Para os sistemas drenantes exerçam adequadamente a sua função de coleta e condução da água de percolação, prevenindo a migração excessiva de partículas do solo de base, elementos de filtro devem ser a eles associados. Estes elementos de filtro devem apresentar uma permeabilidade adequada de forma a prevenir o aumento da pressão de poros, ao mesmo tempo em que permitem um fluxo adequado do volume de percolação. Substituindo os filtros convencionais granulares, os geotêxteis têm sido usados com sucesso por serem altamente efetivos na função de filtração. O desempenho, economia e facilidade de aplicação proporcionados por estes materiais, além da adequação de suas propriedades, têm sido os fatores responsáveis pelo crescimento de seu emprego. Apesar dos geotêxteis serem considerados uma alternativa consistente para substituir os pragmáticos filtros granulares, a prática não é isenta de algumas preocupações. Em especial para condições de solo e hidráulicas severas, problemas em sistemas filtro-drenantes podem surgir devido à inconsistência de grande parte dos métodos de dimensionamento disponíveis. O principal problema relacionado aos métodos consagrados de dimensionamento é que estes não consideram as características estruturais do solo de base. Com relação à estrutura peculiar dos colúvios, esta incapacidade dos métodos convencionais de considerar adequadamente todos os quesitos necessários para um dimensionamento de filtros consistente pode acarretar no comprometimento e até no colapso do sistema filtro-drenante. O presente trabalho tem como objetivo discutir como a heterogeneidade estrutural comumente observada nos colúvios podem propiciar situações críticas para o desenvolvimento dos mecanismos de filtração. Discute-se ainda como as peculiaridades destes solos deveriam ser consideradas para efeito de dimensionamento dos sistemas filtro-drenantes.

Os geossintéticos podem desempenhar um papel muito importante em obras viárias realizadas em regiões de solo com baixa capacidade de suporte, aumentando a capacidade de carga do subleito e a eficácia da compactação, pois reduzem as tensões cisalhantes que são geradas na base da camada granular. A presença de um geossintético apropriado na interface entre o subleito e a sub-base, além de tornar o subleito uma "plataforma construtiva" apropriada, permitindo uma compactação mais eficiente da camada de base e elevando as tensões horizontais residuais deixadas pela compactação, acarreta menores variações na espessura final da camada compactada. Isto implica melhor atendimento às tolerâncias construtivas tanto na camada de base como no revestimento, o que é de fundamental importância, pois são elas as principais responsáveis por grande parte dos custos da construção de um pavimento. Os métodos de dimensionamento de reforço de base em geossintéticos atualmente empregados se baseiam em análises estáticas, sendo adaptados para a condição dinâmica por premissas ou relações questionáveis. Considerando que há grande experiência acumulada nas relações semi-empíricas utilizadas no dimensionamento convencional de pavimentos, principalmente em termos de dimensionamentos em função do Índice de Suporte Califórnia (CBR), este trabalho busca, através de ensaios "CBR" e de "Puncionamento Estático", nos sistemas solo, geossintético e no conjunto solo/geossintético, discutir e avaliar o efeito da inclusão de geotêxteis tecidos para reforço entre a camada de base ou sub-base e de subleito. Os resultados obtidos indicam um aumento do CBR solo/geossintético com reforços semi-rígidos, e a possibilidade de desenvolver correlações a partir deste ensaio para aplicação em dimensionamento. O trabalho apresenta também uma discussão sobre os principais métodos de dimensionamento disponíveis para as estradas pavimentadas e não pavimentadas, com análises paramétricas considerando os resultados dos ensaios e variações de parâmetros como ATR (Afundamento de Trilha de Roda), volume de tráfego, dentre outros. Foram abordados tanto métodos empíricos utilizados na Mecânica dos Pavimentos quanto os utilizados na Geotecnia considerando a inclusão de um reforço, apontando as principais considerações de cada procedimento.

Este trabalho tem por objetivo avaliar a influência da rigidez do reforço em aterros sobre solos moles através da análise numérica utilizando o Método dos Elementos Finitos. Aborda questões gerais envolvendo este tipo de obra, como a investigação geotécnica e os diversos mecanismos de ruptura a serem considerados em projeto. Também destaca os diversos materiais envolvidos e suas propriedades, bem como os modelos constitutivos utilizados para uma conveniente representação. O trabalho apresenta uma validação do adensamento de Biot feita com o software Plaxis, em comparação com a solução analítica de Mandel. Também um estudo de caso. Visando avaliar a influência da rigidez do reforço em aterros sobre solos moles, o trabalho apresenta uma análise paramétrica para três diferentes tipos de solos sobre os quais foram construídos aterros. Detalha os casos de aterro sem reforço e com uma camada de reforço na base do aterro, bem como os casos com e sem berma de equilíbrio. Cinco diferentes níveis de rigidez do reforço foram estudados para cada tipo de solo, e gráficos dos deslocamentos verticais e horizontais, bem como os níveis de plastificação do aterro e do solo de fundação estão presentes para cada camada de aterro alteada. Finalmente, apresenta uma análise crítica sobre o comportamento observado trazendo sugestões de trabalhos futuros.

A crescente aplicação de geossintéticos no reforço de bases e sub-bases em obras viárias se deve ao fato destes produtos permitirem elaborar projetos otimizados, com redução da espessura das camadas do pavimento e do tempo de execução da obra, uma melhor compactação da camada reforçada, além de um melhor controle de qualidade de todo o processo, gerando um custo-benefício considerável. No entanto, pouco se tem discutido sobre a qualidade dos métodos de dimensionamento a serem utilizados em projetos de pavimentos com reforço de geossintético. Observa-se na literatura a existência de estudos avaliando o reforço de geossintéticos baseado no melhoramento de parâmetros, tais como o TBR (Trafic Benefit Ratio) e LCR (Layer Coefficient Ratio), mas são ainda pontuais, com poucos ensaios e praticamente nenhum acompanhamento do comportamento de longo prazo em campo. Com o intuito de contribuir com o entendimento do comportamento de um pavimento reforçado com geossintético em campo, este trabalho analisou dois trechos experimentais, verificando-se que: o uso do parâmetro TBR é bastante complexo, um método aplicável para a obtenção do LCR é o de medidas diretas da capacidade estrutural das camadas do pavimento, um método aplicável para avaliar a qualidade da camada compactada é por meio da equação de Nantes e a necessidade de um banco de dados para o desenvolvimento e calibração de equações e obtenção de parâmetros de dimensionamento de pavimentos flexíveis reforçados com geossintéticos.

Fatores tais como o crescimento populacional e o desenvolvimento econômico têm proporcionado um aumento considerável da demanda por infra-estrutura viária, desde pavimentos de elevado a baixo volume de tráfego, além da exigência de construções que sejam técnica e economicamente viáveis, causando o menor impacto ambiental possível. Junto a isto, observa-se que as condições econômicas dos países em desenvolvimento reforçam e impõem a necessidade não somente da construção de pavimentos de baixo volume de tráfego mais racionais, mas também de se ter vias locais e rodovias não pavimentadas que possuam boas condições de trafegabilidade. Nesse contexto, a partir de um pavimento experimental em São José dos Campos (SP) construído com solo laterítico argiloso, analisa-se a flutuação da capacidade de suporte em diferentes estações climáticas, como forma de poder contar com diferentes níveis de resistência, de acordo com distintos equilíbrios de umidade. São tratados e apresentados resultados de ensaios de laboratório e de campo, tais como Penetrômetro Dinâmico de Cone, perfil de umidade e viga Benkelman, bem como efetua-se análises paramétricas. Como resultado deste estudo são estabelecidos novos padrões de solução mais racional para obras de baixo volume de tráfego sem revestimento asfáltico em solos no ambiente tropical.

Este trabalho avalia o processo de colmatação biológica de geotêxteis utilizados como filtros em sistemas de drenagem de aterros sanitários. É conhecido que a sobrevivência das colônias de bactérias que se desenvolvem no interior do aterro está diretamente ligada às condições do meio e da idade dos resíduos dispostos. Células experimentais cilíndricas (0,58m de diametro) compostas por camadas de material drenante (0,25m de espessura), filtros geotêxteis e resíduo sólido com cerca de 0,45m de espessura, foram montadas com o propósito de avaliar o processo de formação do biofilme e a redução de permeabilidade dos geotêxteis ao longo do tempo. Dois tipos de geotêxteis tecidos e um geotêxtil não-tecido foram utilizados como elemento filtrante do sistema de drenagem das células experimentais. O período de monitoramento das células experimentais em campo durou 224 dias. Com o intuito de acelerar o processo de degradação do resíduo sólido, as células experimentais foram alimentadas com chorume tratado e não tratado, provenientes do aterro sanitário de São José dos Campos. Ao fim do período de monitoramento os filtros geotêxteis em processo de colmatação foram retirados e submetidos à análise de microscopia eletrônica de varredura e calcinação, para que fossem avaliados os biofilmes formados na superfície dos geotêxteis e em seu interior, para o caso de geotêxteis não-tecidos. A condutividade hidráulica do geotêxtil em processo de colmatação foi medida em laboratório e comparada com os valores de condutividade hidráulica inicial dos geotêxteis apresentando reduções significativas em relação ao produto virgem, variando entre 20 e 94% dependendo do corpo-de-prova e do tipo de geotêxtil analisado. Resultados de análises físico-químicas do chorume efluente coletado ao fim do período de monitoramento das células experimentais e leituras de temperaturas em três profundidades da massa de resíduo sólido são apresentadas e discutidas, complementando as análises dos fatores de influência no processo de formação do biofilme e de desempenho dos geotêxteis utilizados como filtro nos sistemas de drenagem das células experimentais.

Apresenta-se neste trabalho uma análise comparativa entre o desempenho dos modelos constitutivos de Estados Críticos e do modelo de Mohr-Coulomb, sob o ponto de vista da simulação numérica da construção de um túnel em solo normalmente adensado. Para tanto, toma-se como caso histórico o Metrô de Brasília, no qual a passagem dos túneis gerou recalques bastante elevados em alguns trechos da obra. Estes trechos foram construídos em solo laterítico conhecido como argila porosa vermelha. Conclui-se que os modelos de estados críticos apresentam melhores resultados em termos de deslocamentos.

A presente Tese de Mestrado foi elaborada com a finalidade de avaliar possíveis transformações de propriedades geotécnicas de solos plintíticos da Amazônia e sua utilização como material alternativo em estruturas de pavimentos, face à carência de materiais mais nobres na região.Na avaliação de laboratório foram empregadas as metodologias MCT, Resiliente, ensaios tradicionais de caracterização, compactação, análise mineralógica da fração-areia e os ensaios físico-químicos para determinação das características mineralógicas das frações silte e argila. Inicialmente, é apresentado um estudo sobre as características físicas e ambientais da região amazônica referente à geomorfologia, geologia, pedologia, clima e vegetação. Em seguida, são efetuados enfoques sobre as peculiaridades básicas dos solos plintíticos e as principais unidades de ocorrência. Objetivando acelerar e analisar a transformação dos solos plintíticos através de simulação em laboratório das condições existente no campo, foi criada uma Câmara de Ciclagem. Corpos de prova foram submetidos a ciclos de umidecimento e secagem no interior desta Câmara e que após dois, quatro e doze meses foram ensaiados. Paralelamente a criação da Câmara de Ciclagem, foi construído um trecho observacional executado com solos plintíticos, bem como a exposição ao meio ambiente desse mesmo material no estado revolvido, visando a avaliação de possíveis mudanças nas características desses solos.São apresentados, ainda, os resultados e as correlações obtidas nos ensaios básicos de caracterização e análises mineralógicas da fração-areia das amostras na condição natural e as submetidas a ciclos de umedecimento-secagem, após dois, quatro e doze meses. Apresenta-se, também, os resultados alcançados através do emprego das metodologias MCT e Resiliente. Finalmente, são efetuadas considerações sobre os resultados dos ensaios básicos de caracterização e análise mineralógica da fração-areia, que permetiram visualizar algumas peculiaridades básicas desses materiais, bem como, mudanças nas propriedades geotécnicas dos solos plintíticos, através das metodologias MCT e Resiliente.

São relatados resultados de ensaios de fadiga na flexão em laboratório, realizados em onze misturas de concreto compactado a rolo - CCR, possíveis de serem empregadas na pavimentação de rodovias e aeródromos, para se caracterizar o comportamento na fadiga deste material. Estudou-se a influencia do consumo de cimento, da granulométrica, do tempo de cura e da energia de compactação neste comportamento. Foram definidos modelos estatísticos para a previsão da vida de fadiga destas misturas. E apresentada uma proposta de metodologia de dimensionamento de pavimentos com camadas de Concreto Compactado a Rolo contemplando duas estruturas básicas: camada de base/revestimento (pavimento rígido) e camada de base revestida com capa de concreto betuminoso usinado a quente (pavimento semi-rigido).

O objetivo deste trabalho é apresentar uma série de soluções analíticas que formam a base de um modelo racional de previsão do decurso dos recalques no tempo em sistemas de colunas granulares encamisadas (GEC). O desenvolvimento do processo de adensamento é abordado de acordo com duas fases construtivas independentes: a instalação das colunas e o alteamento do aterro. O adensamento deflagrado pela instalação das colunas está associado ao excesso de poro-pressões geradas pela cravação do tubo-guia (deslocamento do solo) e a sua conseqüente dissipação. A concepção da solução analítica voltada para a previsão dos efeitos causados pela instalação sobre o processo de consolidação inclui a determinação do perfil inicial do excesso de poro-pressões, o que requeriu o desenvolvimento de um modelo de expansão de cavidade não-drenada com base no conceito de grandes deformações, e a solução do caso de deformações livres proposto por Barron (1948), sendo que este último requeriu estudos específicos dos valores iniciais para a obtenção da convergência do método. Já o adensamento resultante da aplicação da sobrecarga na superfície foi modelada considerando a influência da rigidez das colunas (que também é promovida pelo encamisamento) sobre o processo. Esta solução foi desenvolvida com base no modelo proposto por Han e Ye (2001), que é aqui adaptado para o sistema de colunas granulares encamisadas (GEC) através da determinação da razão de concentração de cargas, o que requeriu o desenvolvimento de outro modelo de expansão de cavidade com base na teoria de pequenas deformações, considerando como condição de contorno deformações verticais uniformes.