No presente estudo, contextualizado no campo dos solos não saturados, realiza-se uma análise acerca dos solos tropicais com base no trinômio sucção mátrica/gênese dos solos (tratada pelo uso do método MCT)/granulometria, por meio do estabelecimento de dois fatores de diferenciação de solos tropicais, e também da observação do desenvolvimento de curvas de retenção de água obtidas experimentalmente, bem como utilizando-se os modelos de Fredlund e Xing e de Mualem. Dispondo-se das curvas de retenção de água obtidas em laboratório, consegue-se estabelecer as equações representativas destas curvas, assim como os parâmetros hídricos: condutividade hidráulica do solo não saturado, condutividade hidráulica relativa, difusividade solo-água e razão de mobilidade hídrica, sendo este último um parâmetro também elaborado neste trabalho. As curvas de retenção de água foram obtidas anteriormente através de um equipamento de sucção do tipo extrator de pressão de Richards, operando na faixa de sucção de 0 a 500 kPa. Realiza-se, adicionalmente, um estudo sobre o comportamento de solos tropicais nas proximidades da saturação, para três solos tropicais de gêneses distintas, por meio da determinação de curvas de retenção de água obtidas a partir de um equipamento do tipo funil de placa porosa operando na faixa de sucção de 0 a 10 kPa, conduzindo à elaboração do fator susceptibilidade dos solos tropicais à erosão hídrica. Por último, busca-se comprovar a hipótese da existência de sucção residual em solos lateríticos por meio da realização de microscopias estereoscópica, petrográfica ótica e eletrônica de varredura em um solo laterítico, bem como de ensaios de difração de raio X e de análise química. Portanto, a pesquisa procura focar as principais diferenças comportamentais existentes entre os solos tropicais lateríticos, transicionais e não lateríticos quanto à sucção mátrica, gênese e granulometria, face à presença da água, por intermédio de uma análise dos fenômenos de retenção, mobilidade e erosão hídricas.

Objetivando galgar um maior conhecimento das propriedades geotécnicas dos solos tropicais, a presente tese introduz um estudo de solos de textura fina, plintíticos e concrecionados coletados em obras aeroportuárias na Amazônia Legal, empregando-se as metodologias classificatórias MCT e Reliliente, além das de caracterização e de análise mineralógica da fração areia. Para os ensaios triaxiais dinâmicos, desenvolveu-se um novo equipamento inteiramente nacional e monitorado por microcomputador, o qual permite testar corpos de prova com 5, 10 ou 15 cm de diâmetro, de modo a tratar as amostras praticamente em sua granulometria real. Enfoques adicionais são efetuados sobre a transformação dos solos plintíticos submetidos a diferentes ciclos de secagem-molhagem, e sobre o caráter qualitativo da estrutura e estabilidade dos solos lateríticos concrecionados, através de curvas de Compactação Total e diagramas de Imersão em Água. Apresenta-se, também, a realidade aeroportuária e de materiais da região, executando-se um tratamento estatístico e apreciação de dados levantados em estudos referentes à implantação de aeroportos, conduzindo à discretização de materiais e à definição de macro-zonas com diferentes aptidões geotécnicas. Os resultados alcançados, além de propiciarem uma visão global das características e propriedades dos solos típicos da Amazônia, permitem o estabelecimento de novos padrões de comportamento geotécnico e critérios MCT/Resiliente adaptados para a seleção adequada desses materiais, com vistas a seu uso racional em camadas de pavimentos.

O estudo das características geológicas e geotécnicas de solos é muito importante e a escassez de publicações a respeito do comportamento de solos constituintes da região do Vale do Paraíba aumenta a necessidade de estudos para esta região. O trabalho apresenta uma revisão dos estudos mais recentes reslizados na região e suas novas denominações geológicas, investiga as características físicas, os principais materiais constituintes e o comportamento mecânico de uma amostra de solo argilo-arenoso submetida a ensaios de laboratório. As propriedades dos solos são avaliadas através de resultados de ensaios tanto de laboratório quanto de campo, onde valores típicos são obtidos. Os resultados obtidos em laboratório são comparados com as estimativas de comportamento, ou correlações, da Bacia Sedimentar Terciária de São Paulo.O solo estudado provém de amostra indeformada extraída da bacia do Rio Paraíba do Sul da porção denominada membro Presidente Dutram Formação Pindamonhangaba, constituinte da Bacia do Taubaté. Ao longo desta dissertação são descritos os ensaios efetuados para a identificação do material atrsavés de ensaios de granulometria e limites de Atterberg, ensaios de difração de raios-x, e análise por microscopia eletrônica, além da determinação dos parâmetros de comportamento mecânico através de ensaios de adensamento unidirecional, cisalhamento direto e compressão triaxial.

O presente trabalho traz os resultados de um estudo que visou introduzir um procedimento para o controle da qualidade de compactação de obras viárias executadas com solos lateríticos de textura fina, empregando-se o ensaio DCP (Dynamic Cone Penetrometer), o qual permite estimar-se valores de CBR "in-situ". Inicialmente, visando aprimorar-se a correlação envolvendo os índices CBR e DCP, procedeu-se à aferição dos equipamentos empregados no estudo, de modo a minimizar-se os erros inerentes a cada ensaio e, conseqüentemente, obter-se resultados que pudessem ser considerados válidos do ponto de vista da confiabilidade metrológica. Posteriormente, foram selecionadas as amostras, representativas dos solos lateríticos de textura fina, as quais comporiam o espaço amostral tratado na análise. Obteve-se, a seguir, correlações CBR x DCP para as 4 amostras selecionadas, verificando-se se haveria a existência de uma correlação única válida para qualquer tipo de solo ou para solos de uma mesma classe pedológica ou, em última análise, se para cada amostragem do solo existiria uma específica àquele material. Finalmente, foram testadas outras potencialidades de utilização do ensaio DCP em obras viárias, tais como a avaliação da colapsividade de solos porosos, a avaliação e discretização estrutural de pavimentos existentes, a flutuação de resistência de camadas estruturais em função da sazonalidade de condições climáticas e a análise da eficiência de compactação de equipamentos de terraplanagem, além do confronto de resultados de campo versus laboratório. As conclusões apresentadas mostram o elevado grau de aplicabilidade do procedimento proposto para uso do ensaio DCP em obras viárias.

Um elemento finito triangular de três nós é desenvolvido a partir do princípio dos deslocamentos virtuais, com o campo das tensões reais e o dos deslocamentos virtuais independentes entre si e linearmente aproximados. As equações de equilíbrio discretizadas são escritas em termos de tensões nodais. O elemento é aplicado na avaliação da carga de colapso de problemas em estado plano de deformação, usando o teorema estático da análise limite. O escoamento do material é idealizado segundo o critério de Mohr-Coulomb. No processo de maximização da carga de colapso, as equações de equilíbrio discretizadas compõem, concomitantemente com as inequações linearizadas associadas ao critério de escoamento nodal, um problema de programação linear que é resolvido pelo Simplex Revisado. O elemento é apresentado sem recorrer a integrações numéricas, é de simples implementação computacional e produz resultados satisfatórios.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um método numérico para análise de problemas parabólicos, como o transporte advectivo-dispersivo de contaminantes no solo e como o adensamento. O método é baseado no conceito das equações adjuntas, sendo uma das possíveis extensões do ELLAM, um dos métodos mais promissores na garantia de convergência em problemas envolvendo números de Courant e Peclet elevados. O objetivo do trabalho é fornecer subsídios para o desenvolvimento futuro de métodos de grande precisão para o estudo de fenômenos acoplados, como o transporte de contaminantes em solos sob adensamento, que deve acontecer em argilas sob aterros sanitários. Desenvolveu-se inicialmente uma implementação do ELLAM com funções de interpolação fixas no tempo-espaço, mais apropriadas para problemas geotécnicos. Uma verificação numérica de sua ordem de convergência mostrou que este tipo de formulação sofre de limitações no número de Courant maiores que a formulação do ELLAM vigente. Posteriormente, desenvolveu-se um método de adjuntos localizados com polinômios de segundo grau (SOLAM - Second Order Localized Adjoint Method). Observou-se que o método também sofre de limitações de convergência para números de Courant e Peclet elevados; no entanto, o método apresentou desempenho para o problema do adensamento em meios heterogêneos superior ao dos métodos de elementos finitos, o que o torna adequado para o estudo de problemas acoplados.

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.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação da Professora Doutora Maria de Lurdes Lopes

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-11T21:34:45Z No. of bitstreams: 1 2018_LuisAlonsoGonzálezCorrales.pdf: 13575388 bytes, checksum: 9026a0bb1b0ed1d7ce195a03d58e1c32 (MD5) / Approved for entry into archive by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-13T17:19:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_LuisAlonsoGonzálezCorrales.pdf: 13575388 bytes, checksum: 9026a0bb1b0ed1d7ce195a03d58e1c32 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-13T17:19:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_LuisAlonsoGonzálezCorrales.pdf: 13575388 bytes, checksum: 9026a0bb1b0ed1d7ce195a03d58e1c32 (MD5) Previous issue date: 2018-09-11 / Na norma Brasileira encargada de fixar as condições exigíveis para a execução de tirantes, a NBR-5629 (1996), apenas as especificações sobre a análise de estabilidade interna são tratadas, ficando ao critério e experiência do engenheiro projetista da obra o método de cálculo a utilizar. Neste contexto, com o fim de avaliar e comparar as metodologias que atualmente são utilizadas para determinar a estabilidade interna de cortinas atirantadas, neste trabalho foram empregados os métodos analíticos de equilíbrio limite das cunhas: Nunes & Velloso (1963), Ranke & Ostermayer (1968) e Hoek & Bray (1981), além do Método dos Elementos Finitos (MEF), por meio de um estudo de caso no Rio de Janeiro. Complementarmente, foi avaliada a influência do modelo estratigráfico adotado no comportamento mecânico do solo e das estruturas. A partir da implementação dos métodos para a previsão da estabilidade interna, pode-se concluir que o método de Ranke & Ostermayer (1968) foi o método mais conservador no cálculo do fator de segurança global. Para cortinas ancoradas por uma ou duas linhas de tirantes, os maiores fatores de segurança por tirante foram fornecidos pelo MEF e os menores foram obtidos pelo método de Ranke & Ostermayer (1968). Em comparação ao MEF, os métodos de Nunes & Velloso (1963) e Hoek & Bray (1981) fornecem fatores de segurança muito menores. Os resultados da simulação numérica do modelo geotécnico desenvolvido nesta pesquisa mostraram a importância de considerar-se uma estratigrafia mais realista. Neste sentido, foram observados nas análises uma diminuição significativa dos deslocamentos horizontais e totais na cortina e dos recalques na superfície do terreno, além de uma melhoria dos fatores de segurança. / The Brazilian standard, NBR-5629 (1996), in charge in stablish the condition requires for the execution of anchored walls, only the specifications on the internal stability analysis are treated, being a criterion and experience of the engineer the method of calculation to use. In this context, in order to evaluate and compare the methodologies currently used to determine the internal stability of anchored wall, in this work, the analytical methods of wedge limit equilibrium were used; Nunes & Velloso (1963), Ranke & Ostermayer (1968) and Hoek & Bray (1981), in addition to the Finite Element Method (MEF), through a case study in Rio de Janeiro. The influence of the stratigraphic model adopted on the mechanical behavior of soil and structures was evaluated. From the implementation of the methods for predicting internal stability, it can be conclude that the method of Ranke & Ostermayer (1968) was the most conservative method for the global safety factor estimation. For curtains anchored by one or two rows, the major safety factors per tie are provided by the MEF and the smaller ones were obtained by the method of Ranke & Ostermayer (1968). Since these are simple methods with many simplifications, the Nunes & Velloso (1963) and Hoek & Bray (1981) methods provide much lower safety factors than those calculated by MEF. The results of the numerical simulation of the geotechnical model developed in this research show the importance of considering a more realistic stratigraphy. In this sense, a significant decrease in horizontal and total displacements in the curtain and vertical displacement at the surface was observed, as well as an improvement in safety factors.

Orientador: David de Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-09T15:24:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_RibamardeJesus_M.pdf: 3281674 bytes, checksum: 135d37dcb38ea7208dfdb87b862c01d7 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Estuda-se o comportamento geotécnico de um perfil de solo tropical típico da região de Bragança Paulista - SP. Esse perfil é classificado pela pedologia como um Latossolo Vermelho Amarelo. Para atingir esse objetivo foram realizados ensaios de caracterização, ensaios triaxiais e ensaios edométricos no teor de umidade natural e saturado. Nos ensaios de caracterização constatou-se o comportamento laterítico do solo. Nos ensaios edométricos quando os corpos de prova foram inundados nas tensões normalmente adotadas em projetos de fundações de edificações de pequeno e médio porte, construções características da cidade, constatou -se indícios de expansibilidade e colapsibilidade, apontando para a necessidade de estudos mais aprofundados sobre esses fenômenos em outras localidades do município / Abstract: The survey has the objective to investigate the geotechnical behavior of a typical soil profile at Bragança Paulista city - São Paulo State - Brazil. This profile is classified by the pedology as Red Yellow Oxisoil. To achieve this aim were accomplished characterization geotechnical tests, triaxial tests and consolidation tests. In the characterization tests was proved the lateritic behavior of the soil. In the consolidation tests when the samples were saturated in the tensions normally stipulated in edifications foundations projects at small and medium conveyance the results had pointed colapsible and expansive soil existence at the referred city / Mestrado / Geotecnia / Mestre em Engenharia Civil