Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Mecânica dos solos e Engenharia Geotécnica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor António Viana da Fonseca

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Doutor Jorge Almeida e Sousa

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Viana da Fonseca

Tese de mestrado. Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica. 2006. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-26T22:41:49Z No. of bitstreams: 1 2018_JogérioEvangelistadeFreitas.pdf: 3240897 bytes, checksum: bffa4e3e2711ba6f77f282642c7c8573 (MD5) / Approved for entry into archive by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-10-08T20:15:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_JogérioEvangelistadeFreitas.pdf: 3240897 bytes, checksum: bffa4e3e2711ba6f77f282642c7c8573 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-08T20:15:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_JogérioEvangelistadeFreitas.pdf: 3240897 bytes, checksum: bffa4e3e2711ba6f77f282642c7c8573 (MD5) Previous issue date: 2018-10-08 / Esta pesquisa, avaliou a estabilização química de um solo do Estado de Roraima Brasil com adição de cinza da casca de arroz e ou cimento Portland. O objetivo principal é potencializar o uso da cinza da casca de arroz produzida na indústria cerâmica de Roraima visando estabilização para uso em pavimento rodoviário. Foram pesquisados diversos traços com misturas de solo e cinza, como também solo com cinza e cimento. Para o solo natural procedeuse os ensaios de caracterização (granulometria, limite de liquidez e limite de plasticidade), massa específica real e aparente e absorção a água da fração graúda. Para todos os traços foram realizados os ensaios de limite de liquidez e plasticidade, compactação, CBR, resistência a compressão simples, resistência a tração diâmetral e sucção pelo método do papel filtro. Para a cinza foram realizados análise química e mineralógica. Os ensaios foram realizados no laboratório da Empresa COEMA PAISAGISMO LTDA e nos laboratórios da Universidade Federal de Roraima (UFRR) e Universidade de Brasília (UNB). A granulometria do solo natural se mostrou desuniforme, limite de liquidez de 21%, limite de plasticidade igual a 16% e índice de plasticidade de 5%, indicando solo de baixa plasticidade sendo classificado pelo sistema HRB como solo do tipo A1-a e índice de grupo igual a zero. A classificação química mostrou ser tipo, classe IIA, resíduos não perigoso e inerte, não corrosivo e não tóxico. O difatograma de raio X mostrou que a cinza incinerada induz a formação de quartzo com presença de cristobalita, mostrando ser a cinza uma sílica cristalina. Foram realizados ensaios com vários teores de cinza, sendo o melhor resultado obtido com o teor de 6% de cinza para o CBR e resistência a compressão simples. O aumento do teor de cinza na mistura tendeu diminuir o valor do CBR em relação ao obtido para o solo natural. O cimento acelerou as reações pozolânicas nas misturas percebendo-se ganho de resistência já com a incorporação de 1% de cimento. O ensaio de sucção mostrou a capacidade da cinza em absorver água, reduzindo a sucção das misturas. De um modo geral a estabilização com cinza pode ser recomendado para uso em camadas de sub-base, e com cimento e cinza pode ser aplicado em camada de base de pavimentos. / This research evaluated the chemical stabilization of a soil from the State of Roraima Brazil, with the addition of ash from rice husk and/or Portland cement. The principle goal is to show the important of the use of rice husk ash produced in the ceramic industry of Roraima, wanting to establish of soil the use in paving highways. Various traces were examined with a mixture of soil and ash; and also with ash and cement mixed with soil. For the natural soil, experiments were conducted of the characteristics (granulametry, atterberg limits, plasticity limit), real specifmatter and apparent, and water absorption of the bigger pieces. For all the experiments were conducted osatterberg limits, and plasticity limits, compaction , CBR, resistance to simple compression, diameter traction resistance and suction by the paper filter method. For the ash, chemical and mineralogical analisis were done. The samples were analized in the laboratory of Roraima´s Federal University (UFRR), and the University of Brasília (UNB). The granulametry of the natural soil showed uneven, atterberg limit of 21,5%, plasticity limit equal to 16,3%, and plasticity index of 5,2%, showing low plasticity soil being classified by the HRB system as a soil type AI-a with group index equalto zero. The chemical classification of ash show to be class type IIA residues that are not harmful and inert, not corrosive and non-toxic. The results of difatogram x-ray showed that the burnt ash produces quartz formation with the presence of cristobalite, demonstrating to be crystal silic ash. The best result found with 6% ash CBR and simple compression resistance. When more ash was added to the mixture, the CBR ratio diminished compared to that with regular soil. The cement accelerated the pozolamics reaction in the mixtures showing resistance gain with incorporation of 1% of cement. The suction sample showed the capacity of ash to absorb water, reducing the mixtures suction. Is this way, the establishment with ash can be recommend to be used in sub-base layers, and with cement and ash can be applied in base layers of pavements.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-13T17:00:50Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 8912397 bytes, checksum: 4313047fe6f785f061f1f583dcfb3ebc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-13T17:00:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 8912397 bytes, checksum: 4313047fe6f785f061f1f583dcfb3ebc (MD5) Previous issue date: 2017-02-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As malhas urbanas, sobretudo as situadas em encostas de declives acentuados, são cenários de risco para a ocorrência de desastres naturais relacionados a movimentos de massa no Brasil, não estritamente pelas características geoambientais, mas também pela vulnerabilidade da comunidade frente ao impacto. Esses espaços necessitam de atenção no âmbito de gerenciamento de risco, visto que estas ocupações intensificam os processos de instabilidade. Dentro deste contexto, essa dissertação teve como objetivo identificar os processos responsáveis pelo risco geológico-geotécnico em um perímetro urbano composto por quatro bairros no Município de Rio Piracicaba (MG). A partir de levantamentos de campo e mapeamento utilizando imagens aéreas ortorretificadas obtidas pelo uso de um veículo aéreo não tripulado-VANT, foi possível criar cenários em escalas, variando entre 1:7.000 a 1.800, com um nível de detalhe satisfatório, além de produtos de interdependência espacial (3D), os quais permitiram identificar cicatrizes nas encostas, áreas de maior suscetibilidade aos perigos, bem como a disposição dos elementos no espaço. A hierarquização dos graus de risco foi realizada em concomitância com a metodologia nacional do Ministério das Cidades, dos quais 29 pontos de risco foram catalogados, 14 áreas delimitadas e georreferenciadas em ambiente SIG. Dentre estes, 16 pontos foram classificados como de alto risco à movimentos de massa, tendo como sujeito modificador do ambiente a ação antrópica aliado às características geotécnicas, geológicas e geomorfológicas desfavoráveis à ocupação. Os principais fatores identificados que influenciam para a ocorrência de movimentos de massa nas áreas avaliadas são os assentamentos precários e clandestinos, localizadas tanto no topo quanto na base da encosta, cortes e aterros realizados sem acompanhamento técnico com altura e inclinação elevadas, ausência de drenagem pluvial, disposição de águas servidas e fossas sanitárias, trincas nas moradias e presença de vegetação densa sobre a encosta. Além disso, há uma predisposição natural para problemas geoambientais, topografia acidentada e presença de unidades litológicas variáveis. De maneira a caracterizar geotecnicamente os materiais existentes na área de estudo, foram coletadas amostras indeformadas de solos, para realização de ensaios de laboratório e análise de estabilidade geotécnica em um ponto (talude) pré-classificado como alto risco, a fim de quantificar a real geometria do problema. Os produtos derivados de todos os levantamentos são ferramentas importantes para subsidiar a gestão e planejamento do uso e ocupação do solo do município, auxiliar as tomadas de decisões, e realizar ações preventivas de forma a minimizar o quadro atual e o desenvolvimento sustentável daquelas áreas que serão futuramente ocupadas na ampliação do espaço urbano. / Urban constructions, mainly located on steep slopes, started to represent risk scenarios for the occurrence of natural disasters related to landslides in Brazil, not strictly for the its geoenvironmental characteristics, but also for the vulnerability of the community to these impacts. These spaces need special attention for the management of geological-geotechnical risk, since these locations intensify the instability. In this context, this dissertation aimed to identify the processes responsible for the geological-geotechnical risk in an urban perimeter composed by 4 neighborhoods in the city of Rio Piracicaba (MG). Based on field surveys and mapping using orthorectified aerial images obtained through the use of an UAV- Unmanned Aerial Vehicle, it was possible to create scenarios on scales ranging from 1: 7.000 to 1.800 with a satisfactory detail, in addition to products of spatial interdependence (3D), which allowed to identify scars on the slopes, areas of greater susceptibility to hazards, as well as the arrangement of the elements in the urban space. The hierarchy of the degrees of risk was performed in conjunction with the brazilian methodology proposed by the Ministry of Cities, in which 29 risk points were cataloged and 14 areas were delimited and georeferenced in a GIS environment. Among these, 16 points were classified as high risk to mass movements, having as an environment modifier the anthropic action together with the geotechnical, geological and geomorphological characteristics unfavorable to the occupation. The main factors that influence the occurrence of mass movements in the evaluated areas are the precarious and clandestine settlements, located at the top and at the base of the slope, cuts and landfills made without technical accompaniment with high height and slope, absence of rainfall drainage, provision of wastewater and sanitary cesspits, cracks in dwellings and presence of dense vegetation on the slope. In addition, there is a natural predisposition for geoenvironmental problems, rugged topography and the presence of variable lithological units. In order to implement a geotechnical characterization of the existing materials in within the study area, undisturbed soil samples were collected to perform laboratory tests and geotechnical stability analysis at a slope previously classified as high risk. The generated products are important tools to subsidize the management and planning of the use and occupation of the urban area; assistance in decision-making; and preventive actions, in order to minimize the current situation and to provide the sustainable development of those areas that will be occupied in future urban land expansion.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-09-14T16:49:02Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2424434 bytes, checksum: 88d1a06e9c8a30f618ab73b7eae997d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-14T16:49:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2424434 bytes, checksum: 88d1a06e9c8a30f618ab73b7eae997d0 (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A busca por equipamentos de laboratório que sejam ágeis e eficazes e que possam ser empregados para a realização de ensaios tem sido constante na atual conjuntura, em especial para aplicações geoambientais e, mais especificamente, nos ensaios de percolação em coluna para o estudo de transporte de contaminantes em solos. Esses ensaios muitas vezes são realizados em equipamentos de laboratório que empregam gradientes hidráulicos que demandam tempos excessivos para as suas execuções. Partindo-se desse pressuposto, esse trabalho objetivou caracterizar a influência do gradiente hidráulico utilizado em ensaios de percolação em coluna na estrutura de solos compactados. O solo empregado foi um residual maduro pedologicamente classificado como Latossolo Vermelho- Amarelo, de expressiva ocorrência no Brasil e, em especial, no Sudeste brasileiro. Esse material apresenta 67% de argila, 10% de silte e 23% de areia, LL de 82% e LP de 46%. Esse solo foi compactado na sua umidade ótima (31,37%) de forma a se obter corpos de prova com o peso específico aparente seco máximo de 13,54 kN/m3. Tais corpos de prova forma utilizados em ensaios de permeabilidade, nos gradientes hidráulicos 15, 66, 85 e 140, dos quais se extraiu após o ensaio lâminas do topo e da base para análise micromorfológica e corpos de prova menores das camadas do topo, meio e base para realização de ensaios de cisalhamento direto. Os resultados obtidos sustentam que: (i) estatisticamente ao nível de significância de 5%, não se observa a ocorrência de variação significativa no coeficiente de permeabilidade, na tensão de cisalhamento máxima e nas feições micromorfológicas em função do gradiente utilizado nos ensaios; (ii) sob o prisma geotécnico, há: (a) leve tendência de aumento no coeficiente de permeabilidade e de queda na tensão cisalhante máxima com a elevação do gradiente hidráulico; e (b) quanto à influência do posicionamento adotado para a obtenção dos corpos de prova para a realização dos ensaios de cisalhamento direto, isto é, topo, meio e base, nota-se tendência de decréscimo nos valores médios da tensão cisalhante máxima com o aumento do gradiente hidráulico para o topo e o meio do corpo de prova. Por outro lado, tem-se decréscimo entre as médias da tensão cisalhante máxima da base entre os gradientes 15 e 66 e de acréscimo a partir deste último valor, inclusive superando aqueles determinados no topo, o que pode indicar possível ocorrência de carreamento de finos da base para o topo dos corpos de prova. / The search for laboratory equipment that are agile, effective and can be employed for reliable testing has been constant nowadays, particularly for geo-environmental applications and, more specifically, in column percolation tests applied to the study of transport of contaminants in soils. These tests are often performed in laboratory equipment employing low hydraulic gradients that require excessive time for their executions. Starting from this assumption, this work aimed to characterize the influence of the hydraulic gradient used in column percolation tests in the structure of a compacted soil. A mature residual soil pedologically classified as a Red- Yellow Latosol of expressive occurrence in Brazil, in particular, in Southeastern Brazil was used throughout the experiment. It was a 67% clay, 10% silt and 23% sandy soil, LL to 82% and LP to 46%. Soil compacted specimens were produced at the maximum dry density (13.54 kN.m-3) and the optimum moisture content (31.34%) of the Standard Proctor compaction effort to be used in the permeability test at the hydraulic gradients of 15, 66, 85 and 140. After tests, micromorphological analyses were taken of images captured from soil thin section slides in the top and base of the specimens. Moreover, direct shear tests were performed in other smaller specimens from the top, middle and base of the compacted soil for each of the hydraulic gradients. The results obtained support that: (i) statistically, at the significance level of 5%, there is no significant variation in the coefficient of permeability, in the maximum shear stress and in the micromorphological features in function of the hydraulic gradient used in the tests; (ii) geotechnically, there is: (a) slight tendency of increasing the coefficient of permeability and dropping the maximum shear stress from the elevation of the hydraulic gradient; and (b) regarding the influence of the position adopted in the specimen in order to produce other specimens for the realization of direct shear tests, that is, top, middle and base, there is tendency of decrease in the mean values of the maximum shear stress with increasing the hydraulic gradient for the top and middle of the specimens. On the other hand, it is observed decrease between the averages of the maximum shear stress for the hydraulic gradients 15 and 66, and increase from this last value, even surpassing those determined at the top, which could indicate possible movement of fine soil particles from the base to the top of the specimens.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A presente dissertação objetiva a verificação do desempenho dos ensaios do tipo CRS, com velocidade controlada, quando comparados aos ensaios de adensamento oedométricos convencionais, SIC. O ensaio SIC é executado em vários estágios de carga, cada qual com vinte e quatro horas de duração e razão unitária entre o incremento de tensão e a tensão anterior, requerendo um prazo total de cerca de 10 dias para sua execução. Já o ensaio de adensamento com velocidade controlada, CRS, tem sua duração bastante reduzida, o que levou diversos pesquisadores da área de Geotecnia a concentrarem esforços no estudo de seu desempenho, visando sua utilização mais ampla. Para este estudo foi adquirido equipamento da empresa Hogentogler Inc., designado por GeoStar. Sua instalação, montagem e calibração foram realizadas no Laboratório de Mecânica dos Solos. Foram executados ensaios em corpos de prova obtidos de amostras de caulim, preparadas em laboratório, e também em amostras de solos originários de dois depósitos de diferentes regiões no Estado do Rio de Janeiro: baixada de Jacarepaguá e Itaboraí. A dissertação procurou detalhar a execução dos ensaios, as dificuldades da interpretação das planilhas originadas pelo sistema de aquisição de dados, acoplado ao equipamento GeoStar, as mudanças efetuadas, as ocorrências não previstas, a análise e interpretação dos resultados e a comparação dos parâmetros obtidos com os ensaios SIC e CRS. Procurou-se estudar o efeito da velocidade de deformação, histórico de tensões, qualidade dos corpos de prova, parâmetros do ensaio, facilidade de execução e desempenho. Verificou-se a simplicidade, rapidez e o desempenho satisfatório do ensaio CRS. Sugere-se estender estudos semelhantes a outros locais e, principalmente, a amostras de qualidade superior, na expectativa de confirmar as conclusões detalhadas nesta pesquisa. / This thesis aims to check the performance of the constant rate of strain consolidation test, CRS, compared to the conventional oedometer test, SIC. The SIC test is usually performed in several load stages with load increment of unity, each stage left on for 24hr. The test duration last nearly 10 days. On the other hand, the constant rate of strain consolidation test, CRS, is performed in a much shorter interval. This aspect led many geotechnical researchers to focus efforts in studying the CRS performance, aiming their wider use in practice. The CRS equipment called GeoStar of Hogentogler Inc. has been imported from EUA for the use in this research. Its installation, assembly and calibration have been carried out in the laboratory of Soil Mechanics. CRS and SIC tests have been performed in caulim specimens, molded in the laboratory, and also in soil samples from two deposits of different sites in Rio de Janeiro State: Jacarepaguá and Itaboraí. The author attempted to detail the tests procedures, the difficulties of interpreting the worksheets that come along with the data acquisition system, necessary changes made in the worksheets, the unforeseen events, analysis and interpretation of results and comparison of the parameters obtained with the SIC and CRS tests. The author studied the effect of strain rate, tension history, sample disturbance, test parameters, ease of execution and test performance. The simplicity, short duration and satisfactory performance of CRS tests have been observed. The author suggests the extension of the studies to other sites, and especially the extraction of higher quality samples, hoping to confirm the findings detailed in this research.