Os aterros reforçados sobre solo mole de resistência crescente com a profundidade, podem apresentar problemas durante o processo construtivo com respeito às rupturas e aos recalques inesperados. O presente trabalho visa avaliar o comportamento dos aterros reforçados a través de um estudo numérico, levando aos aterros até a ruptura sob condição não-drenada devido ao carregamento rápido, com o objetivo de estimar a influência da rigidez do reforço nas deformações, além disso, estudar o mecanismo da interação solo-reforço para um aterro reforçado. Foi utilizada a metodologia apresentada por Hinchberger & Rowe (2003), que leva em conta os recalques imediatos durante e após a construção. As análises numéricas de tensão-deformação foram realizadas pelo software PHASE 2, a calibração do programa foi feita com a literatura de aterros reforçados. Pretendeu-se mostrar a influência de uma camada superficial de areia sobre a argila mole na altura de ruptura e na deformação do reforço. Pelo método de elementos finitos foi definida uma metodologia para calcular as deformações do reforço para uma altura determinada e avaliar a estabilidade mediante o método de equilíbrio limite. Além disso, essa metodologia pode ser empregada para dimensionar o reforço requerido para um determinado fator de segurança. / Reinforced embankments on soft clayey soil where the strength increases with depth may present problems during construction process relative to failure and unexpected settlements. This study aims to evaluate the embankments behavior with a numerical study; the embankments were taken to failure in the undrained shear strength condition due to rapid upload to study the effect of reinforcement tensile stiffness on the reinforcement strains. Besides, it aimed to study the mechanism of soil-reinforcement interaction for a reinforced embankment. The method of Hinchberger & Rowe (2003) was used, which considers the displacements before and post construction. The numeric analysis of stress-strain was performed by the software PHASE 2; the calibration of the software was made according to published reinforced embankment literature. The study intends to show the influence of a sand layer above the clayey soil, on the failure height and reinforcement strains. Based on finite elements methods, a methodology was defined to estimate the reinforcement strains for a required design height and to study the stability by performing limit equilibrium analysis. Furthermore, this methodology could be used to specify the required reinforcement stiffness for a specific factor of safety.

Os ensaios de arrancamento e de cisalhamento direto são os ensaios de laboratório mais usados para mensurar a resistência da interface solo geossintéticos. Em algumas ocasiões somente os ensaios de arrancamento avaliam convenientemente bem o comportamento das inclusões em meio ao maciço de solo. Esse trabalho apresenta um equipamento de ensaios de arrancamento em geossintéticos, de grandes dimensões, e resultados de ensaios executados com ele. Os resultados foram analisados segundo uma metodologia sugerida por Ochiai et al. (1996), levemente modificada pelo autor. Dos dados de ensaios de arrancamento, pôde-se concluir que o equipamento se presta à finalidade a que se destina, além disso, analisando-se os resultados segundo o método mencionado, verificou-se que a resistência ao arrancamento de geogrelhas se concentra na sua porção inicial, quando são aplicadas pequenas cargas. À medida que se aumenta a força aplicada, a resistência é gradativamente mobilizada nos trechos posteriores até à ruptura generalizada por arrancamento. / The pull-out and direct shear tests are the more used laboratory test for measure the resistance of soil-geosynthetic interface. In some occasions only the pull-out test evaluate well the behaviour of the inclusions amid the massive of soil. This work presents an pull-out test equipment, of great dimensions, and results of tests executed with him. The results were analysed according to a methodology suggested by Ochiai et al. (1996), slightly modified by the author. From the pull-out tests data, it may be concluded that the equipment is rendered to the purpose that it is destined, besides, being analysed the results according to the mentioned method, it was verified that the pull-out resistance of geogrids concentrates in initial portion, when it is applied small loads. When the applied force increases, the resistance is mobilized in the posterior portions and occur to the generalised pull-out rupture.

O presente trabalho investigou o comportamento mecânico e hidráulico de novos materiais geotécnicos compósitos para a utilização em barreiras verticais do tipo Slurry Walls. Fundamentalmente, o objetivo do programa experimental foi analisar o comportamento tensão-deformação e a influência da poro-pressão, através de ensaios triaxiais e ensaios de compressão não-confinada em misturas solo-cimento-bentonita (SCB) e solo-cimentobentonita- fibra (SCBF) e também a condutividade hidráulica em misturas solo-bentonita-fibra (SBF) e solo-cimento-bentonita-fibra. As misturas testadas nos ensaios triaxiais, cisalhadas na condição não-drenada (CIU) com tensões efetivas entre 50 e 470 kPa, foram rompidas após um período de 7 dias de cura. Nestes ensaios, foram medidas as condutividades hidráulicas antes e após o cisalhamento dos corpos de prova, a fim de comparar e identificar o comportamento da condutividade quando as barreiras verticais são solicitadas.A condutividade hidráulica avaliada em permeâmetro de parede rígida para as misturas SBF e SCBF foram comparadas com resultados de misturas SB e SCB obtidos na literatura. Os resultados dos ensaios realizados indicaram uma mudança dos padrões de comportamento dos materiais compósitos em relação à situação sem reforço, como o aumento dos parâmetros de resistência ao cisalhamento e a diminuição das deformações volumétricas sob carregamento isotrópico. Os ensaios de condutividade hidráulica confirmaram que o comportamento do material não foi afetado pela adição das fibras. Já os ensaios de condutividade hidráulica realizados no equipamento triaxial demonstraram que a condutividade hidráulica aumenta após o cisalhamento do corpo de prova. / The present work aimed the investigation of the mechanical and hydraulic behavior of new geotechnical composite materials for use in vertical barrier walls (Slurry Walls). Fundamentally, the objective of the experimental program was to analyze the stress-strain behavior as well as the pore-pressure influence by means of triaxial tests, unconfined compression tests on mixtures of soil-cement-bentonite (SCB) and soil-cement-bentonitefiber (SCBF), and hydraulic conductivity tests on soil-bentonite-fiber (SBF) and soil-cementbentonite- fiber mixtures. The speciments formatted by the different mixtures were tested in the triaxial equipment, and sheared under consolidated isotropically undrained conditions (CIU) and efective stresses ranging from 50 to 470 kPa, after 7 days of curing. In these tests, the hydraulic conductivities were measured previously and after shearing the samples, in order to compare and identify the conductivity behavior at the moment in which the vertical barriers are requested. The hydraulic conductivity coefficients of SBF and SCBF mixtures obtained from rigid wall permeameter tests were compared with results existent in the literature for SB and SCB mixtures. The results indicated changes of the behavior standards for composite materials if compared with the unreinforced situation, such as increases of shear strength parameters and decreases of volumetric deformations under isotropic loading. The results of hydraulic conductivity tests confirmed that the behavior of the material is not affected by the addition of fibers. The results of hydraulic conductivity tests conducted in the triaxial equipment showed increases of the hydraulic conductivity coefficient after the shearing of the samples.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-07-09T17:59:20Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1195850 bytes, checksum: 1eea602d1f1053215bc355c3ecbf9b01 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-09T17:59:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1195850 bytes, checksum: 1eea602d1f1053215bc355c3ecbf9b01 (MD5) Previous issue date: 2018-05-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho teve por objetivo principal avaliar o comportamento mecânico, em termos de Estabilidade e Fluência Marshall, Resistência à Tração por Compressão Diametral, Módulo de Resiliência e Vida de Fadiga, de misturas asfálticas do tipo pré-misturado a frio denso (PMFD), alterando-se o tipo de ligante asfáltico e fazendo-se uso de um reforço geossintético (geogrelha). As misturas asfálticas foram dosadas segundo a metodologia Marshall, empregando-se a emulsão asfáltica convencional RL-1C e a emulsão asfáltica modificada por polímeros EMULEX RL-1C. A faixa granulométrica selecionada para o estudo foi a “D”, destinada à camada de rolamento, segundo as especificações ES 153 (DNIT, 2010) e ES 390 (DNER, 1999). A composição de agregados, em termos de massa total de agregados minerais, foi constituída por 3% de brita 1, 70% de brita 0 e 27% de pó de pedra. Para a melhoria da adesividade do ligante convencional com o agregado mineral, utilizou-se 0,1% em massa de aditivo dopante em relação à massa de emulsão asfáltica, não havendo necessidade de utilizar-se aditivo dopante nas misturas com ligante modificado. Ao seguir o método de dosagem Marshall especificado na norma ME 107 (DNER, 1994), constatou-se, experimentalmente, a necessidade do controle de umidade da mistura no momento da compactação. A umidade de molhagem utilizada foi de 2,50% em massa em relação à massa de agregados, e a umidade de compactação ótima foi de 4,41% em massa em relação à massa de agregados. A mistura de projeto convencional adotada continha 7,0% de emulsão asfáltica convencional, e a mistura de projeto modificada adotada continha 6,5% de emulsão asfáltica modificada, ambos os teores em relação à massa total da mistura. Constatou-se, experimentalmente, que a incorporação do reforço geossintético na mistura asfáltica promoveu somente melhoria nas propriedades de Estabilidade e Fluência Marshall. Para as outras propriedades analisadas, o desempenho da mistura reforçada foi inferior ao da mistura convencional. As supostas causas discutidas para a resposta mecânica diferenciada dos CPs reforçados foram a aderência na interface mistura asfáltica – reforço geossintético e a configuração dos ensaios de resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência e vida de fadiga. Por meio dos resultados obtidos, verificou-se que a utilização do reforço incrementou o desempenho da mistura asfáltica no que concerne aos parâmetros do ensaio Marshall, e, para que se verifique a possível melhoria nas propriedades analisadas nos outros ensaios, é indispensável a investigação da aderência na interface e da posição relativa do reforço nos ensaios de tração por compressão diametral, visando a mobilização efetiva do reforço na mistura asfáltica. Ademais, constatou-se, experimentalmente, que a utilização do ligante asfáltico modificado EMULEX RL-1C promoveu a redução do teor ótimo de emulsão na mistura de projeto em 0,5%, em relação à massa da mistura, e também promoveu melhoria na adesividade entre o ligante e o agregado, e entre a mistura asfáltica e o reforço. Observou-se que a alteração do ligante contribuiu para o melhor desempenho quanto às propriedades de Estabilidade e Fluência Marshall, para ambas as misturas, reforçada e não reforçada. Nos ensaios de Resistência à Tração por Compressão Diametral e Módulo de Resiliência, a alteração do ligante asfáltico resultou em melhorias significativas nos resultados para as misturas reforçadas. Quanto à análise de vida de fadiga, a alteração do ligante incrementou o desempenho apenas para as misturas reforçadas, refletido na redução da sensibilidade ao nível de tensão. / The main objective of this study was to evaluate the mechanical behavior in terms of Marshall Stability and Tensile Strength, Diametral Compression Resistance, Resilience Modulus and Fatigue Life, of dense cold-mixed asphalt concrete, changing the type of asphaltic binder and using a geosynthetic reinforcement (geogrid). The asphalt mixtures were measured according to the Marshall methodology, using the conventional asphalt emulsion RL-1C and the polymer modified asphalt emulsion EMULEX RL-1C. The D particle size range was selected for the study, intended for the surface course layer, according to specifications ES 153 (DNIT, 2010) and ES 390 (DNER, 1999). The aggregate mix was composed, in terms of total mass of mineral aggregates, by 3% of gravel 1, 70% of gravel 0 and 27% of stone powder. For the improvement of the bonding of the conventional binder to the mineral aggregate, 0.1% by mass of dopant additive was used in relation to the asphalt emulsion mass, and there was no need to use a dopant additive in the modified binder mixtures, evidencing its ability to provide better adhesiveness to the aggregate. Following the Marshall dosage method specified by ME 107 [3], the water content control of the mixture was used at the time of compaction. The pre-wetting water content moisture used was 2.50% in relation to the aggregate mass, and the optimum compaction water content obtained was 4.41% in relation to the mass of aggregates. The conventional design mixture adopted contained 7.0% conventional asphalt emulsion, and the modified design mixture adopted contained 6.5% modified asphalt emulsion, both contents in relation to the total mass of the mixture. It was verified, experimentally, that the incorporation of the geosynthetic reinforcement in the asphalt mixture promoted only improvement in the Stability and Marshall Fluency properties. For the other properties analyzed, the performance of the reinforced asphalt mixture was lower than the conventional asphalt mixture. The assumed causes discussed for the differentiated mechanical response of the reinforced proof-bodies were the adhesion of the asphalt mixture - geosynthetic reinforcement interface and the configuration of tensile strength tests by diametrical compression, resilience modulus and fatigue life. Therefore, through the results obtained, it was verified that the use of the reinforcement increased the performance of the asphalt mixture in terms of the Marshall test parameters, and, for the possible improvement of the properties analyzed in the other tests, it is indispensable to investigate the interface adhesion and the relative reinforcement position in the Tensile Strength by Diametral Compression tests, aiming the effective mobilization of the reinforcement in the asphalt mixture. In addition, it was experimentally verified that the use of the modified asphaltic binder EMULEX RL-1C promoted the reduction of the optimum emulsion content in the design mixture by 0.5%, in relation to the mass of the mixture, also improved adhesiveness between the binder and the aggregate, and between the asphalt mixture and the reinforcement. It was observed that the binder alteration contributed to the better performance on the reinforced and unreinforced Stability and Marshall Fluency properties for both blends. In the tests of Tensile Strength by Diametral Compression and Resilience Modulus, the alteration of the asphalt binder resulted in significant improvements in the results for the reinforced mixtures. As for the fatigue life analysis, the alteration of the binder increased the performance only for the reinforced mixtures, reflected in the reduction of the sensitivity to the stress level.

O conhecimento dos mecanismos de interação entre o solo e os geossintéticos é fundamental para o dimensionamento de obras em solo reforçado. Entretanto, em função das diferentes formas geométricas das superfícies das inclusões, a interação pode ocorrer de maneiras distintas. Para as geogrelhas, o arrancamento representa o mecanismo de interação que, em alguns casos, melhor retrata as situações que ocorrem no campo. Esta tese apresenta uma análise dos principais fatores que influenciam na interação entre o solo e as geogrelhas quando solicitadas ao arrancamento, utilizando equipamentos de teste de portes grande e pequeno, bem como um equipamento que testa isoladamente os elementos longitudinais e transversais das geogrelhas. Apresenta-se ainda dois modelos numéricos que permitem avaliar o comportamento de geogrelhas de comprimento qualquer a partir de resultados de ensaios de arrancamento de pequeno porte ou dos ensaios nos elementos isolados da geogrelha. Os resultados dos ensaios realizados são comparados entre si, sugerindo a viabilidade de se utilizar equipamentos de pequenas dimensões para executar ensaios de arrancamento em geogrelhas em meio a solos finos, em detrimento dos testes de grande porte que demandam uma grande quantidade de solo e de mão-de-obra para serem executados. Por fim, apresenta-se um método que, utilizando os resultados obtidos dos testes de pequeno porte, pode ser usado para determinar os esforços de tração nas inclusões de estruturas em solo reforçado, considerando aspectos como a interação solo–reforço e a rigidez à tração das inclusões / The knowledge of interaction mechanisms between soil and geosynthetics is fundamental for designing reinforced-soil structures. However, due the variety of surface geometry found in commercially available geosynthetics, the interaction between soil and inclusions can occur on different ways. For the geodrids, the pullout interaction mechanisms is the one that, in some cases, best represents the field situations. This thesis presents an analysis of the main factors influencing the soil-geogrid interaction during pullout phenomena, using large and small-scale test boxes, as well as an device that tests longitudinal and transversal geodrid elements isolated. Two numerical models for evaluating the pullout behavior of large geogrid samples using small-scale and on element tests are also presented. The results of different tests are compared, showing the viability of using small-scale tests for testing geogrids embedded in fine soils instead of large-scale tests, that demand large quantities of soil and labor to be done. On the penultimate chapter, a method for evaluating the maximum tensile effort of reinforced slopes and walls is presented. This method uses the results obtained from small-scale pullout tests and considers some important aspects as soil-geogrid interaction and reinforcement rigidity

Este trabalho apresenta um estudo sobre deformações de geotêxteis ao longo do tempo, considerando interações entre reforço e solo confinante em muros de solo reforçado. O programa experimental desenvolvido para esse fim envolveu duas etapas básicas. Na primeira etapa, um novo equipamento foi desenvolvido na Escola de Engenharia de São Carlos/USP, para a realização de ensaios de fluência com um elemento de solo reforçado. O equipamento desenvolvido permite simular o mecanismo típico de transferência de carga em estruturas de solo reforçado, isto é, o solo solicita o geotêxtil. Esse equipamento também possibilita que solo e geotêxtil apresentem deformações ao longo do tempo de forma interativa. Nessa etapa, o programa de ensaios foi conduzido utilizando-se uma areia pura e um geotêxtil de polipropileno. Na segunda etapa deste trabalho, modelos de muros de solo reforçado foram ensaiados em centrífuga na Universidade do Colorado em Boulder, EUA. Os referidos modelos foram construídos utilizando-se uma areia e mantas de poliéster e de polipropileno. Alguns modelos foram carregados até a ruptura com acréscimo de aceleração, enquanto outros foram observados, no decorrer do tempo, sob aceleração constante. Nos ensaios para investigação de fluência, deformações significativas foram observadas, ocorrendo, inclusive, a manifestação de ruptura em determinados modelos, após algumas horas de ensaio. Os ensaios realizados nas duas etapas do trabalho revelaram aspectos importantes relativos à interação solo-reforço. Com base na interpretação dos resultados experimentais, apresenta-se uma discussão sobre mecanismos de deformação, em função do tempo, em muros de solo reforçado. / This thesis presents a study on the time- ependent deformations of geotextiles in reinforced soil walls considering the long-term interactive behavior between the reinforcement and the confining soil. The experimental program comprised two distinct phases. In the first phase, a new equipment was designed and constructed at the School of Engineering at Sao Carlos/USP, Brazil, in an attempt to perform creep tests with an element of reinforced soil. This equipment simulates the typical load transfer mechanism in reinforced soil structures, that is, the load is transferred from the soil to the reinforcement. This equipment also allows long-term interactive deformations between the soil and the geotextile. The testing program of this phase was conducted using a pure dry sand and a polypropylene geotextile. In the second phase of this research, models of reinforced soil walls were tested in a centrifuge facility at the University of Colorado at Boulder, USA. The models were built using a pure dry sand and a polyester or polypropylene geotextile. The models were either loaded until failure increasing the centrifugal acceleration or tested under constant acceleration. Considerable strains were observed in the creep tests, and some of the models failed after a few hours. The testing programs carried out in this study revealed important aspects of the soil-reinforcement interaction. Based on the analyses of the experimental results a broad discussion on long-term deformation mechanisms in reinforced soil walls is made herein.

Os geotêxteis não-tecidos desempenham, dentre outras funções, papel relevante na filtração e drenagem de solos. Nesta função, necessitam ter vazios suficientemente grandes para permitir a livre passagem de água e, ao mesmo tempo, vazios suficientemente pequenos para impedir o arraste de partículas, de sorte a evitar a erosão interna do solo. Critérios de dimensionamento para atender a ambos os requisitos estão disponíveis na literatura e são utilizados com sucesso há vários anos. Uma situação menos estudada e compreendida refere-se ao desempenho desses geotêxteis na filtração de água com sólidos em suspensão. Trata-se de uma situação tida como crítica, pela possibilidade de colmatação do geotêxtil por essas partículas, de acordo com diferentes mecanismos. Neste trabalho, verifica-se o desempenho, em laboratório, de geotêxteis não-tecidos frente à filtração de suspensões de solo em água, tal qual poderia ocorrer por ocasião de enxurradas. Nessa perspectiva, tenta-se verificar qual poderia ser o desempenho desses geotêxteis quando utilizados para compor sistemas de proteção da entrada de estruturas de captação de água, como bocas de lobo e bueiros. O trabalho utiliza um geotêxtil não tecido de fibras curtas, fabricado a partir de poliéster e suspensões contendo bentonita e uma areia fina argilosa, solo típico da região de São Carlos, em diferentes concentrações. Estabelecem-se correlações entre diferentes características e propriedades dos geotêxteis estudados e estuda-se o mecanismo de colmatação, que em geral ocorreu para todos os geotêxteis, em intervalos de tempo associados às características do geotêxtil e à concentração de solo na suspensão. As severas condições de colmatação observadas e o comprometimento da permeabilidade dos geotêxteis sugerem que para as concentrações de solo utilizadas, os geotêxteis não seriam capazes de cumprir com a proteção da entrada de estruturas de drenagem. / Nonwoven geotextiles play an important role in filtration and drainage of soils, among other functions. In these functions, they need to have large enough internal voids to allow free passage of water and at the same time these voids should be small enough to prevent the passing of particles and preventing piping formation or erosion of soil. Design criteria to satisfy both requirements are available in the literature and have been used successfully for many years. A topic that has not been deeply addressed refers to the performance of geotextiles on filtration of water with suspended solids since the possibility of geotextile clogging is real, impairing its behavior. In this work, the performance of nonwoven geotextiles in laboratory tests designed to observe the filtration of water containing solid particles in suspension is addressed. The tests were devised trying to understand what could be the performance of these geotextiles when used to compose inlet protection systems for drainage structures, such as culverts. The study used nonwoven short-fibers geotextile, made of polyester and suspensions containing bentonite and clayey fine sand, a typical soil of São Carlos area, Brazil, in different concentrations. The laboratory test results show that there exist correlations among different characteristics and properties of geotextiles studied and allowed to evaluate the mechanism of clogging, which generally occurred for all geotextiles, in time intervals associated to some characteristics of the geotextile and to the soil concentration in suspension. The severe clogging observed and the reduction of permeability of geotextile suggest that, for the solids concentration used, the geotextiles could not protect the entrance of drainage structures.

Este trabalho apresenta a construção e instrumentação de uma estrutura de contenção reforçada com geotêxtil, com 4,0 m de altura, construída na cidade de Nova Odessa-SP. A instrumentação consistiu em medir os deslocamentos horizontais e verticais com barras de aço e placas magnéticas, respectivamente. Além disso, foram realizadas simulações numéricas para comparar os resultados medidos e simulados do protótipo e avaliar o comportamento da estrutura para alguns tipos de solo, rigidez da inclusão e arranjos das inclusões. Pode-se concluir que os resultados medidos e simulados estão concordantes. Através das análises paramétricas concluiu-se que aumentando-se a rigidez do solo reduz-se os deslocamentos horizontais da estrutura. Com o aumento na rigidez da inclusão obtém-se menores deslocamentos, no entanto, em solos muito rígidos esta redução é pouco significativa. As estruturas com maior número de reforços reduzem as tensões em cada inclusão e diminuem os deslocamentos horizontais da estrutura. As forças de tração máximas, mobilizadas nas inclusões, são maiores para solos menos rígidos. Alguns resultados de obras instrumentadas, encontrados na literatura, são apresentados e comparados com os medidos e simulados. Destas comparações concluiu-se que o tipo de solo é o fator que mais influencia no desempenho de estruturas de contenção reforçadas com geossintéticos / This work presents the construction and instrumentation of a geotextile reinforced retaining structure, with 4,0 m height, built in the city of Nova Odessa-SP. The instrumentation consisted of measuring the horizontal and vertical displacements with steel bars and magnetic plates, respectively. Numeric simulations were accomplished to compare the measured and simulated results of the prototype and to evaluate the behavior of the structure for some soil types, reinforcement rigidity and different reinforcement layout. It was concluded that the measured and simulated results are in good agreement. The parametric analyses showed that the amount of horizontal displacements of the structure are reduced when the rigidity of the soil increases. Although smaller displacements are obtained when the rigidity of the inclusion is increased, in very rigid soils this reduction is not very significant. Structures with larger number of reinforcements reduce the stresses in each inclusion, decreasing the horizontal displacements of the structure. The maximum tensile forces mobilized in the inclusions, are larger for less rigid soils. Some case record results documented in the literature are presented and compared with the measured and simulated results obtained in this work. These comparisons allowed to conclude that the soil type is the most relevant factor in the performance of reinforced retaining structure with geosynthetics

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 uso de reforços geossintéticos tem se apresentado como uma solução eficiente que permite reduzir os custos de implantação de estruturas de contenção. Seu comportamento pode ser estudado com a utilização de softwares de elementos finitos na intenção de obter configurações ainda mais econômicas. Neste trabalho foram simulados muros de solo reforçados com geossintéticos (MSRG) pelo método dos elementos finitos (software Plaxis 8.2), analisando-se como parâmetro o deslocamento máximo da face dos muros e a máxima força mobilizada no reforço. Inicialmente, desenvolveu-se e calibrou-se um modelo numérico a partir de um modelo físico construído e monitorado encontrado na literatura. Em seguida construiu-se um modelo numérico de MSRG hipotético e realizaram-se estudos paramétricos com as variáveis: tipo de solo, priorizando-se solos finos tropicais; rigidez e espaçamento do reforço; e inclinação e altura do muro. Os resultados corroboraram a bem sucedida prática nacional de construção de muros reforçados com solos finos tropicais, sendo que a coesão se mostrou um parâmetro importante no comportamento de MSRG construídos com solos finos. / The use of geosynthetic reinforcements is an efficient solution that reduces the costs of implantation of containment structures. Their behavior can be studied by the use of finite element software, with the goal to obtain more economical configurations. In this study, geosynthetic reinforced retaining walls (MSRG) were simulated by the finite element method (software Plaxis 8.2), analyzing as a parameter the maximum face displacement and the maximum force mobilized in the reinforcement. Initially, a numeric model was developed and calibrated from a constructed and monitored physical model of the literature. After, a numerical model of hypothetical MSRG was constructed and parametric studies were done with the following variables: soil type, prioritizing tropical fine soils; reinforcement stiffness and spacing, and slope and height of the wall. The results corroborated the successful brazilian practice at the building reinforced MSRG with tropical fine soils, due cohesion being an important parameter in the behavior of MSRGs constructed with fine soils.