O poliestireno expandido (EPS), conhecido popularmente no Brasil como Isopor®, foi introduzido recentemente no país como material de baixa massa específica para construções de aterros, principalmente sobre solos moles, e encontro de pontes. Contudo, ainda não há experiência consolidada deste material em ensaios do ponto de vista da engenharia geotécnica entre nós. Este trabalho apresenta os resultados da primeira pesquisa com ensaios mecânicos e hidráulicos de laboratório específicos da caracterização do EPS para o uso geotécnico. Os ensaios mecânicos compreenderam compressão uniaxial simples e cíclica, compressão triaxial, cisalhamento direto e de interface (junta) e fluência em compressão. Os ensaios hidráulicos incluíram absorção de água por imersão e permeabilidade. Um ensaio de perda de massa por ataque de roedores foi realizado de forma simples, e ensaios químicos foram feitos para estudar o polímero. As amostras ensaiadas foram escolhidas de modo a se abranger ao máximo àquelas utilizadas em obras. Tentou-se, também, antecipar a utilização de amostras não convencionais, com massas específicas elevadas e de materiais reciclados. Os resultados mostram que o EPS possui uma grande resistência a solicitações de compressão simples, cíclica e triaxial, de cisalhamento, elevado valor de ângulo de atrito da junta e absorção de água, permeabilidade variável com a massa específica e baixo coeficiente de Poisson. Estas propriedades chave, aliado ao baixo peso específico oferecem a este material um grande potencial de aplicação como geossintético na engenharia geotécnica. / Expanded polystyrene (EPS), in Brazil, commonly know as Isopor®, has been recently introduced in this country as lightweight material for construction of embankments on soft soils, and bridge abutments. Despite this fact, there is no consolidated experience, in Brazil, in testing this product from a geotechnical point of view. This paper presents the first research data, obtained in Brazil, on mechanical and hydraulic laboratory tests, aiming the characterization of EPS samples specifically for geotechnical use. The mechanical tests comprised simple and cyclic unconfined compression, triaxial compression, joint and direct shear and creep in compression. The hydraulic tests included water absorption by immersion and water permeability. A simple loss weight test by mice attack was also conducted. And chemical tests were done to study the polymer. The results show that EPS has a great resistance to simple, cyclic and triaxial compression and joint shear solicitation, high friction angle and water absorption, varied permeability with the density and low Poisson coefficient. These key properties with its very low density give this material large potential application for geosynthetic use in geotechnical engineering.

O poliestireno expandido (EPS), conhecido popularmente no Brasil como Isopor®, foi introduzido recentemente no país como material de baixa massa específica para construções de aterros, principalmente sobre solos moles, e encontro de pontes. Contudo, ainda não há experiência consolidada deste material em ensaios do ponto de vista da engenharia geotécnica entre nós. Este trabalho apresenta os resultados da primeira pesquisa com ensaios mecânicos e hidráulicos de laboratório específicos da caracterização do EPS para o uso geotécnico. Os ensaios mecânicos compreenderam compressão uniaxial simples e cíclica, compressão triaxial, cisalhamento direto e de interface (junta) e fluência em compressão. Os ensaios hidráulicos incluíram absorção de água por imersão e permeabilidade. Um ensaio de perda de massa por ataque de roedores foi realizado de forma simples, e ensaios químicos foram feitos para estudar o polímero. As amostras ensaiadas foram escolhidas de modo a se abranger ao máximo àquelas utilizadas em obras. Tentou-se, também, antecipar a utilização de amostras não convencionais, com massas específicas elevadas e de materiais reciclados. Os resultados mostram que o EPS possui uma grande resistência a solicitações de compressão simples, cíclica e triaxial, de cisalhamento, elevado valor de ângulo de atrito da junta e absorção de água, permeabilidade variável com a massa específica e baixo coeficiente de Poisson. Estas propriedades chave, aliado ao baixo peso específico oferecem a este material um grande potencial de aplicação como geossintético na engenharia geotécnica. / Expanded polystyrene (EPS), in Brazil, commonly know as Isopor®, has been recently introduced in this country as lightweight material for construction of embankments on soft soils, and bridge abutments. Despite this fact, there is no consolidated experience, in Brazil, in testing this product from a geotechnical point of view. This paper presents the first research data, obtained in Brazil, on mechanical and hydraulic laboratory tests, aiming the characterization of EPS samples specifically for geotechnical use. The mechanical tests comprised simple and cyclic unconfined compression, triaxial compression, joint and direct shear and creep in compression. The hydraulic tests included water absorption by immersion and water permeability. A simple loss weight test by mice attack was also conducted. And chemical tests were done to study the polymer. The results show that EPS has a great resistance to simple, cyclic and triaxial compression and joint shear solicitation, high friction angle and water absorption, varied permeability with the density and low Poisson coefficient. These key properties with its very low density give this material large potential application for geosynthetic use in geotechnical engineering.

Orientador: Paulo César Lodi / Resumo: Esse trabalho avaliou as propriedades do poliestireno expandido (EPS) para verificar a viabilidade e emprego deste em obras geotécnicas. Foram estudadas as propriedades mecânicas e hidráulicas do material, por meio de ensaios de resistência ao cisalhamento direto, compressão triaxial, compressão uniaxial simples e cíclica, absorção de água, permeabilidade e empuxo conforme as normas vigentes e métodos utilizados pela literatura corrente. Utilizou-se uma gama variada de massas específicas de EPS (10, 15, 20, 25 e 30 kg/m3), incluindo duas recicladas (10 e 12,5 kg/m³). Os principais resultados mostram que os parâmetros de resistência ao cisalhamento direto apresentam variações crescentes conforme aumenta-se a massa específica, assim como os valores de resistência à compressão simples e cíclica. O mesmo é valido para o módulo de elasticidade, que também aumenta com a massa específica. As amostras de baixa massa específica apresentaram um significante intercepto coesivo, enquanto que as maiores possuem elevada parcela de ângulo de atrito. Os parâmetros de absorção de água tendem a diminuir com o aumento da massa específica e todas apresentaram valores muito proximos de permeabilidade. Além disso, valor de 20 kg/m³ é um valor de transição da massa específica com relação ao comportamento das amostras. / Abstract: This work evaluated the properties of expanded polystyrene (EPS) to verify its feasibility and use in geotechnical works. The mechanical and hydraulic properties of the material were studied by tests of direct shear strength, triaxial, simple and cyclic uniaxial compression, water absorption, permeability and thrust according to current standards and methods used in the current literature. A wide range of specific masses (10, 15, 20, 25 and 30 kg/m³) were used, including two recycled (10 and 12.5 kg/m³). The main results show that the direct shear strength parameters show increasing variations as the specific mass increases, as well as the simple and cyclic compressive strength values. The same is true for the modulus of elasticity, which also increases with the specific mass. The samples of low specific mass presented a significant cohesive intercept, while the larger ones had a high proportion of friction angle. Water absorption parameters tend to decrease with increasing specific mass and all presented very close permeability values. In addition, a value of 20 kg/m³ is a specific mass transition value with respect to sample behavior. / Mestre