No Brasil emprega-se, quase que exclusivamente, o N do SPT para o cálculo e estimativa da capacidade de carga e recalques em estacas. Os ensaios de campo fornecem estimativas rápidas dos parâmetros geotécnicos para o dimensionamento das fundações, sendo que seu uso tem crescido lentamente em algumas empresas da construção civil. A utilização do Dilatômetro de Marchetti no país ainda não é muito difundida, esperando-se, com a apresentação desse trabalho, poder contribuir para tornar a técnica mais utilizável no meio técnico nacional. O trabalho mostra que uma melhor caracterização do local pode ser obtida com o uso do DMT. Com os dados do ensaio dilatométrico os projetos de fundação ficam mais precisos ocorrendo em alguns casos economias na execução da fundação. O presente trabalho apresenta uma revisão bibliográfica do ensaio dilatométrico, contemplando publicações recentes sobre o assunto. A obtenção de parâmetros geotécnicos do solo, fornecidos por intermédio de ensaios de DMT, permitiu o emprego dos conceitos clássicos da Mecânica dos Solos em metodologias teóricas de previsão da capacidade de carga e a estimativa de recalques em estacas ensaiadas no Campo Experimental da USP. O objetivo desta pesquisa é apresentar uma alternativa de se projetar com auxílio de ensaios dilatométricos e obter resultados tão bons ou melhores do que os obtidos até o presente momento com as sondagens à percussão e, principalmente, com o intuito de apresentar mais uma ferramenta como suporte para os projetistas. / In Brazil, it is employed almost exclusively the \"N\" (number of blows required to drive the sampler the last 30 cm into the soil) of SPT to calculate and estimate the bearing capacity and settlement in piles. The field tests provide quick estimates of the geotechnical parameters for the foundation designs, this practice has been growing slowly in some of Civil Construction Companies. The use of Flat Dilatometer Test in the country is very rare and it is expected that this work will contribute to increase its use among us. In this work is shown that a better characterization of the site can be obtained with DMT. With the flat dilatometer test, the foundation designs may be carried out within a more precise base and in some cases economy may be achieved. The current work starts with a bibliography review of the flat dilatometer test. It also contemplates recent papers about the subject. The geotechnical parameters of the soil were supplied through DMT\'s, allowing the employment of the classical concepts of Soil Mechanics in theoretical methodologies of bearing capacity prediction and the elastic settlements of piles tested in full size at the Foundation Experimental Site of EPUSP. The aim of this research is to present an alternative to design with the help of dilatometer test, obtaining as good results or even better than the ones achieved so far with the Standard Penetration Test, and mainly to show one more tool as a support to the designers.

A compactação devido ao tráfego agrícola tem se tornado um dos grandes problemas de degradação do solo. Os modelos de predição vêm sendo utilizados para investigar o impacto do tráfego sobre atributos físicos do solo. Neste estudo, relações entre parâmetros mecânicos que descrevem a compressão do solo e atributos físicos são estabelecidas, a precisão das estimativas são testadas em campo, limitações físicas do solo são quantificadas por efeito do tráfego, a sensibilidade de indicadores de compactação é avaliada, e um sistema de predição de resistência à compactação para solos brasileiros é descrito, implementado e proposto. Regressões foram usadas estimar os parâmetros mecânicos do solo, e simples modelos foram propostos em função da densidade inicial sucção matricial. Teste de campo foram usados para avaliar a precisão das estimativas, e boa concordância foi observada entre medições e simulações. Em cenários simulados, solos compactados mostraram-se bastante sensíveis a variação de fatores limitantes para as plantas, medidos pelo intervalo hídrico ótimo. Medidas de resistência à penetração e sucção matricial pós-tráfego não substituíram avaliações diretas de variação de volume no diagnóstico de compactação do solo. Um fundamental modelo de resistência à compactação em função da tensão aplicada foi proposto, e parâmetros de máquina, pneu e solo podem ser utilizados para predição do risco de compactação em Latossolos brasileiros. / Compaction due to agricultural field traffic has become one of the major problems of soil degradation. Prediction models have been used to investigate the impact of the traffic on physical soil attributes. In this study, relationships among mechanical parameters which describing soil compression and physical attributes are established, the accuracy of the estimation are field-tested, physical soil limitations are quantified due to the traffic effect, the sensitivity of compaction indicators are evaluated, and a soil strength prediction system for Brazilian soils is described, implemented and proposed. Regression were used to estimate the soil mechanical parameters, and simple models were proposed as a function of the initial bulk density and matric suction. Field tests were used to evaluate the accuracy of the estimations, and good agreement was observed between measurements and simulations. On simulated scenarios, compacted soils were quite sensitive to the variation of limiting factors for the plants, measured by the least limiting water range. Post-traffic penetration resistance and matric suction measurements did not replace direct volume variation evaluations in the soil compaction diagnosis. A fundamental model of soil strength calculation as a function of the applied stress was proposed, and machinery, tyre and soil parameters can be used to predict the risk of compaction for Brazilian Oxisols.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF). / Solos mecanicamente estabilizados consistem em um grupo de estruturas de contenção em que elementos resistentes à tração são aplicados de forma a aumentar a resistência interna do solo, reduzindo a deformabilidade global do maciço. Tiras de aço galvanizado e tiras poliméricas podem ser utilizadas como reforço neste tipo de estrutura, entre outras possibilidades comerciais. As propriedades geotécnicas do solo selecionado como material de aterro neste tipo de obra são preponderantes para a estabilidade interna da estrutura, estando relacionadas à deformabilidade e à resistência do maciço. Usualmente, recomenda-se o uso de materiais de aterro granulares, como areias ou pedregulhos, os quais possuem boa resistência e performance adequada para este tipo de obra. No entanto, muitas vezes a aquisição de materiais de boa qualidade é dispendiosa face à disponibilidade e aos custos envolvidos, justificando a busca de alternativas construtivas que assegurem o comportamento adequado do solo reforçado com o uso de materiais mais econômicos. Neste contexto, neste trabalho são avaliadas interfaces de resistência solo-reforço por meio de ensaios de arrancamento considerando-se o uso de solo laterítico siltoso, característico do Distrito Federal, estabilizado com areia em teores pré-determinados. Dados complementares a respeito das propriedades físicas, mecânicas e hidráulicas dos solos também são apresentados, assim como outros parâmetros relacionados às aos materiais geotécnicos e características dos reforços. Os métodos de pesquisa abrangeram o projeto e montagem de equipamentos, preparação e calibração da instrumentação, a preparação dos solos para ensaios de laboratório, o programa experimental e a análise de dados. Com base nos resultados, foi possível quantificar as resistências de interface solo-reforço em diferentes situações, avaliando-se a influência das características e propriedades de ambos no comportamento observado. Além disso, foi possível definir uma faixa adequada de teores de mistura entre areia uniforme e solo laterítico siltoso, assegurando-se comportamento adequado e potencializando-se a economia da obra. Conclui-se que a construção de estruturas de solo reforçado pode ser viável com o uso de solos lateríticos siltosos estabilizados com areia em determinados teores. / Mechanically stabilized earth walls are a group of retaining wall systems that involve the presence of tensile elements to strengthen the soil, reducing the global deformability. Galvanized metal or polymeric strips may be used as reinforcements, among other commercial possibilities. Geotechnical properties for the backfill material are significant regarding to the internal stability of the reinforced earth structure and they are related to the global deformability of the system. Overall, the use of coarse soils as backfill material is recommended, such as sands and gravels, once these materials have good resistance and behavior for this construction system. However, the extraction of these materials may be expensive considering their availability and costs, validating the investigation for constructive alternatives that ensure reinforced earth appropriate behavior with the use of more economic materials. In this context, soil-reinforcement interfaces are evaluated in this work by means of pullout tests, considering the use of lateritic silty soil, usually found in Brazil`s Federal District, mixed with sand in predetermined percentages. Complementary information regarding physical, mechanical and hydraulic soil properties are also presented as well as other parameters related to geotechnical materials and reinforcements characteristics. The research methods covered apparatus design and assembly, instrumentation arrangement and instrumentation, soil preparation for laboratory tests, laboratory testing program and data analysis. Based on the results, it was possible to quantify the soil-reinforcement interface shear strength for different situations, also evaluating the influence of the materials characteristics and properties on the assessed performance. Additionally, it was possible to determinate an adequate range of mixture contents between uniform sand and lateritic silty soil. It could be concluded that constructing reinforced soil structures may be feasible with the use of lateritic silty soils mixed with sand depending on the ratio between the used materials.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, Programa de Pós-Graduação em Geografia, 2018. / Os deslizamentos estão entre os eventos naturais que mais provocaram mortes nos últimos anos, configurando-se como um grande problema em território nacional. Diversos estudos buscam formas de prever este tipo de fenômeno com base em parâmetros que permitam estabelecer patamares de segurança nas áreas mais susceptíveis. Dentre estes, a chuva é considerada o principal gatilho para o desencadeamento dos processos de desestabilização em áreas onde as condições morfométricas sejam propícias e tem sido adotada como indicador para a implementação de sistemas de alerta que permitam prever a ocorrência de deslizamentos com algum grau de efetividade. O algorítimo SHALSTAB conjuga a relação entre estas variáveis e tem obtido sucesso em âmbito global para a definição de zonas consideradas problemáticas do ponto de vista da estabilidade do solo. Entretanto, para que as previsões sejam realmente efetivas é necessário dispor de uma base de dados confiável, porém no Brasil, a escassez de dados sistematizados dificulta iniciativas neste sentido. O presente estudo propôs a simulação de deslizamentos a partir de produtos de Sensoriamento Remoto considerando a plataforma TRMM e o uso de dados SRTM na Bacia do Rio Itajaí (SC), área que sofreu em novembro de 2008 um dos maiores desastres associados a movimentos de massa em âmbito nacional. A metodologia proposta considerou de início o cálculo de níveis críticos de precipitação e coesão a partir do algorítimo SHALSTAB, partindo da comparação com dados de estações pluviométricas para as áreas afetadas, para a calibração dos mesmos a partir do processo de downscaling. Num segundo momento partiu-se para o uso de um MDT oriundo de orthofotos de alta resolução para a área mais problemática identificada na Sub-Bacia do Ribeirão Baú, considerando a relação da chuva com o volume relativo mobilizado e a acurácia do modelo conforme diferentes parâmetros de solo. Os procedimentos possibilitaram uma análise dinâmica do evento de 2008. Nesta simulação foi possível identificar a partir dos dados diários de precipitação quais as áreas mais afetadas em diversos momentos durante o período crítico de precipitação. O resultado alcançado possibilitou uma simulação mais efetiva dos locais onde as classes de risco foram definidas de acordo com a coesão crítica, durante as séries analisadas. Para a maior resolução, no resultado final com 22% da área classificada com algum grau de risco, foi possível interceptar 97% dos movimentos de massa identificados, considerando apenas a chuva de 23 de novembro de 2008. As conclusões permitem inferir que o uso de um procedimento semelhante poderia embasar um sistema de alerta em grande escala de abrangência, considerando que as bases iniciais utilizadas permitiram identificar as zonas mais críticas com relativo sucesso. / The landslides are the natural events that have caused most deaths in recent years, becoming a major problem in the national territory. Several studies seek ways to predict this type of phenomenon based on parameters that allow establishing safety levels in the most susceptible areas. Precipitation is considered the main trigger for the unleash of destabilization processes in areas where morphometric conditions are favorable and has been adopted as an indicator for the implementation of warning systems that allow to predict the occurrence of landslides with some degree of effectiveness. The SHALSTAB algorithm combines the relationship between these variables and has been successful globally for the definition of areas considered problematic from the perspective of soil stability. However, for predictions to be really effective it is necessary to have a reliable database, but in Brazil, the scarcity of systematized data makes difficult initiatives in this sense. The present study proposed the prediction of landslides from Remote Sensing products considering the TRMM platform and the use of SRTM data in the Itajaí River Basin (SC), an area that suffered in November of 2008 one of the largest disasters associated with mass movements at the national level. The proposed methodology considered the calculation of critical levels of precipitation and cohesion from the SHALSTAB algorithm, starting from the comparison with data of rainfall stations for the affected areas, to calibrate them from the downscaling process. Secondly, a high-resolution MDT was used for the most problematic area identified in the Baú river Sub-Basin, considering the relation between rainfall and the relative volume mobilized and the accuracy of the model according to different soil parameters. The procedures enabled a dynamic analysis of the 2008 event. In this simulation it was possible to identify from the daily precipitation data the most affected areas at different times during the critical precipitation period. The obtained result allowed a more effective prediction of the places where the risk classes could be defined according to the critical cohesion during the analyzed series. For the higher resolution, in the final result with 22% of the area classified with some degree of risk it was possible to intercept 97% of the mass movements identified, considering only the rain of November 23, 2008. The conclusions allow to infer that the use of a similar procedure could support a large-scale alert system, considering that the initial bases used allowed to identify the most critical areas with relative success.

Cogliati, Belén. (2011). Modelos viscosos em mecânica dos solos: análise de uma equação visco-hipoplástica. Dissertação de Mestrado, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo. Esta dissertação estuda o comportamento de um modelo visco-hipoplástico proposto por Niemunis (2002), com as funções constitutivas da equação hipoplástica de Nader (2003). Para entender o papel da viscosidade no comportamento do solo são discutidos o adensamento secundário, a influência da velocidade de deformação na resistência não-drenada e a variação do coeficiente de empuxo com o tempo. Como etapa preliminar, são apresentados os modelos reológicos simples em uma dimensão, formados por um só elemento (modelos de Hooke, Newton e Saint-Venant) e modelos compostos pela combinação desses elementos (modelos de Maxwell, Bingham, Kelvin- Voigt, sólido linear padrão e visco-plástico com endurecimento). São deduzidas as equações de fluência e relaxação para todos esses modelos. Em três dimensões, são apresentadas as formulações do modelo visco-hipoplástico de Niemunis (2002) com as funções constitutivas de Nader (2003). São deduzidas as expressões simplificadas desse modelo para ensaios triaxiais. Em seguida, as equações são aplicadas à simulação de ensaios de compressão isotrópica e compressão não-drenada, com o objetivo de investigar a relaxação e a fluência bem como para analisar a influência dos parâmetros na resposta do modelo. / This thesis studies the behavior of the visco-hypoplastic model proposed by Niemunis, using Nader\'s hypoplastic constitutive equations. To understand the importance of viscosity in soil behavior the following topics are first examined: secondary consolidation, strain rate effects on undrained strength and the time variation of the coefficient of lateral pressure at rest. As a preliminary step, the present work discusses one-dimensional rheological models formed by a single element (Hooke\'s, Newton\'s and Saint-Venant\'s models) or by the combination of these elements (Maxwell\'s, Bingham\'s, Kelvin-Voigt\'s models; the standard linear solid model and the visco-plastic hardening model). For all the rheological models creep and relaxation are investigated. Niemunis\' visco-hypoplastic model with Nader\'s constitutive equations is presented next. First, simplified expressions of this model for triaxial test are deduced. Then the equations are applied to the simulation of isotropic compression and undrainded compression tests, with the aim of investigating relaxation and creep as well as of analyzing the influence of each parameter on the model response.

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

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ). / Tendo em vista uma necessidade cada vez maior de redução de impactos ambientais envolvendo a construção de obras geotécnicas, torna-se relevante o emprego de materiais geossintéticos. Especificamente na execução de aterros sanitários, o aumento da inclinação dos taludes e da profundidade das células contribuem para o incremento da instabilidade das massas de solo e dificultam a realização de soluções de impermeabilização das células. Nesse contexto, os geossintéticos são considerados uma boa solução para redução desses tipos de problemas. Neste trabalho é apresentado um estudo sobre alguns aspectos que influenciam a aderência entre geossintéticos e diferentes materiais. Para isso, estudaram-se várias interfaces entre geotêxtil não tecido/geomembrana, solo/geomembrana, solo/geotêxtil não tecido, concreto fresco/geotêxtil não tecido e concreto fresco/geomembrana. Como materiais utilizados, foram empregados: (i) areia, (ii) dois geotêxteis não tecidos agulhados de diferente massa por área (300 g/m² e 800 g/m²), (iii) cinco geomembranas de 2 mm de espessura (4 de PEAD e 1 PEBDL), sendo uma lisa, três texturizadas de matriz balão e uma texturizada de matriz plana e (iv) concreto fresco com três abatimentos (40 mm, 60 mm e 80 mm). As interfaces foram testadas com ensaios de cisalhamento direto para áreas de contato quadradas (de lado 100 mm e de lado 300 mm); já a maior área, com dimensões 1920 mm x 470 mm (comprimento x largura), foi estudada por meio de ensaio de plano inclinado sobre base rígida. Nos ensaios foram empregados valores de tensões normais baixos (≤ 6 kPa) e altos (25, 50 e 100 kPa). Para as análises, foram definidas as características geométricas da microtopografia das geomembranas – por meio de microscópio digital –, quantificando a altura das asperezas e outros parâmetros de rugosidade para cada tipo de geomembrana. Como resultados, foram obtidas variações no comportamento resistente das interfaces, alcançando-se valores menores para a maior área de contato ensaiada. A resistência ao cisalhamento das interfaces foi maior com o aumento da altura das texturas e maior concentração (geomembranas de PEAD com matriz balão). Foi obtida uma aderência menor com o aumento do abatimento do concreto fresco. Nas interfaces com geotêxtil, a gramatura não influenciou significativamente nos valores do ângulo de atrito. Por outro lado, a caracterização microtopográfica mostrou diferenças significativas entre as geomembranas empregadas. / Considering an increasing need to reduce environmental impacts involving the construction of geotechnical works, the use of geosynthetic materials becomes relevant. Specifically, in the execution of landfills, increasing slope and cell depth contribute to increase the instability of soil masses and waterproofing solutions of cells. In this context, geosynthetics are considered a good solution to reduce these types of problems. This work presents a study of some aspects that influence the adhesion between geosynthetics and different materials. For this, several interfaces among non-woven geotextile/geomembrane, soil/geomembrane, soil/non-woven geotextile, fresh concrete/non-woven geotextile and fresh concrete/geomembrane were studied. The following materials were used: (i) sand, (ii) two needled nonwoven geotextiles of different mass per area (300 g/m² and 800 g/m²), (iii) five geomembranes with 2 mm of thick each (4 of HDPE and 1 of LLDPE), being one smooth, three textured by blown film and one textured by flat die matrix, and (iv) fresh concrete in three consistencies (40 mm, 60 mm and 80 mm). The interfaces were tested using direct shear tests for square contact areas of 100 mm side and 300 mm side, while the largest area with dimensions 1920 mm x 470 mm (length x width) was studied using inclined plane test on rigid base. In the tests, low values (≤ 6 kPa) and high values (25, 50 and 100 kPa) of confining stresses were employed. For the analysis, the geometric characteristics of the geomembrane micro-topographies were defined using a digital microscope, quantifying the height of the asperities and other parameters of roughness for each type of geomembrane. As results were obtained variations in the resistant behavior of the interfaces, smaller for greater area of §contact tested. The shear strength of the interfaces was higher with increasing height of the textures of higher concentration (HDPE geomembranes with blown film matrix). A minor adherence was obtained with the reduction of the consistency of fresh concrete. In the geotextile interfaces, the mass per area did not significantly influence the friction angle values. While the microtopographic characterization showed significant differences between the geomembranes employed.

A compactação devido ao tráfego agrícola tem se tornado um dos grandes problemas de degradação do solo. Os modelos de predição vêm sendo utilizados para investigar o impacto do tráfego sobre atributos físicos do solo. Neste estudo, relações entre parâmetros mecânicos que descrevem a compressão do solo e atributos físicos são estabelecidas, a precisão das estimativas são testadas em campo, limitações físicas do solo são quantificadas por efeito do tráfego, a sensibilidade de indicadores de compactação é avaliada, e um sistema de predição de resistência à compactação para solos brasileiros é descrito, implementado e proposto. Regressões foram usadas estimar os parâmetros mecânicos do solo, e simples modelos foram propostos em função da densidade inicial sucção matricial. Teste de campo foram usados para avaliar a precisão das estimativas, e boa concordância foi observada entre medições e simulações. Em cenários simulados, solos compactados mostraram-se bastante sensíveis a variação de fatores limitantes para as plantas, medidos pelo intervalo hídrico ótimo. Medidas de resistência à penetração e sucção matricial pós-tráfego não substituíram avaliações diretas de variação de volume no diagnóstico de compactação do solo. Um fundamental modelo de resistência à compactação em função da tensão aplicada foi proposto, e parâmetros de máquina, pneu e solo podem ser utilizados para predição do risco de compactação em Latossolos brasileiros. / Compaction due to agricultural field traffic has become one of the major problems of soil degradation. Prediction models have been used to investigate the impact of the traffic on physical soil attributes. In this study, relationships among mechanical parameters which describing soil compression and physical attributes are established, the accuracy of the estimation are field-tested, physical soil limitations are quantified due to the traffic effect, the sensitivity of compaction indicators are evaluated, and a soil strength prediction system for Brazilian soils is described, implemented and proposed. Regression were used to estimate the soil mechanical parameters, and simple models were proposed as a function of the initial bulk density and matric suction. Field tests were used to evaluate the accuracy of the estimations, and good agreement was observed between measurements and simulations. On simulated scenarios, compacted soils were quite sensitive to the variation of limiting factors for the plants, measured by the least limiting water range. Post-traffic penetration resistance and matric suction measurements did not replace direct volume variation evaluations in the soil compaction diagnosis. A fundamental model of soil strength calculation as a function of the applied stress was proposed, and machinery, tyre and soil parameters can be used to predict the risk of compaction for Brazilian Oxisols.

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