U ×V . Também foi demonstrado que a dissipação é sensível à definição da zona de influência. O parâmetro numérico de discretização do domínio para o método de diferenças finitas para a obtenção de resultados de boa precisão foi identificado. O modelo foi aplicado para a modelagem do ensaio de palheta em resíduo de zinco e para a interpretação dos resultados desse ensaio. Demonstrou-se que o modelo proposto permite a identificações dos padrões de ensaio que garantem os comportamentos desejados, além de possibilitar o estudo da sensibilidade do processo de dissipação em relação à rigidez e resistência do material. / The Field Vane Test in silty materials raises problematics related to its execution and interpretation of results. The work presents a model for the vane test based on poroelasticity. The modeling of the test is characterized by the problem of the rotation of an infinite cylinder in a porous soil. The solution of the problem is sought by adopting a fictitious non-linear poroelastic behavior such that the answer is locally equivalent to the one corresponding to a perfect plastic behavior. The revised model assumes that rotation of the cylinder does generate volumetric deformation which one is not negligible and the close form of solution for pore pressure is guaranteed by an equivalent shear modulus. The solutions of stresses and displacement field are obtained numerically using the finite difference method. The model is evaluated for materials characterized by two criteria Tresca and Drucker-Prager through a comparison of results obtained by simulation in finite element model and by simulation using computer algebra software. The drainage conditions have been studied through the drainage characteristic curve U ×V . The influence of the stiffness and strength of the material on the dissipation phenomena were interpreted in the same space U ×V . It was also demonstrated that the dissipation process is sensitive to the definition of the influence zone. The numerical parameters to obtain good precision results were identified. The model was applied to the modeling Vane Test in zinc residue and the interpretation of experimental results. It has been shown that the proposed model allows the identification of test patterns that ensures the desired drainage behavior and allows the study of the sensitivity of the dissipation process for stiffness and strength of the material.

Entre os objetivos da engenharia geotécnica está a busca pelo entendimento e previsão do comportamento mecânico dos solos. Para isso, existem basicamente duas abordagens: ensaios de laboratório ou ensaios de campo. Em cada obra o Engenheiro Geotécnico deve julgar quais são os métodos e procedimentos mais indicados de investigação, que resultarão em parâmetros confiáveis de projeto. Os ensaios de campo foram desenvolvidos baseados nos solos argilosos e arenosos em virtude dos comportamentos distintamente bem definidos, especialmente em termos de drenagem. O mesmo ocorre para o ensaio DMT, cuja execução e interpretação são influenciadas pelo tipo de solo e pelas condições de drenagem. O grande desafio, neste caso, está na interpretação dos ensaios em solos cuja solicitação ocorre sob condição de drenagem parcial, como nos casos de barragens de rejeito de mineração, ou em depósitos naturais de solos siltosos, onde esta condição pode levar a erros de interpretação. No DMT, a ocorrência de drenagem parcial influencia tanto na etapa de cravação da lâmina, quanto na etapa de expansão da membrana. Neste sentido, o foco deste trabalho está no problema da dissipação de poropressão durante a expansão da membrana, apresentando procedimentos especiais para realização do ensaio DMT. Serão apresentados dois métodos de interpretação de resultados, visando compensar os erros de interpretação causados pela dissipação parcial de poropressão: Método de Dissipação Completa e, Método de Dissipação Incompleta. Este trabalho foi desenvolvido baseado na realização de ensaios de campo, com uma campanha executada em solo brasileiro argiloso, que serviu de base à interpretação, sendo complementada por 6 ensaios realizados em diferentes sítios na Itália. Os resultados dos ensaios realizados pelo Método de Dissipação Completa foram interpretados através de duas abordagens: Método da Igualdade (analítico) e Método Simplificado. Enquanto a interpretação do Método de Dissipação Incompleta é permitida apenas através de procedimento simplificado. A análise paramétrica apresentou comportamentos similares entre ambas abordagens, demonstrando que a taxa de dissipação é o fator que mais influencia nos resultados. Ao final, os métodos foram aplicados e validados em diferentes locais, apresentando resultados adequados e compatíveis com o comportamento previamente definido através de outros ensaios. / Among the geotechnical engineering goals are the understanding and prediction of soil behavior. For this, there are basically two approaches: laboratory or in situ tests. In this case, the Geotechnical Engineer must judge the most appropriate investigation methods and procedures that will result in reliable design parameters. In situ tests were developed for clay and sand given to the fact that the behavior of these soils is well-defined and drainage conditions are properly controlled. The DMT is no exception, with test and interpretation methods influenced by the drainage conditions. The challenge resides in the interpretation of tests carried out in soils under partial-drainage conditions, such as tailings dams or natural deposits of silty soils, where partial-drainage conditions are taking place around the DMT blade leading to errors on its interpretation. The partial drainage condition influences both the DMT blade penetration phase and the membrane expansion phase. In this sense, this work focus on the problem of the pore pressure dissipation taking place simultaneously to membrane expansion. A non-standard procedure is proposed to sounding the DMT in silts that include two methods for DMT interpretation in order to compensate the errors caused by the partial pore pressure dissipation: Method of Complete Dissipation Curve and Method of Incomplete Dissipation Curve. This work was developed based on tests carried out in Brazilian clay soils to develop the proposed approach that was validated latter in non-standard tests carried out in different Italian sites. The results of the tests performed by the complete dissipation method were interpreted through two approaches: Equality Method (analytical) and Simplified Method, while the interpretation of the incomplete dissipation method is possible only through simplified procedure. The parametric analysis showed that these approaches yield similar results, demonstrating that the dissipation rate is the most important factor in the analysis. At the end, the methods were applied and validated at different sites, showing results that are compatible to previously defined behavior of the soils.

A influência do nível d’água na deformabilidade dos materiais constituintes de pavimentos, especialmente dos subleitos, tem sido historicamente destacada; justificando, inclusive, a construção de drenos profundos. Nos projetos de drenagem de pavimentos, as oscilações de nível d’água são, frequentemente, inferidas a partir da intensidade de chuvas e do nível de equilíbrio do lençol freático. Contudo, no Brasil, são raros os estudos que relacionam as deflexões do pavimento com o nível d’água efetivamente registrado no interior dos subleitos. Para avaliar a influência da profundidade do nível d’água na sucção e na deflexão de pavimentos flexíveis, foram construídas duas pistas experimentais com pavimentos representativos de estruturas rodoviárias do sul do Brasil (base e sub-base granulares e revestimento em mistura asfáltica a quente). As pistas experimentais estão localizadas na Área de Pesquisas e Testes de Pavimentos (APTP), no Campus do Vale da UFRGS, em Porto Alegre. As oscilações do nível de lençol freático sob o pavimento foram induzidas através da variação do nível d’água em drenos profundos, construídos nas laterais das pistas experimentais. Os efeitos dos níveis d’água no nível do lençol freático e na sucção dos solos de subleito foram avaliados com auxílio de medidores de níveis de água, piezômetros e tensiômetros. Com a movimentação do nível d’água do lençol freático sob o pavimento, mediram-se deflexões para avaliar o efeito na deformabilidade elástica dos solos do subleito e seus reflexos no comportamento estrutural dos pavimentos. Ensaios em laboratório foram realizados em corpos de prova moldados a partir de blocos indeformados coletados no local das pistas experimentais. Os resultados de laboratório, da instrumentação das pistas e dos levantamentos defletométricos permitiram avaliar as relações existentes entre as variáveis: nível d’água, sucção e deflexão do pavimento, sob a ação de diferentes níveis d’água induzidos no solo através dos drenos. / The effect of groundwater level on deformability of materials used in pavements, particularly subgrades, has been confirmed along time and has justified the construction of deep drains. In projects of pavement drainage, water level oscillations are often inferred from the amount of rainfall and the balance level of the groundwater table. In Brazil, few studies have evaluated the association between pavement deflection and the effectively recorded groundwater level in the subgrade layer. To evaluate the effect of water level depth on suction and deflection of flexible pavements, two test roads were built with pavements representative of the roads in southern Brazil (granular base and subbase layers and hot-mix asphalt surface). The test roads were built in the Road Research and Test Area of the Campus do Vale, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brazil. The oscillations of the groundwater table under the pavement were induced by water level variations produced by deep drains built next to the test roads. The effects of variations on groundwater table level and subgrade soil suction were evaluated using water level gauges, piezometers and tensiometers. As groundwater levels moved under the pavement, deflections were measured to evaluate the effect of elastic deformations of the subgrade soil on the structural behavior of pavements. Laboratory tests were conducted with specimens prepared using non-deformed blocks collected from the site of the test roads. Laboratory tests, gauge readings and deflectometry measured the progression of water levels and suction, and the elastic vertical displacements of the test road surfaces were demonstrated. Results and analyses defined the associations of water level, soil suction and deflection with the action of different water levels induced by the action of drains.

Esta dissertação discute o emprego de técnicas de estabilização de taludes rodoviários de corte e aterros utilizando drenagem superficial e vegetação. Os conceitos de aplicação de vegetação no aumento da resistência do solo, diminuição da poro-pressão e diminuição da erosão superficial do terreno são revisados. O trabalho discute a importância da interação solo-vegetação, sua influência em taludes, a importância da matéria orgânica nos solos, a sucessão vegetal com vegetação nativa. Estes conceitos foram utilizados na análise de um trecho da BR386, entre a entrada para a via de acesso a Progresso até Canoas, atualmente em processo de duplicação. A partir da inspeção de campo foram identificados os principais problemas de instabilidade e erosão da obra. Foram coletadas seis amostras de solos de quatro taludes da obra para caracterização e para melhor descrição dos problemas de ruptura superficial e controle de erosão nos cortes e aterros analisados. Os materiais amostrados envolveram duas amostras com característica de argila de alta plasticidade, uma argila de baixa plasticidade, uma areia siltosa não plástica, uma areia argilosa e uma areia argilosa não plástica. Foram analisados os problemas encontrados em campo, em função do tipo de materiais, tendo sido propostas soluções adaptadas a cada caso, principalmente focando problemas referentes à drenagem e a busca de soluções ambientais eficazes e com preservação do caráter paisagístico. / This work discusses the use of stabilization techniques for road cuttings and embankments using drainage and vegetation. The concepts of increase soil strength due to vegetation, decrease of the pore pressure and reduction in erosion of the ground surface are reviewed. The work also discusses the importance of soil-vegetation interactions, their influence on slopes, the importance of organic matter in soils and plant succession with native vegetation. These concepts were used in the analysis of a length of the BR386 highway, between the entrance to the access route to Progress up to Canoas, currently in the process of duplication. From the field inspection the main problems of instability and erosion of the works were identified. Six soil samples were collected from four slopes for soil characterization and better description of the superficial instabilities and erosion control in the cuts and embankments analyzed. The materials involved two samples with characteristic of high plasticity clay, low plasticity clay, non plastic silty sand and sand clay not plastic. The problems encountered in the field were analyzed, considering the type of soils involved and proposals of solutions have been made adapted for each case, mainly focusing on drainage and the search for effective environmental solutions which preserve the landscape character.

A influência do nível d’água na deformabilidade dos materiais constituintes de pavimentos, especialmente dos subleitos, tem sido historicamente destacada; justificando, inclusive, a construção de drenos profundos. Nos projetos de drenagem de pavimentos, as oscilações de nível d’água são, frequentemente, inferidas a partir da intensidade de chuvas e do nível de equilíbrio do lençol freático. Contudo, no Brasil, são raros os estudos que relacionam as deflexões do pavimento com o nível d’água efetivamente registrado no interior dos subleitos. Para avaliar a influência da profundidade do nível d’água na sucção e na deflexão de pavimentos flexíveis, foram construídas duas pistas experimentais com pavimentos representativos de estruturas rodoviárias do sul do Brasil (base e sub-base granulares e revestimento em mistura asfáltica a quente). As pistas experimentais estão localizadas na Área de Pesquisas e Testes de Pavimentos (APTP), no Campus do Vale da UFRGS, em Porto Alegre. As oscilações do nível de lençol freático sob o pavimento foram induzidas através da variação do nível d’água em drenos profundos, construídos nas laterais das pistas experimentais. Os efeitos dos níveis d’água no nível do lençol freático e na sucção dos solos de subleito foram avaliados com auxílio de medidores de níveis de água, piezômetros e tensiômetros. Com a movimentação do nível d’água do lençol freático sob o pavimento, mediram-se deflexões para avaliar o efeito na deformabilidade elástica dos solos do subleito e seus reflexos no comportamento estrutural dos pavimentos. Ensaios em laboratório foram realizados em corpos de prova moldados a partir de blocos indeformados coletados no local das pistas experimentais. Os resultados de laboratório, da instrumentação das pistas e dos levantamentos defletométricos permitiram avaliar as relações existentes entre as variáveis: nível d’água, sucção e deflexão do pavimento, sob a ação de diferentes níveis d’água induzidos no solo através dos drenos. / The effect of groundwater level on deformability of materials used in pavements, particularly subgrades, has been confirmed along time and has justified the construction of deep drains. In projects of pavement drainage, water level oscillations are often inferred from the amount of rainfall and the balance level of the groundwater table. In Brazil, few studies have evaluated the association between pavement deflection and the effectively recorded groundwater level in the subgrade layer. To evaluate the effect of water level depth on suction and deflection of flexible pavements, two test roads were built with pavements representative of the roads in southern Brazil (granular base and subbase layers and hot-mix asphalt surface). The test roads were built in the Road Research and Test Area of the Campus do Vale, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brazil. The oscillations of the groundwater table under the pavement were induced by water level variations produced by deep drains built next to the test roads. The effects of variations on groundwater table level and subgrade soil suction were evaluated using water level gauges, piezometers and tensiometers. As groundwater levels moved under the pavement, deflections were measured to evaluate the effect of elastic deformations of the subgrade soil on the structural behavior of pavements. Laboratory tests were conducted with specimens prepared using non-deformed blocks collected from the site of the test roads. Laboratory tests, gauge readings and deflectometry measured the progression of water levels and suction, and the elastic vertical displacements of the test road surfaces were demonstrated. Results and analyses defined the associations of water level, soil suction and deflection with the action of different water levels induced by the action of drains.

Esta dissertação discute o emprego de técnicas de estabilização de taludes rodoviários de corte e aterros utilizando drenagem superficial e vegetação. Os conceitos de aplicação de vegetação no aumento da resistência do solo, diminuição da poro-pressão e diminuição da erosão superficial do terreno são revisados. O trabalho discute a importância da interação solo-vegetação, sua influência em taludes, a importância da matéria orgânica nos solos, a sucessão vegetal com vegetação nativa. Estes conceitos foram utilizados na análise de um trecho da BR386, entre a entrada para a via de acesso a Progresso até Canoas, atualmente em processo de duplicação. A partir da inspeção de campo foram identificados os principais problemas de instabilidade e erosão da obra. Foram coletadas seis amostras de solos de quatro taludes da obra para caracterização e para melhor descrição dos problemas de ruptura superficial e controle de erosão nos cortes e aterros analisados. Os materiais amostrados envolveram duas amostras com característica de argila de alta plasticidade, uma argila de baixa plasticidade, uma areia siltosa não plástica, uma areia argilosa e uma areia argilosa não plástica. Foram analisados os problemas encontrados em campo, em função do tipo de materiais, tendo sido propostas soluções adaptadas a cada caso, principalmente focando problemas referentes à drenagem e a busca de soluções ambientais eficazes e com preservação do caráter paisagístico. / This work discusses the use of stabilization techniques for road cuttings and embankments using drainage and vegetation. The concepts of increase soil strength due to vegetation, decrease of the pore pressure and reduction in erosion of the ground surface are reviewed. The work also discusses the importance of soil-vegetation interactions, their influence on slopes, the importance of organic matter in soils and plant succession with native vegetation. These concepts were used in the analysis of a length of the BR386 highway, between the entrance to the access route to Progress up to Canoas, currently in the process of duplication. From the field inspection the main problems of instability and erosion of the works were identified. Six soil samples were collected from four slopes for soil characterization and better description of the superficial instabilities and erosion control in the cuts and embankments analyzed. The materials involved two samples with characteristic of high plasticity clay, low plasticity clay, non plastic silty sand and sand clay not plastic. The problems encountered in the field were analyzed, considering the type of soils involved and proposals of solutions have been made adapted for each case, mainly focusing on drainage and the search for effective environmental solutions which preserve the landscape character.

A indústria mineradora do país sofre constantemente com problemas ambientais devido à qualidade e volume de rejeitos gerados durante o processo de extração do minério. Os volumes gerados demandam grandes áreas para armazenagem e consequentemente obras complexas de contenção dos rejeitos. A engenharia geotécnica busca entender o comportamento mecânico de depósitos destes rejeitos através do uso de ensaios tanto de campo como de laboratório. Para isso utiliza ferramentas e procedimentos consagrados no meio técnico seguindo normas e procedimentos estabelecidos e consagrados mundialmente. No entendimento do comportamento mecânico dos solos argilosos, as análises são desenvolvidas em termos de tensões totais, já para os solos arenosos em termos de tensões efetivas. Todavia, para solos com granulometria intermediária, não se tem um consenso no que se refere à interpretação do comportamento mecânicos a partir de ensaios de campo Este trabalho apresenta resultados de ensaios de DMT e CPTU conduzidos em diferentes velocidades de penetração no intervalo de aproximadamente 1 e 57 mm/s, em depósito de rejeito de mineração, para avaliar tanto a influência da velocidade sobre as medidas do ensaio, quanto a transição das condições de fluxo ao redor do piezocone e durante a expansão da membrana do dilatômetro. Um equipamento simples e de baixo custo foi desenvolvido para monitorar a poropressão no centro da lâmina do DMT e dados são interpretados à luz das condições de drenagem impostas durante a execução do ensaio. Resultados indicam que as leituras e os valores de P0 e P1 são medidas de tensão total e por este motivo influenciadas pela magnitude da poropressão gerada durante a penetração da lâmina. Um novo Fator de Velocidade adimensional “Vt” é proposto para identificar possíveis efeitos de consolidação que ocorrem durante a penetração do piezocone e orientações são dadas para utilização de CPTU e DMT em solos de permeabilidade dentro do intervalo de 10-6 a 10-3 cm/s. / The mining industry of the country constantly suffers from environmental problems due to the quality and volume of waste generated during the mineral extraction process. Volumes generated require large areas for storage and consequently complex works of tailings. The geotechnical engineering seeks to understand the mechanical behavior of deposits of this waste by using assays well as laboratory and field. To this end tools and procedures laid down in the technical means following established rules and procedures consecrated worldwide. In the understanding of the mechanical behavior of clay soils, the analyzes are developed in terms of total stresses and for sandy soils in terms of effective stress. However, in soils with intermediate particle size, there is no consensus concerning the interpretation of the mechanical behavior from field trials. This paper presents the results of DMT and CPTU test conducted at different penetration rates in the range of about 1 to 57 mm / s in mining waste deposit to evaluate both the effect of speed on the measurements of the test, as the transition the flow conditions around the piezocone and during the expansion of the dilatometer membrane. A simple and inexpensive equipment has been developed to monitor the pore pressure in the center of the DMT blade and data are interpreted in the light of the imposed drainage conditions during the test. Results indicate that the readings that the P0 and P1 are total stress measurements and for this reason influenced by the magnitude of pore pressure generated during penetration of DMT blade. A new dimensionless Velocity Factor "Vt" is proposed to identify potential consolidation effects occurring during the penetration of piezocone and guidance is provided for use CPTU and DMT in soil permeability in the range 10-6 to 10-3 cm/s.

A prática da engenharia geotécnica dispõe de métodos consagrados para obtenção de parâmetros constitutivos através de ensaios de campo aplicados a solos argilosos, que apresentam resposta não drenada, e a solos granulares, que apresentam resposta drenada. Solos que possuem granulometria intermediária podem apresentar resposta parcialmente drenada, trazendo incertezas na obtenção de parâmetros geotécnicos estimados a partir destes ensaios. Este trabalho apresenta resultados de ensaios de campo conduzidos em diferentes velocidades, em dois depósitos de granulometria intermediária, para avaliar tanto a influência da velocidade sobre as medidas do ensaio, quanto a transição das condições de fluxo ao redor do piezocone. O primeiro local de estudo é caracterizado por um depósito natural localizado no município de Joinville/SC, constituído na camada analisada de solo siltoso. O segundo local é caracterizado por um depósito de resíduo de mineração de ouro localizado no município de Barrocas/BA, constituído na camada analisada de silte arenoso. Ensaios de piezocone em velocidade padrão buscaram primeiramente verificar a estratigrafia do terreno e definir uma camada mais homogênea para concentrar as análises. Ensaios de dissipação foram realizados para obtenção dos parâmetros de fluxo. Ensaios de piezocone com variação de velocidade compreenderam o intervalo de 0,5 mm/s a 45 mm/s no depósito natural e 0,3 mm/s a 57 mm/s no resíduo de mineração de ouro. Adicionalmente, amostras foram coletadas para caracterização dos materiais. Os resultados dos ensaios de piezocone nos dois depósitos estudados mostraram que a diminuição da velocidade gerou aumento da resistência e redução da poro-pressão e que o aumento da velocidade não gerou mudanças significativas, sugerindo que os ensaios em velocidade padrão são predominantemente não drenados. As análises em termos de velocidade adimensional mostraram que a transição de não drenado para parcialmente drenado ocorre em torno de uma velocidade normalizada V da ordem de 300 e a transição de parcialmente drenado para drenado ocorre em V inferior a 5 no resíduo de mineração de ouro. Já no depósito de solo natural a transição não pode ser avaliada com clareza devido ao sistema complexo de macrodrenagem, típico de solos residuais. Por fim, foi proposta uma metodologia que busca identificar o grau de drenagem ocorrido nos ensaios, com base na curva de drenagem estabelecida do solo, e converter a resistência à penetração parcialmente drenada em uma condição não drenada para permitir a utilização dos resultados e interpretação através das teorias consagradas. / In geotechnical engineering practice, a series of methods has been established for obtaining constitutive parameters from field tests applied to clay soils (considering the response fully undrained) and sandy soils (considering the penetration response as drained). Soils with intermediate particle sizes may present partial drained response, which introduces uncertainties in the assessment of constitutive parameters. This paper presents results of field tests carried out at different penetration rates in two silty deposits to assess both the influence of rate effects on measured test results, as well as the transition of flow conditions around the piezocone. The first site is characterized by a natural deposit located in the city of Joinville/SC. The second site is characterized by a deposit of gold mining tailings in the city of Barrocas/BA. Piezocone tests performed in standard velocity were used to verify the site stratigraphy and define the presence of more homogeneous layers to concentrate the analysis of rate effects. Dissipation tests were conducted to obtain flow parameters characteristics of the deposit. Piezocone were tested with penetration rates in the range of 0.5mm/s to 45mm/s in the natural deposit and 0.3mm/s to57mm/sin the gold mining tailing. Additionally, samples were collected for characterization of materials. The results of the piezocone tests showed that the cone resistance increases with decreasing penetration rate while pore pressure reduces, and that tests performed under standard penetration rate are mainly undrained in the tested field. The analysis in terms of normalized velocity showed that transition between undrained and partially drained occurs for value of V around 300 and the transition between partially drained and drained occurs for value of V lower than 5 in the gold mining tailing. The transition in the natural deposit cannot be verified clearly due to the complex system of macro drainage typical of residual soils. Finally, a method was proposed to identify the degree of drainage occurring in penetration tests based on the soil drainage characteristic curve, and to convert the cone tip resistance measured under partially drained conditions into a value that corresponds to undrained conditions. This correction would enable the use and interpretation of results following methods currently adopted in engineering practice.

A problemática associada à execução e interpretação de ensaios de campo (e.g. palheta e pizocone) em materiais siltosos motiva a presente pesquisa, onde são desenvolvidas modelagens analíticas em poroelasticidade para o estudo do efeito de fluxo transiente no solo. As modelagens desenvolvidas referem-se aos problemas de rotação e expansão de um cilindro inserido na massa de solo. A abordagem adotada para solução dos problemas baseia-se na equivalência entre a resposta local de um comportamento perfeitamente plástico, em processo de carregamento monotônico, e um comportamento fictício não-linear poroelástico apropriado. Soluções fechadas para o campo de tensões, deformações e poropressões foram obtidas para o problema simplificado de rotação. Para a solução do problema de expansão considerou-se que um módulo equivalente elástico condiciona o fluxo, o que possibilita a obtenção de uma solução fechada para as distribuições de poropressões, tensões e deformações foram calculadas numericamente. Os modelos desenvolvidos foram criticamente comparados a resultados de simulações numéricas em elementos finitos, demostrando capturar a mesma tendência de comportamento. As condições de drenagem foram interpretadas no espaço de velocidade normalizada V e grau de drenagem U, demostrando que o processo de dissipação é sensível à rigidez do material. Uma tentativa de aplicação dos modelos foi realizada para a interpretação de ensaios de palheta em resíduo de zinco, e piezocone em resíduo de ouro. Destaca-se que as aplicações propostas não são determinísticas, e foram utilizadas para identificação de padrões de comportamento e análise de sensibilidade de parâmetros. Neste contexto, verificou-se que os modelos podem ser utilizados para a estimativa das velocidades não drenadas de ensaio, porém a transição de comportamento parcialmente drenado para drenado é subestimada pelos modelos. Por fim observa-se que, de maneira geral, os modelos se demonstram úteis para o entendimento do comportamento de materiais siltosos em fluxo transiente. / The problems associated with the in situ tests interpretation in silty materials motivates the present research where analytical models were developed for the study of transient flow. The developed models refer to the rotation and expansion of a cylinder considered deeply embedded into an infinite nonlinear poroelastic medium. The approach is based on the local equivalence between the response of a perfectly plastic behavior to monotonic loading and an appropriate fictitious non-linear poroelastic response. Closed-form solutions for pore pressures, stresses and displacements were derived for the rotation problem within a simplified poroelastic framework. The expansion problem was solved considering a simplified framework for the diffusion equation to derive a closed-form expression for pore pressure distribution, while stresses and displacements were computed numerically. The results are discretised and critically compared to finite element solutions showing good agreement in terms of radial stresses and pore pressure distributions. Results are also displayed in the space of normalized velocity (V) versus degree of drainage (U), showing to be sensitive to the soil rigidity. An attempt to apply the models was made: a) for the interpretation of vane tests in zinc tailings; b) for the interpretation of piezocone tests in gold tailings. Applications are considered approximate, showing that the models can be used to estimate the onset of the undrained regime, wheres the transition from partially drained to drained is underestimated by the models. In general, the models prove to be useful in understanding rate effects in silty soils.

A indústria mineradora do país sofre constantemente com problemas ambientais devido à qualidade e volume de rejeitos gerados durante o processo de extração do minério. Os volumes gerados demandam grandes áreas para armazenagem e consequentemente obras complexas de contenção dos rejeitos. A engenharia geotécnica busca entender o comportamento mecânico de depósitos destes rejeitos através do uso de ensaios tanto de campo como de laboratório. Para isso utiliza ferramentas e procedimentos consagrados no meio técnico seguindo normas e procedimentos estabelecidos e consagrados mundialmente. No entendimento do comportamento mecânico dos solos argilosos, as análises são desenvolvidas em termos de tensões totais, já para os solos arenosos em termos de tensões efetivas. Todavia, para solos com granulometria intermediária, não se tem um consenso no que se refere à interpretação do comportamento mecânicos a partir de ensaios de campo Este trabalho apresenta resultados de ensaios de DMT e CPTU conduzidos em diferentes velocidades de penetração no intervalo de aproximadamente 1 e 57 mm/s, em depósito de rejeito de mineração, para avaliar tanto a influência da velocidade sobre as medidas do ensaio, quanto a transição das condições de fluxo ao redor do piezocone e durante a expansão da membrana do dilatômetro. Um equipamento simples e de baixo custo foi desenvolvido para monitorar a poropressão no centro da lâmina do DMT e dados são interpretados à luz das condições de drenagem impostas durante a execução do ensaio. Resultados indicam que as leituras e os valores de P0 e P1 são medidas de tensão total e por este motivo influenciadas pela magnitude da poropressão gerada durante a penetração da lâmina. Um novo Fator de Velocidade adimensional “Vt” é proposto para identificar possíveis efeitos de consolidação que ocorrem durante a penetração do piezocone e orientações são dadas para utilização de CPTU e DMT em solos de permeabilidade dentro do intervalo de 10-6 a 10-3 cm/s. / The mining industry of the country constantly suffers from environmental problems due to the quality and volume of waste generated during the mineral extraction process. Volumes generated require large areas for storage and consequently complex works of tailings. The geotechnical engineering seeks to understand the mechanical behavior of deposits of this waste by using assays well as laboratory and field. To this end tools and procedures laid down in the technical means following established rules and procedures consecrated worldwide. In the understanding of the mechanical behavior of clay soils, the analyzes are developed in terms of total stresses and for sandy soils in terms of effective stress. However, in soils with intermediate particle size, there is no consensus concerning the interpretation of the mechanical behavior from field trials. This paper presents the results of DMT and CPTU test conducted at different penetration rates in the range of about 1 to 57 mm / s in mining waste deposit to evaluate both the effect of speed on the measurements of the test, as the transition the flow conditions around the piezocone and during the expansion of the dilatometer membrane. A simple and inexpensive equipment has been developed to monitor the pore pressure in the center of the DMT blade and data are interpreted in the light of the imposed drainage conditions during the test. Results indicate that the readings that the P0 and P1 are total stress measurements and for this reason influenced by the magnitude of pore pressure generated during penetration of DMT blade. A new dimensionless Velocity Factor "Vt" is proposed to identify potential consolidation effects occurring during the penetration of piezocone and guidance is provided for use CPTU and DMT in soil permeability in the range 10-6 to 10-3 cm/s.