Apresenta-se neste trabalho a aplicação de um método para a previsão da curva tensão-recalque de fundações diretas assentes em solos tropicais arenosos a partir de resultados de ensaios de cone sísmico (SCPT). Os locais estudados foram os campos experimentais de fundações da EESC/USP - São Carlos e da UNESP-Bauru, onde existem resultados de provas de carga realizados a diferentes profundidades, assim como resultados de ensaios SCPT. As previsões realizadas apresentaram bons resultados, após ajustes dos parâmetros f e g, pois as curvas tensão-recalque estimadas foram próximas a aquelas obtidas a partir de provas de carga em placa, para as profundidades maiores que 1,5 metros. Verifica-se assim a aplicabilidade do método, após seu ajuste, para reproduzir a curva tensão-recalque neste tipo de solo, empregando uma abordagem mais racional, com menor dependência de correlações empíricas. Destaca-se nesta pesquisa que existe uma variabilidade dos resultados de ensaios SCPT e de provas de carga que está relacionada com a mudança de sucção no solo. Para o campo experimental de São Carlos foi possível ainda fazer uma avaliação da variabilidade nas previsões realizadas, pois existe maior número de resultados de ensaios de campo e provas de cargas disponíveis. / It is presented in this dissertation the use of a method for predicting the stress-settlement curve of shallow foundations on tropical sandy soils based on seismic cone (SCPT) test results. The studied sites were the experimental research sites from USP - São Carlos, and UNESP - Bauru, Brazil, where there are results from plate load tests conducted at various depths, as well as SCPT test results. The stress-settlement curve predictions show good results, after adjusting the parameters f and g, because the estimated curves were close to those obtained from plate load tests, to depths greater than 1.5 meters. The applicability of the method, after its adjustment, to reproduce the stress-settlement curve for this type of soil, was verified employing a more rational approach with less reliance on empirical correlations. It is highlighted in this research that there is variability on SCPT and plate load test results, which is related to the change in soil suction. It was also possible to access the variability on the prediction for the USP São Carlos site, since there is a greater number of in situ and plate load tests in this site.

O principal objetivo deste trabalho é avaliar a aplicação da técnica híbrida de SPT Sísmico (S-SPT), ou seja, a realização da sísmica up-hole em conjunto com a sondagem de simples reconhecimento com medida de SPT, para uma melhor caracterização de solos tropicais. O ensaio híbrido mais empregado para determinação de parâmetros dos solos, inclusive o módulo de cisalhamento máximo (Go) é o de cone sísmico (SCPT). No entanto, sua realização exige equipamentos especiais e de custo elevado. A possibilidade de medir a velocidade de propagação da onda S (VS) em conjunto com o ensaio SPT empregando o a técnica up-hole é uma alternativa interessante. Essa técnica combinada, pouco empregada no Brasil, foi recentemente desenvolvida e testada. Neste trabalho, a determinação ao mesmo tempo e no mesmo furo dos valores de N do SPT e velocidade de onda S (Vs) permitiu calcular o módulo de cisalhamento máximo (Go) e avaliar as vantagens de se obter a relação Go/N, similar a relação entre Go/qc, para investigação de solos tropicais colapsíveis. As áreas de estudo são os campos experimentais da UNESP-Bauru, USP-São Carlos e UNICAMP-Campinas, onde ensaios S-SPT foram realizados. Os resultados desses ensaios foram comparados com valores de VS referência, determinados através de ensaios sísmicos cross-hole, down-hole e SCPT. A diferença entre os valores de VS foram, em média, 8,5, 9,0% e 16,0% respectivamente para os campos experimentais da UNESP-Bauru, USP-São Carlos e UNICAMP-Campinas. Considera-se que a técnica híbrida do S-SPT pode ser empregada para obter o perfil de Go, em conjunto com o ensaio SPT, rapidamente e a um custo relativamente baixo. Constatou-se que a relação Go/N é maior na camada de solo laterítico, e que ela diminui quanto menos evoluído é o perfil do subsolo. Observou-se essa a mesma tendência nos ensaios S-SPT, porém com menor nitidez. Este fato pode estar associado a maior dificuldade de interpretar os registros de ondas sísmicas pela técnica up-hole bem como pela variabilidade do perfil dos subsolos. / The main objective of this work is to assess the applicability of the hybrid test, the Seismic SPT (S-SPT), i.e. the up-hole seismic test carried out together with SPT test, in order to achieve a better site characterization of tropical soils. The most used hybrid test to determine the soil parameters, including the maximum shear modulus (Go), is the seismic cone test (SCPT). The possibility of measuring the S wave velocity together with the SPT test using the up-hole technique is an interesting alternative. This combined technique was scarcely used in Brazil and it has been recently developed and tested. In this work, the concomitant measuring of the SPT N value together with the S wave velocity in the same test allowed calculating the maximum shear modulus (Go) and assessing the advantages of obtaining the Go/N ratio, similar to the Go/qc ratio, for the site characterization of tropical collapsible soils. The research areas are the experimental sites of UNESP-Bauru, USP-São Carlos and UNICAMP-Campinas, where SPT tests were carried out. The results of these tests were compared with reference values VS, which were determined via cross-hole, down-hole and SCPT tests. The differences between VS values were, in average, 8.5%, 9.0% and 16.0% respectively for UNESP-Bauru, USP-São Carlos and Campinas-UNICAMP research sites. The hybrid S-SPT test can be used to define the Go profile, together with the N SPT values, with a relatively low cost. It was found that the Go/N ratio is higher in the lateritic soil layer and it gets lower as the soil profile is less developed. The same tendency was observed with the S-SPT tests, however with less distinctness. This fact can be associated to a higher difficulty on the interpretation of seismic wave traces with the up-hole technique as well as to soil variability.

O desempenho das fundações pode ser avaliado da maneira clássica através de provas de carga estáticas ou dinâmicas. Estas provas de carga são, em geral, caras e demoradas, além de que é necessário que o elemento de fundação já esteja pronto. Outra forma de avaliar o desempenho de fundações é determinar os parâmetros de deformabilidade do solo, em especial os módulos de deformabilidade. Em geral, esses módulos são estimados através de correlações empíricas com o N do SPT ou qc do CPT. Poucas vezes ensaios de laboratório (como o triaxial), ou especiais de campo (como o pressiômetro), são executados para determinação desse parâmetro. Uma possibilidade de contornar esse problema é realizar uma prova de carga no cone elétrico (o ensaio CLT) simultaneamente ao ensaio CPT. Neste trabalho apresenta-se como o ensaio CLT pode ser realizado e como seu resultado pode ser interpretado. Uma campanha de ensaios CLT foi realizada no campo experimental da Unesp de Bauru. Os resultados desses ensaios foram utilizados para calcular o módulo ECLT na região elástica linear inicial da curva, de modo similar como se determina o módulo de Young para o aço. Os valores dos módulos ECLT foram comparados com os módulos de deformabilidade determinados a partir de ensaios de pressiômetro. Também foi possível representar a curva de degradação do módulo de cisalhamento para o local estudado. Apresenta-se também a correlação obtida para estimativa de ECLT a partir dos valores da resistência de ponta do cone (qc) para os solos da área estudada. Conclui-se que o ensaio CLT é uma técnica rápida e econômica que pode ser utilizada como um complemento ao ensaio CPT para um melhor entendimento do comportamento tensão-deformação do solo. Com o ensaio CLT é possível estimar um parâmetro de deformabilidade, o ECLT, bem como representar a degradação do módulo com o nível de deformação. Este ensaio híbrido, CPT+CLT, tem potencial para uso na investigação de solos não convencionais, onde quase sempre não existem parâmetros de referência para estimativa de recalques de fundações. / The performance of foundations can be evaluated the classical way, through static and dynamic load tests. Such load tests are generally time-consuming and expensive, besides that it is necessary that the foundation system be already in place. Another way to evaluate the performance of foundations is to determine the deformability parameters of the soil, especially the the deformability moduli. Ordinarily such moduli are estimated through empirical correlations with N of SPT or qc of CPT. Seldom laboratory tests (such as the triaxial) and field tests (such as the pressiometer) are employed to determine such parameters. One way to solve this problem is to perform a load test on the electric cone (the Cone Loading Test) simultaneously with the CPT test. The work presented here shows how the Cone Loading Test (CLT) can be performed and how its results can be interpreted. A campaign of Cone Loading Tests was conducted at the research site of Unesp-Bauru, São Paulo, Brazil. The CLT results were used to calculate the modulus ECLT in the linear elastic region of the stress-strain curve, in the same manner how the modulus of Young for steel is obtained. The values for ECLT moduli were compared to the deformability moduli obtained from pressiometer (PMT) tests. It was also possible to generate the degradation curve for shear modulus of the soil in the area of study. Presented here are the correlations obtained in the estimation of ECLT from values of cone tip resistance (qc) for the studied soils. From the results obtained, it can be concluded CLT is a fast and inexpensive technique that can be used as a complement to the CPT in improving the understanding of the stress-strain behavior of soils. With CLT it is possible to estimate the deformability parameter ECLT, as well as to represent the degradation of the modulus with increasing levels of strain. Such a hybrid test, CPT+CLT, has potential use in the investigation of non-conventional soils, which lack reference parameters for the estimation os settlement of foundations installed in them.

Quando ocorrem solicitações dinâmicas nos solos, torna-se indispensável a determinação do módulo de cisalhamento máximo (Go) para elaboração de projetos de Engenharia Geotécnica. Este parâmetro pode ser determinado a partir da velocidade de propagação das ondas S (Vs). Em campo, os ensaios mais empregadas para determinação de Vs são o cross-hole e o down-hole. O down-hole tem sido bastante empregado com a incorporação de geofones em ponteiras de piezocone. Esse ensaio tem se mostrado uma maneira rápida, econômica e muito confiável para determinação de Go, apresentando resultados consistentes com os obtidos no ensaio cross-hole. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um sistema para realização do ensaio sísmico down-hole e sua implantação. Inúmeros ensaios foram realizados no campus da Universidade Estadual Paulista, em Bauru/SP a fim de testar os procedimentos para execução do ensaio, os equipamentos utilizados e as técnicas de interpretação, onde se observou que a manutenção do eixo de vibração dos geofones paralelo a direção de aplicação do golpe foi o fator que mais influenciou na qualidade dos sinais. Para analisar a resposta dos geofones instalados na ponteira desenvolvida, realizaram-se ensaios em laboratório, onde se verificou que os geofones apresentavam resposta idêntica ao dos acelerômetro de referência. Por fim, foram realizados ensaios em três campos experimentais no interior do Estado de São Paulo, onde estão disponíveis resultados de ensaios cross-hole e ensaios down-hole realizados com equipamentos comerciais. Os resultados obtidos com o sistema desenvolvido nestes campos permitiram validar o sistema desenvolvido. / In the design stages of geotechnical engineering of a given project, it is imperative to ascertain the maximum shear modulus (Go) of those soils experiencing dynamic loads. One common method to determine Go is to measure shear wave velocity. Most field experiments are the cross-hole and down-hole tests to determine the velocity of shear waves. The downhole test has been widely used in conjunction with geophones placed behind the tip of piezocones. The down-hole test has proven to be a fast, economic, and very reliable method to determine Go, it has produced data consistent with results obtained in cross-hole tests. The objective of this work is to present a comprehensive system for the down-hole test, which includes its implementation, execution, and the interpretation of data collected. Several tests were performed at the campus of Universidade Estadual Paulista, UNESP, in Bauru, S.P. The objective of those experiments was to test the execution procedures and method of interpretation. It was observed the quality of the results obtained was chiefly dependent on maintaining the axis of vibration of the geophones parallel to the direction of application of the original blow. The analysis of the response by the geophones installed at the tip of the cone included experiments performed at the laboratory, where it was observed that the geophones responded identically to those accelerometers used as reference. Further, downhole experiments using system proposed here were performed in three experimental research sites of the state of São Paulo. The objective was to compare results to the data available in literature, which were obtained using commercial SCPT equipment and cross-hole tests. The down-hole testswere performed within the guidelines of the system proposed here and the results of the experiment served to corroborate the suitability of the developed system.

Quando ocorrem solicitações dinâmicas nos solos, torna-se indispensável a determinação do módulo de cisalhamento máximo (Go) para elaboração de projetos de Engenharia Geotécnica. Este parâmetro pode ser determinado a partir da velocidade de propagação das ondas S (Vs). Em campo, os ensaios mais empregadas para determinação de Vs são o cross-hole e o down-hole. O down-hole tem sido bastante empregado com a incorporação de geofones em ponteiras de piezocone. Esse ensaio tem se mostrado uma maneira rápida, econômica e muito confiável para determinação de Go, apresentando resultados consistentes com os obtidos no ensaio cross-hole. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um sistema para realização do ensaio sísmico down-hole e sua implantação. Inúmeros ensaios foram realizados no campus da Universidade Estadual Paulista, em Bauru/SP a fim de testar os procedimentos para execução do ensaio, os equipamentos utilizados e as técnicas de interpretação, onde se observou que a manutenção do eixo de vibração dos geofones paralelo a direção de aplicação do golpe foi o fator que mais influenciou na qualidade dos sinais. Para analisar a resposta dos geofones instalados na ponteira desenvolvida, realizaram-se ensaios em laboratório, onde se verificou que os geofones apresentavam resposta idêntica ao dos acelerômetro de referência. Por fim, foram realizados ensaios em três campos experimentais no interior do Estado de São Paulo, onde estão disponíveis resultados de ensaios cross-hole e ensaios down-hole realizados com equipamentos comerciais. Os resultados obtidos com o sistema desenvolvido nestes campos permitiram validar o sistema desenvolvido. / In the design stages of geotechnical engineering of a given project, it is imperative to ascertain the maximum shear modulus (Go) of those soils experiencing dynamic loads. One common method to determine Go is to measure shear wave velocity. Most field experiments are the cross-hole and down-hole tests to determine the velocity of shear waves. The downhole test has been widely used in conjunction with geophones placed behind the tip of piezocones. The down-hole test has proven to be a fast, economic, and very reliable method to determine Go, it has produced data consistent with results obtained in cross-hole tests. The objective of this work is to present a comprehensive system for the down-hole test, which includes its implementation, execution, and the interpretation of data collected. Several tests were performed at the campus of Universidade Estadual Paulista, UNESP, in Bauru, S.P. The objective of those experiments was to test the execution procedures and method of interpretation. It was observed the quality of the results obtained was chiefly dependent on maintaining the axis of vibration of the geophones parallel to the direction of application of the original blow. The analysis of the response by the geophones installed at the tip of the cone included experiments performed at the laboratory, where it was observed that the geophones responded identically to those accelerometers used as reference. Further, downhole experiments using system proposed here were performed in three experimental research sites of the state of São Paulo. The objective was to compare results to the data available in literature, which were obtained using commercial SCPT equipment and cross-hole tests. The down-hole testswere performed within the guidelines of the system proposed here and the results of the experiment served to corroborate the suitability of the developed system.

O desempenho das fundações pode ser avaliado da maneira clássica através de provas de carga estáticas ou dinâmicas. Estas provas de carga são, em geral, caras e demoradas, além de que é necessário que o elemento de fundação já esteja pronto. Outra forma de avaliar o desempenho de fundações é determinar os parâmetros de deformabilidade do solo, em especial os módulos de deformabilidade. Em geral, esses módulos são estimados através de correlações empíricas com o N do SPT ou qc do CPT. Poucas vezes ensaios de laboratório (como o triaxial), ou especiais de campo (como o pressiômetro), são executados para determinação desse parâmetro. Uma possibilidade de contornar esse problema é realizar uma prova de carga no cone elétrico (o ensaio CLT) simultaneamente ao ensaio CPT. Neste trabalho apresenta-se como o ensaio CLT pode ser realizado e como seu resultado pode ser interpretado. Uma campanha de ensaios CLT foi realizada no campo experimental da Unesp de Bauru. Os resultados desses ensaios foram utilizados para calcular o módulo ECLT na região elástica linear inicial da curva, de modo similar como se determina o módulo de Young para o aço. Os valores dos módulos ECLT foram comparados com os módulos de deformabilidade determinados a partir de ensaios de pressiômetro. Também foi possível representar a curva de degradação do módulo de cisalhamento para o local estudado. Apresenta-se também a correlação obtida para estimativa de ECLT a partir dos valores da resistência de ponta do cone (qc) para os solos da área estudada. Conclui-se que o ensaio CLT é uma técnica rápida e econômica que pode ser utilizada como um complemento ao ensaio CPT para um melhor entendimento do comportamento tensão-deformação do solo. Com o ensaio CLT é possível estimar um parâmetro de deformabilidade, o ECLT, bem como representar a degradação do módulo com o nível de deformação. Este ensaio híbrido, CPT+CLT, tem potencial para uso na investigação de solos não convencionais, onde quase sempre não existem parâmetros de referência para estimativa de recalques de fundações. / The performance of foundations can be evaluated the classical way, through static and dynamic load tests. Such load tests are generally time-consuming and expensive, besides that it is necessary that the foundation system be already in place. Another way to evaluate the performance of foundations is to determine the deformability parameters of the soil, especially the the deformability moduli. Ordinarily such moduli are estimated through empirical correlations with N of SPT or qc of CPT. Seldom laboratory tests (such as the triaxial) and field tests (such as the pressiometer) are employed to determine such parameters. One way to solve this problem is to perform a load test on the electric cone (the Cone Loading Test) simultaneously with the CPT test. The work presented here shows how the Cone Loading Test (CLT) can be performed and how its results can be interpreted. A campaign of Cone Loading Tests was conducted at the research site of Unesp-Bauru, São Paulo, Brazil. The CLT results were used to calculate the modulus ECLT in the linear elastic region of the stress-strain curve, in the same manner how the modulus of Young for steel is obtained. The values for ECLT moduli were compared to the deformability moduli obtained from pressiometer (PMT) tests. It was also possible to generate the degradation curve for shear modulus of the soil in the area of study. Presented here are the correlations obtained in the estimation of ECLT from values of cone tip resistance (qc) for the studied soils. From the results obtained, it can be concluded CLT is a fast and inexpensive technique that can be used as a complement to the CPT in improving the understanding of the stress-strain behavior of soils. With CLT it is possible to estimate the deformability parameter ECLT, as well as to represent the degradation of the modulus with increasing levels of strain. Such a hybrid test, CPT+CLT, has potential use in the investigation of non-conventional soils, which lack reference parameters for the estimation os settlement of foundations installed in them.

O principal objetivo deste trabalho é avaliar a aplicação da técnica híbrida de SPT Sísmico (S-SPT), ou seja, a realização da sísmica up-hole em conjunto com a sondagem de simples reconhecimento com medida de SPT, para uma melhor caracterização de solos tropicais. O ensaio híbrido mais empregado para determinação de parâmetros dos solos, inclusive o módulo de cisalhamento máximo (Go) é o de cone sísmico (SCPT). No entanto, sua realização exige equipamentos especiais e de custo elevado. A possibilidade de medir a velocidade de propagação da onda S (VS) em conjunto com o ensaio SPT empregando o a técnica up-hole é uma alternativa interessante. Essa técnica combinada, pouco empregada no Brasil, foi recentemente desenvolvida e testada. Neste trabalho, a determinação ao mesmo tempo e no mesmo furo dos valores de N do SPT e velocidade de onda S (Vs) permitiu calcular o módulo de cisalhamento máximo (Go) e avaliar as vantagens de se obter a relação Go/N, similar a relação entre Go/qc, para investigação de solos tropicais colapsíveis. As áreas de estudo são os campos experimentais da UNESP-Bauru, USP-São Carlos e UNICAMP-Campinas, onde ensaios S-SPT foram realizados. Os resultados desses ensaios foram comparados com valores de VS referência, determinados através de ensaios sísmicos cross-hole, down-hole e SCPT. A diferença entre os valores de VS foram, em média, 8,5, 9,0% e 16,0% respectivamente para os campos experimentais da UNESP-Bauru, USP-São Carlos e UNICAMP-Campinas. Considera-se que a técnica híbrida do S-SPT pode ser empregada para obter o perfil de Go, em conjunto com o ensaio SPT, rapidamente e a um custo relativamente baixo. Constatou-se que a relação Go/N é maior na camada de solo laterítico, e que ela diminui quanto menos evoluído é o perfil do subsolo. Observou-se essa a mesma tendência nos ensaios S-SPT, porém com menor nitidez. Este fato pode estar associado a maior dificuldade de interpretar os registros de ondas sísmicas pela técnica up-hole bem como pela variabilidade do perfil dos subsolos. / The main objective of this work is to assess the applicability of the hybrid test, the Seismic SPT (S-SPT), i.e. the up-hole seismic test carried out together with SPT test, in order to achieve a better site characterization of tropical soils. The most used hybrid test to determine the soil parameters, including the maximum shear modulus (Go), is the seismic cone test (SCPT). The possibility of measuring the S wave velocity together with the SPT test using the up-hole technique is an interesting alternative. This combined technique was scarcely used in Brazil and it has been recently developed and tested. In this work, the concomitant measuring of the SPT N value together with the S wave velocity in the same test allowed calculating the maximum shear modulus (Go) and assessing the advantages of obtaining the Go/N ratio, similar to the Go/qc ratio, for the site characterization of tropical collapsible soils. The research areas are the experimental sites of UNESP-Bauru, USP-São Carlos and UNICAMP-Campinas, where SPT tests were carried out. The results of these tests were compared with reference values VS, which were determined via cross-hole, down-hole and SCPT tests. The differences between VS values were, in average, 8.5%, 9.0% and 16.0% respectively for UNESP-Bauru, USP-São Carlos and Campinas-UNICAMP research sites. The hybrid S-SPT test can be used to define the Go profile, together with the N SPT values, with a relatively low cost. It was found that the Go/N ratio is higher in the lateritic soil layer and it gets lower as the soil profile is less developed. The same tendency was observed with the S-SPT tests, however with less distinctness. This fact can be associated to a higher difficulty on the interpretation of seismic wave traces with the up-hole technique as well as to soil variability.

Apresenta-se neste trabalho a aplicação de um método para a previsão da curva tensão-recalque de fundações diretas assentes em solos tropicais arenosos a partir de resultados de ensaios de cone sísmico (SCPT). Os locais estudados foram os campos experimentais de fundações da EESC/USP - São Carlos e da UNESP-Bauru, onde existem resultados de provas de carga realizados a diferentes profundidades, assim como resultados de ensaios SCPT. As previsões realizadas apresentaram bons resultados, após ajustes dos parâmetros f e g, pois as curvas tensão-recalque estimadas foram próximas a aquelas obtidas a partir de provas de carga em placa, para as profundidades maiores que 1,5 metros. Verifica-se assim a aplicabilidade do método, após seu ajuste, para reproduzir a curva tensão-recalque neste tipo de solo, empregando uma abordagem mais racional, com menor dependência de correlações empíricas. Destaca-se nesta pesquisa que existe uma variabilidade dos resultados de ensaios SCPT e de provas de carga que está relacionada com a mudança de sucção no solo. Para o campo experimental de São Carlos foi possível ainda fazer uma avaliação da variabilidade nas previsões realizadas, pois existe maior número de resultados de ensaios de campo e provas de cargas disponíveis. / It is presented in this dissertation the use of a method for predicting the stress-settlement curve of shallow foundations on tropical sandy soils based on seismic cone (SCPT) test results. The studied sites were the experimental research sites from USP - São Carlos, and UNESP - Bauru, Brazil, where there are results from plate load tests conducted at various depths, as well as SCPT test results. The stress-settlement curve predictions show good results, after adjusting the parameters f and g, because the estimated curves were close to those obtained from plate load tests, to depths greater than 1.5 meters. The applicability of the method, after its adjustment, to reproduce the stress-settlement curve for this type of soil, was verified employing a more rational approach with less reliance on empirical correlations. It is highlighted in this research that there is variability on SCPT and plate load test results, which is related to the change in soil suction. It was also possible to access the variability on the prediction for the USP São Carlos site, since there is a greater number of in situ and plate load tests in this site.