Para a elaboração do presente trabalho foram considerados quatro variáveis: o método de ensaio, o tipo de solo, a umidade e o grau de compactação dos corpos de prova. Considerando-se três níveis de variáveis para cada caso resultam 34 = 81 combinações possíveis. Procurou-se desenvolver o trabalho tendo por base este número de combinações. No entanto, com o intuito de se obter também algumas comparações com resultados de ensaios de compressão, bem como o de se determinar algumas envoltórias de resistência ao cisalhamento, o número de ensaios ultrapassou a quantidade prevista. Por outro lado, alguns resultados, considerados inaceitáveis, por imperfeições observadas durante os ensaios, ou por se apresentarem incompatíveis com os demais, foram abandonados. / not available

Orientador: Pérsio Leister de Almeida Barros / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-22T04:55:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Linhares_RaquelMariano_M.pdf: 5654140 bytes, checksum: 3419102ebbcf423e217e71ff2b761f76 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: No presente trabalho foram realizados ensaios em modelos físicos em escala reduzida de fundação rasa sobre solo arenoso fofo reforçado com geotêxtil tecido, visando avaliar o seu comportamento sob carregamento estático vertical. Propõe-se empregar o reforço numa posição inicial não-planar, semelhante àquela adquirida após deslocamentos de 30% da largura da base da sapata (B). Os efeitos da compactação das camadas superiores ao reforço e a variação de seu comprimento também são investigados. Os ensaios foram divididos em 3 grupos: ensaios sobre areia fofa com compacidade homogênea, ensaios de recarregamento e ensaios sobre areia fofa com camadas superiores compactadas. Os resultados indicam que um aumento do comprimento do reforço planar de 3B para 5B não é justificado do ponto de vista do aumento da capacidade de carga ou da atenuação de deslocamentos, em nenhum dos casos. A pequenos deslocamentos, a modificação do posicionamento inicial do reforço de horizontal para não-planar não se justifica, porém, em maiores deslocamentos há um ganho não desprezível na capacidade de carga. Os ensaios de recarregamento mostraram que a protensão do reforço resultante da compactação do solo melhora a capacidade de carga em 2 vezes e atenua em até 75% os deslocamentos. O posicionamento inicial referente a um deslocamento de 30% de B mostrou-se satisfatório; deslocamentos excedentes não trazem maior eficiência ao conjunto. O esforço de compactação gera ganhos similares na capacidade de carga independente do posicionamento inicial do reforço. A atenuação de deslocamentos pode chegar até a 2,6 vezes se comparada ao mesmo caso reforçado com areia homogênea / Abstract: In the present study, some small-scale model tests of a strip footing foundation on loose sand reinforced with woven geotextile were conducted. The main objective was to investigate the effect of the initial placement geometry of the reinforcement on the foundation response to static vertical loads. A non planar placement geometry similar to the one which results from a vertical displacement of about 30% of the foundation width was adopted. The effects of the top layers compaction and the variation of reinforcement length and initial placement were evaluated. The tests were separated in 3 groups: tests on loose sand with homogeneous compacity, reload tests and tests on loose sand with compacted top layers. Results show that an increase on reinforcement length from 3 to 5 times the footing width is not worth the increase in bearing capacity nor the attenuation of settlements, in none of the several cases studied. At little displacements, the modification of initial reinforcement placement, from horizontal to non-planar, seems not to be justified; although after some displacement there is a gain in the bearing capacity. The reload tests showed that the soil compaction creates a prestressing condition on the reinforcement, which improves the bearing capacity in about 2 times and attenuates the settlements up to 75%. The initial placement in about 30% of footing width displacement has proved to be satisfactory; greater displacements do not generate greater system efficiency. The compaction effort of the upper layers creates an improvement that doesn't depend on the reinforcement initial placement. The displacement attenuation can reach up to 2.6 times if compared with the same reinforced case in homogeneous sand ground / Mestrado / Geotecnia / Mestra em Engenharia Civil

As culturas do milho e da soja respondem pela maior parte da produção nacional de grãos, predominando o sistema de plantio direto. Para uma semeadura direta de qualidade, o bom aterramento do sulco é indispensável, pois garante um ambiente adequado às sementes. Neste sentido, é importante estimar a mobilização de solo promovida por uma haste sulcadora estreita durante esta operação. O modelo analítico existente visa representar a mobilização do solo no sistema de plantio convencional. Como consequência, há situações em que este não pode se aplicado, como no caso de hastes sulcadoras estreitas utilizadas em semeadoras de plantio direto. Nestas situações, o mecanismo de falha do solo pode se alterar, assumindo um comportamento não modelado na literatura. Essa pesquisa propõe um modelo fuzzy capaz de representar estas situações, aproveitando conhecimento da teoria de mecânica dos solos e da análise de resultados experimentais. No modelo proposto, parte das regras descrevem situações não abrangidas pelo modelo analítico, as quais foram formuladas a partir da estimativa das prováveis áreas de solo mobilizado. O modelo fuzzy foi testado com dados de experimentos conduzidos durante a pesquisa, em duas condições de granulometria de solo (arenoso e argiloso). O modelo proposto reproduziu as tendências observadas nos dados experimentais, mas superestimou os valores de área observados, sendo esse efeito bem mais intenso para os dados do experimento em solo arenoso. A superestimativa ocorreu devido à soma de diversos fatores. Um deles é a diferença entre as leituras experimentais, as quais consideram apenas o solo realmente movimentado, e a premissa do modelo analítico, que considera toda a área de solo incluindo aquela cisalhada, porém não mobilizada. Outro fator foi devido ao efeito do disco de corte da palha, que pré-cisalha o solo à frente da ferramenta. No ensaio em solo arenoso os valores observados de área de solo mobilizado foram menores que os esperados, intensificando o efeito de superestimativa do modelo fuzzy, sendo que este efeito não representa uma deficiência deste modelo. / Soybean and corn crops account for the majority of Brazilian crop production, predominantly under no-till system. A high quality no-till seeding requires adequate furrow finishing to ensure a suitable environment for seed germination and emergence. Therefore, it is important to estimate furrow soil mobilization promoted by a chisel opener during seeding operation. Existing analytical models aim to represent soil mobilization in conventional tillage. As result, there are situations which the model cannot be applied, such as the case of chisel opener of no-till seeders. Under these situations, soil failure mechanism may change assuming a behavior not modeled by other studies yet. This research proposes a fuzzy model to represent these situations, taking advantage of knowledge obtained from soil mechanics theory and analysis of experimental data. In the proposed model, part of the rules describes situations not covered by the analytical model, which were formulated based on the estimation of possible mobilized soil areas. The fuzzy model was tested using data from experiments for two conditions of soil particle size (sandy and clay). The model simulated trends observed in the experimental data but overestimated observed values of area, which effect was much more intense on sandy soil experiment. The overestimation was due a sum of factors. One is the difference between experimental and modeled data, the first only consider the really mobilized soil, while the last consider the whole soil area, including the sheared but not mobilized area. Another factor was the effect of the straw cutting disc, which pre-shear the soil in front of the tool. In sandy soil experiment, observed values of soil disturbed area were lower than expected, overestimating the effect of fuzzy model, which was not a deficiency of the model.

O presente trabalho traz uma análise crítica sobre a Classificação MCT (Miniatura - Compactado - Tropical), cujo objetivo foi identificar a possibilidade de modificar os seus procedimentos, no sentido de torná-la mais simples e rápida, sem prejudicar sua principal característica, que é identificar a gênese do solo. Para isso, foram realizadas duas etapas: investigações a respeito dos procedimentos de ensaios e parâmetros adotados na classificação e análise de dados de Classificação MCT e curvas Pi x Mini-MCV, coletados em diversas fontes. Inicialmente, foram executados ensaios de laboratório visando a identificar as possibilidades de reduzir o tempo e o número de cálculos e curvas necessários para a Classificação MCT do solo. Além disso, foram investigadas a repetibilidade dos ensaios que compõem a Classificação e a influência da face do corpo de prova utilizada na determinação de Pi. Foram levantados diversos dados relativos à Classificação MCT de solos (perfazendo um total de 2.438 resultados de classificação) provenientes de várias partes do Brasil, com os quais fez-se uma verificação da confiabilidade do ábaco MCT-M para a identificação da gênese dos solos tropicais. Também foram coletados dados de 288 curvas Pi x Mini-MCV, a partir das quais pôde-se identificar a existência de padrões que possibilitaram a elaboração de um ábaco para classificar tais curvas e a introdução deste fator na classificação dos solos. Desenvolveu-se uma nova fórmula para o cálculo do parâmetro e' (mais simples que a anterior) e, após isso, foram estabelecidos novos limites para os grupos que integram o ábaco MCT-M. A fórmula proposta possibilitou uma simplificação considerável nos procedimentos de Classificação MCT, pois reduziu a quantidade de curvas e cálculos requeridos para tal finalidade. Finalmente, traz-se um novo procedimento para a Classificação MCT, bem como propostas de alterações para as normas atualmente utilizadas (DNER-ME 256/94, DNER-ME 258/94 e DNER-CLA 259/96).

Dadas as características físicas e operacionais vantajosas do ensaio DCP, tem-se verificado sua aplicabilidade em estudos geotécnicos que precedem à execução de uma obra viária, tais como avaliar a capacidade de suporte de solos "in situ", analisar solos colapsíveis, etc., bem como no controle de qualidade de compactação no campo através do acompanhamento da espessura de camadas, da homogeneidade de compactação, da avaliação da capacidade de suporte e do levantamento de perfis de resistência, entre outros. O ITA - Instituto Tecnológico de Aeronáutica - adaptou e construiu a sua própria versão do penetrômetro dinâmico, nomeada DCP-ITA, com a qual trabalhos têm sido desenvolvidos para o estabelecimento de correlações CBR x DCP para diversos tipos de solos, tais como solos lateríticos, solos saprolíticos e areias, solo este abordado no presente estudo. Diferentemente de solos coesivos, as areias exigiram a definição de uma metodologia própria de ensaio. Foram selecionadas três amostras considerando a variabilidade granulométrica e genética (residual e sedimentar) e, para cada uma delas, foram obtidas correlações CBR x DCP. Os resultados obtidos através dos ensaios CBR e DCP permitiram analisar a influência de fatores intervenientes no processo, tais como a pressão de confinamento e a variabilidade granulométrica. Buscou-se, também, relacionar os resultados obtidos com outros parâmetros, tais como a compacidade relativa, o coeficiente de curvatura e o coeficiente de uniformidade dos grãos, obtendo-se resultados satisfatórios. O estudo envolveu, ainda, a realização de ensaios DCP no campo, em um dos locais de origem das amostras selecionadas para o trabalho: o aeroporto de Oiapoque, no estado do Amapá. Os resultados mostraram-se promissores para o uso do DCP em obras viárias com a presença de areias compondo subleitos e mesmo em camadas drenantes.

Como método alternativo para a avaliação da capacidade de suporte de solos, tanto na condição de subleitos e corpos de aterro, quanto compondo camadas estruturais de pavimentos, destaca-se o ensaio DCP (Dynamic Cone Penetrometer) pela sua agilidade e simplicidade de operação, garantindo a obtenção de resultados confiáveis, como valores de CBR e perfis de resistência, de forma rápida e com custos reduzidos. O Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA adaptou e construiu a sua própria versão do penetrômetro dinâmico, nomeada DCP-ITA, e vem trabalhando para o estabelecimento de correlações DCP x CBR confiáveis para solos tropicais classificados geneticamente segundo a metodologia MCT (Miniatura - Compactado - Tropical). Lima (2000) obteve correlações para solos lateríticos de textura fina. Com outro enfoque, este trabalho propõe-se a estudar o comportamento de solos saprolíticos. Para o estabelecimento das correlações DCP x CBR, foram coletadas e ensaiadas 04 (quatro) amostras de solos saprolíticos de textura fina com granulometria variando de arenosa a argilosa. Para cada amostra, analisou-se o efeito da energia e umidade de compactação nos resultados de ambos os ensaios. As correlações obtidas foram comparadas com resultados publicados por outros autores, identificando a influência da granulometria e gênese dos materiais no desenvolvimento das equações. Propôs-se ainda, uma correlação generalizada, em função dos parâmetros c' e e' da Metodologia MCT, válida para solos saprolíticos de textura fina.

Em alguns locais, como solos de fundação de aterros sanitários, o adensamento impõe condições especiais para o transporte de contaminantes devido ao fluxo gerado pelo alívio de excesso de poro pressão, causado pela carga atuante na superfície. Nestes cenários, estimativas para o transporte que não consideram estes efeitos poderiam ser aproximações demasiadamente simples da realidade. Este trabalho discute o acoplamento destes fenômenos em um único método de cálculo a partir da implementação, com base no Método de Elementos Finitos para cálculo de adensamento e o Eulerian Lagrangian Localized Adjointed Method (ELLAM). Assim, as velocidades de fluxo são calculadas através do Método de Elementos Finitos para o problema do adensamento e são utilizadas para determinação das linhas características, que por sua vez determinarão as funções de ponderação do ELLAM. Ainda que, separadamente, ambos os métodos sejam bem sucedidos para resolver os problemas do adensamento e do transporte de contaminantes, seu acoplamento encontra sérios problemas relacionados a estabilidade e oscilação numérica, além de limitações impostas aos intervalos de espaço e tempo utilizados na malha de elementos finitos, que ainda esperam por novos métodos ou implementações que possam levar em conta as variações de velocidade de fluxo decorrentes do adensamento.

Avaliam-se dois elementos finitos triangulares de três nós para o teorema estático da análise limite considerando o material de Mohr-Coulomb sob estado plano de deformação. Um elemento, denominado Local Equilibrium Triangle (LET), satisfaz as equações de equilíbrio no sentido diferencial e o outro, denominado Global Equilibrium Triangle (GET), satisfaz o equilíbrio no sentido integral de acordo com o princípio dos deslocamentos virtuais. As equações de equilíbrio e as inequações do critério de escoamento, expressas em termos das tensões nodais, são tratadas como restrições de um problema de otimização cuja função objetivo é definida pelo carregamento. Em ambos elementos o campo de tensão não viola o critério de escoamento. A programação não linear resultante é resolvida pelo DOT e a linear, decorrente da linearização local da superfície de escoamento, pelo XpressMP. Os modelos de elementos finitos são avaliados com relação a ordem de convergência, acurácia, custo computacional e simplicidade de uso, considerando-se efeitos da discretização (seleção do domínio, distorção do elemento, arranjo e refinamento da malha), aproximação da superfície de escoamento, parâmetros de resistência e técnica de programação matemática empregada. Estimativas numéricas da carga limite inferior são executadas em problemas geotécnicos de expansão de cilindro sob pressão interna, capacidade de carga de fundações superficiais, pressão lateral em estruturas de contenção e colapso plástico de taludes.

O objetivo deste trabalho é apresentar aspectos e diretrizes para a modelagem de túneis e estruturas subterrâneas pelo Método dos Elementos Finitos. Secundariamente, existe a proposta de se verificar a adequabilidade do programa TOCHNOG como uma ferramenta computacional para a resolução de problemas de natureza geotécnica. Uma revisão bibliográfica sobre as práticas correntes de previsão de comportamento do solo frente às escavações é apresentada com o intuito de subsidiar as análises numéricas. São abordadas questões sobre o comportamento do suporte da escavação e métodos de obtenção de esforços solicitantes, bem como sobre modelos constitutivos comumente utilizados em análises numéricas. Simulações numéricas são realizadas com o intuito de fornecer subsídios para a modelagem e o refinamento de uma malha de elementos finitos, além de critérios para utilização de elementos sólidos e de viga. O fluxo de tensões principais no suporte da escavação é estudado com o objetivo de subsidiar a concepção da geometria de uma escavação e dirimir dúvidas quando ao emprego do arco invertido provisório em túneis em solos. Por fim, uma retro-análise do Túnel Paraíso do Metrô de São Paulo é realizada, empregando-se os modelos constitutivos de Mohr-Coulomb e Cam-Clay Modificado para representar o solo e a técnica de amolecimento de miolo para reproduzir o efeito tridimensional do arqueamento de tensões. Comentários são realizados com o objetivo de fomentar futuras pesquisas na área.

Alguns solos apresentam capacidade de suporte suficiente para atuar, na condição não saturada, como base ou sub-base de estruturas de pavimentos. A capacidade de suporte destas camadas de solo compactado pode ser bastante afetada pelas intempéries, uma vez que estas últimas têm o potencial de provocar variações no grau de saturação. O aumento do grau de saturação implica na redução da sucção e, conseqüentemente, na perda de resistência mecânica dos solos. Deste modo, barreiras de fluxo em geossintéticos apresentam-se como uma opção interessante para o problema, evitando a infiltração da fase de água e, conseqüentemente, a variação do teor de umidade nas camadas de solo de estruturas de pavimento, o que assegura, ao longo do tempo, as características obtidas pelo processo de compactação. Neste trabalho são estudados os fluxos de ar e da fase de água, incitados por gradientes térmicos, no interior de solos encapsulados com geossintéticos. Análises numéricas para um modelo de fluxo heterotérmico unidimensional em meios porosos foram realizadas. Uma metodologia de ensaio também é descrita, permitindo, então, discutir a aplicabilidade do modelo teórico na compreensão da influência da migração de umidade no comportamento de camadas de solo protegido por barreiras sintéticas.