Over the past 50 years, several advancements have been made in the research area of the mechanics of unsaturated soils. These advancements can be categorized into two groups; (i) development (or improvement) of testing techniques (or apparatus) to determine the mechanical properties of unsaturated soils and (ii) development of (numerical, empirical or semi-empirical) models to estimate the variation of mechanical properties of unsaturated soils with respect to suction based on the experimental results. Implementation of the mechanics of unsaturated soils in conventional geotechnical engineering practice, however, has been rather limited. The key reasons for the limited practical applications may be attributed to the lack of simple and reliable methods for (i) measuring soil suction in the field quickly and reliably and (ii) estimating the variation of mechanical properties of unsaturated soils with respect to suction. The main objective of this thesis research is to develop simple and reliable techniques, models or approaches that can be used in geotechnical engineering practice to estimate sol suction and the mechanical properties of unsaturated soils. This research can be categorized into three parts. In the First Part, simple techniques are proposed to estimate the suction values of as-compacted unsaturated fine-grained soils using a pocket penetrometer and a conventional tensiometer. The suction values less than 300 kPa can be estimated using a strong relationship between the compressive strength measured using a pocket penetrometer and matric suction value. The high suction values in the range of 1,200 kPa to 60,000 kPa can be estimated using the unique relationship between the initial tangent of conventional tensiometer response versus time behavior and suction value. In the Second Part, approaches or semi-empirical models are proposed to estimate the variation of mechanical properties of unsaturated soils with respect to suction, which include: - Bearing capacity of unsaturated fine-grained soils - Variation of bearing capacity of unsaturated fine-grained soils with respect to matric suction - Variation of initial tangent elastic modulus of unsaturated soils below shallow foundations with respect to matric suction - Variation of maximum shear modulus with respect to matric suction for unsaturated non-plastic sandy soils (i.e. plasticity index, Ip = 0 %) In the Third Part, approaches (or methodologies) are suggested to simulate the vertically applied stress versus surface settlement behavior of shallow foundations in unsaturated coarse-grained soils assuming elastic-perfectly plastic behavior. These methodologies are extended to simulate the stress versus settlement behavior of both model footings and in-situ plates in unsaturated coarse-grained soils. The results show that there is a reasonably good comparison between the measured values (i.e. soil suction, bearing capacity, elastic and shear modulus) and those estimated using the techniques or models proposed in this thesis research. The models (or methodologies) proposed in this thesis research are promising and encouraging for modeling studies and practicing engineers to estimate the variation of mechanical behavior of unsaturated soils with respect to matric suction.

Konsistensen på en gel bestående av tvärbunden hyaluronsyra beror av tre faktorer: total koncentration hyaluronsyra, gelningsgrad och tvärbindningsdensitet. För att utföra detta projekt erhölls tre olika geler med olika tvärbindningsdensitet. Dessa geler späddes dels med lösning av fri, icke tvärbunden, HA från 100 % gelningsgrad till 90 % och 80 %. De olika gelningsgraderna späddes också med natriumkloridlösning från den totala koncentrationen HA, 35 mg HA/g gel, till 25 mg/g och 15 mg/g. Projekts huvudfråga är att kartlägga gelens reologiska egenkaper då både total koncentration HA och gelningsgrad varieras. För att kunna kartlägga detta har en reometer brukats där följande tre tester körts: tidssvep, frekvenssvep och amplitudsvep. Från erhållen data har sedan två parametrar som representerar gelkompositionernas viskösa egenskaper (G'') och elastiska egenskaper (G') observerats. Även mätning av extruderingskraft har genomförts för att dra vidare paralleller och slutsatser mellan extruderingskraften och de reoligiska egenskaperna. Ur resultaten ses att förlusttangenten tenderar att sjunka när gelningsgraden ökar, d.v.s. gelerna blir då mer viskösa och mindre elastiska. Förlusttangenten sjunker även vid ökande total koncentration HA vilket betyder att G’ ökar mer än G’’ i vardera punkt som gör att förlusttangenten minskar.Det gick även att avläsa att de viskösa egenskaperna i gelen ökar då total koncentration hyaluronsyra minskar samt att de viskösa egenskaperna i gelerna minskar vid en sjunkande gelningsgrad. Mellan gelningsgrad 90-100 % och total koncentration HA 25-35 mg HA/g har analyserna som gjorts i detta projekt gett följande slutsatser. Konsistensen på gel A och C är mer påverkade av gelningsgraden än total koncentration HA. För gel B kan ingen dominerande parameter utläsas. / The softness of a gel made of crosslinked HA (HA = hyaluronic acid) depends onthree factors. One is the amount of free hyaluronic acid in the gel. Another is thedensity of the crosslinked network, which is the molecular entanglements in the gel.The third is the total concentration of HA. In this project a rheometer is used to measure the rheological properties by runningthe following tests: time sweep, frequency sweep and amplitude sweep. From theobtained data, parameters related to viscous properties (G’’) and elastic properties(G’) of the gels were observed. 27 different compositions of gels with three differentconcentrations (35 mg HA/g, 25 mg HA/g, 15 mg HA/g), three different gel contents(100%, 90%, 80%) and three different densities of crosslinked network (A, B, C) wereanalyzed. To draw further conclusions an analysis of extrusion force was performedas well. The results from the frequency sweeps show that the loss tangent for a gel increasedas the total concentration of HA was reduced and that the loss tangent for a gelincreased as the gel content was decreased. This indicates that the gels become moreviscous when either the concentration of HA or the gel content was decreased. Anincrease in concentration of HA results in an increase of G' and an increase of gelcontent also results in an increase of G'. The results from the amplitude sweeps showthat xG' (xG' = storage modulus at the crossover point between G' and G'') increasesas either the concentration of HA or the gel content is increased. For xStrain (xStrain= deformation of the gel at the crossover point) and xStress (xStress = the stressapplied to the gel at the crossover point) no clear trend can be seen regarding the gelcontent. But an increase in concentration of HA results in an increase of both xStrainand xStress. The results from the analysis of extrusion force show that an increase intotal concentration HA increases the force.

Ossos trabeculares possuem uma microestrutura porosa e podem ser modelados como um sólido elástico linear, heterogêneo e anisotrópico. A microtomografia tridimensional por raios-x (&#956CT) tem sido mundialmente utilizada para a caracterização de osso trabecular em pesquisas relacionadas à qualidade óssea e a doenças do metabolismo ósseo como a osteoporose. Na literatura existem poucas investigações sobre a influência de diferentes subvolumes amostrais na caracterização de propriedades mecânicas de osso trabecular humano através de &#956CT e ensaio mecânico computacional pelo método de Elementos Finitos. Nesta investigação doze vértebras humanas da região lombar foram utilizadas para a caracterização das propriedades mecânicas do osso trabecular através de &#956CT e modelagem computacional por elementos finitos. Uma amostra cúbica virtual com 18,5 mm de lado foi extraída de cada vértebra e quatro cubos menores centrais foram obtidos a partir dela com reduções de 20%, 40%, 60%, 80% do volume original de cada cubo. A abordagem Direct Mechanics por meio de análise de elementos finitos foi realizada através do Software FAIM (v6.0, Numerics88 Solutions Ltd). Os valores médios nas três direções principais de carregamento para os módulos de Young, Poisson e Torção obtidos foram, respectivamente, E1 = 294 MPa , E2 = 258 MPa , E3 = 153 MPa, G23 = 86 MPa, G31 = 103 MPa, G12 = 100 MPa, v21 = 0,121, v31 = 0,076, v12 = 0,137, v32 = 0,077, v13 = 0,141 e v23 = 0,140. O teste estatístico de Kruskal - Wallis ANOVA fator único foi aplicado com os procedimentos de comparação aos pares (teste de Tukey) mostrou que E1 &#8800 E3, E2 &#8800 E3 e E1 = E2. Isso indica que há a tendência para duas direções diferentes de carregamento mecânico nas amostras de osso trabecular das vértebras humanas analisadas, caracterizando uma simetria transversalmente isotrópica. Entretanto, os autovalores da matriz M (tensor anisotropia) expressaram uma tendência da microestrutura trabecular das vértebras humanas para a simetria ortotrópica, mostrando que a análise do fabric não classifica adequadamente a simetria da estrutura. A avaliação dos parâmetros microestruturais mostrou a tendência de um aumento do grau de conectividade das trabéculas a medida que ocorre uma redução dos subvolumes analisados (100% para 20% ou em milímetros de 18,5 para 3,7) acompanhado de um acréscimo dos valores da fração de volume ósseo. Esta tendência reforça a ideia de analisar-se as possíveis variações dos parâmetros morfométricos e mecânicos em domínios específicos. Em outras palavras, uma avaliação local com a escolha de volumes menores dos parâmetros microestruturais fração de volume, conectividade, espessura trabecular, separação trabecular, número trabecular e parâmetros mecânicos (Módulos de Young, Poisson e Torção) podem melhorar o prognóstico da resistência óssea, a qual prediz o risco de fratura de estruturas de osso esponjoso com precisão. Quando as propriedades mecânicas estão associadas com informações microestruturais por &#956CT são gerados mais parâmetros para se avaliar a qualidade óssea no diagnóstico de doenças do metabolismo ósseo. Portanto, a microtomografia de raios-X e análise de elementos finitos oferecem uma técnica não-invasiva com grande potencial para a avaliação da qualidade óssea. / Trabecular bone structures have a porous microstructure and can be modeled as linear elastic solid with a heterogeneous and anisotropic structure. The X-ray microtomography (&#956CT) has been used worldwide for the characterization of trabecular bone and its relationship with bone quality in metabolism diseases such as osteoporosis. In the literature there are few investigations regarding the influence of trabecular samples subvolumes in the assessment of microstructure and mechanical properties using &#956CT and finite element analysis. In this investigation twelve human vertebraes were used for the characterization of mechanical properties of trabecular bone using CT and computational modeling by finite elements. A cube sample with 18.5 mm sides was computationally extracted from each vertebrae and four smaller central cubes were obtained from it, with a 20%, 40%, 60%, 80% reduction from the original volume. The Direct Mechanics approach by finite element analysis was performed through the FAIM Software (v6.0, Numerics88 Solutions Ltd.). The mean values on three main directions of loading for Youngs Modulus, Poissons Modulus and Shears Modulus, were: E1 = 294 MPa , E2 = 258 MPa , E3 = 153 MPa G23 = 86 MPa, G31 = 103 MPa e G12 = 100 MPa, v21 = 0,121, v31 = 0,076, v12 = 0,137, v32 = 0,077, v13 = 0,141 e v23 = 0,140. The Kruskal-Wallis One Way Analysis of Variance on Ranks was applied with pairwise multiple comparison procedures (Tukey Test) showing that E1 &#8800 E3, E2 &#8800 E3 e E1 = E2. This indicates that there are two different main directions of loading on the trabecular bone samples of human vertebrae which is related to a transversely isotropic symmetry. However the eigenvalues of the matrix M (tensor anisotropy) expressed a tendency to orthotropic symmetry of the trabecular microstructure of human vertebrae, showing that the fabric assumption does not adequately classify the symmetry of the structure. The assessment of microstructural properties showed a tendency to increase the connectivity of the trabeculae with the reduction of the analyzed subvolumes (100% to 20% or 18.5 mm to 3.7 mm) as well as an increase of the bone volume fraction values. Those results highlight the idea that mechanical properties are better described in local regions. In other words, a local assessment of the microstructure parameters volume fraction, connectivity, trabecular thickness, trabecular separation, trabecular number and mechanical parameters (Youngs Modulus, Poissons Modulus and Shears Modulus) can improve the prediction of bone strength, which predicts the risk of cancellous bone fracture accurately. When the mechanical properties are associated with microstructural information more bone quality parameters are generated for the diagnosis of bone metabolism diseases and they can predict the fracture risk of cancellous bone structures with higher accuracy. Therefore, the X-ray microtomography and finite element analysis offer a non-invasive technique with great potential for the assessment of bone quality.

Ossos trabeculares possuem uma microestrutura porosa e podem ser modelados como um sólido elástico linear, heterogêneo e anisotrópico. A microtomografia tridimensional por raios-x (&#956CT) tem sido mundialmente utilizada para a caracterização de osso trabecular em pesquisas relacionadas à qualidade óssea e a doenças do metabolismo ósseo como a osteoporose. Na literatura existem poucas investigações sobre a influência de diferentes subvolumes amostrais na caracterização de propriedades mecânicas de osso trabecular humano através de &#956CT e ensaio mecânico computacional pelo método de Elementos Finitos. Nesta investigação doze vértebras humanas da região lombar foram utilizadas para a caracterização das propriedades mecânicas do osso trabecular através de &#956CT e modelagem computacional por elementos finitos. Uma amostra cúbica virtual com 18,5 mm de lado foi extraída de cada vértebra e quatro cubos menores centrais foram obtidos a partir dela com reduções de 20%, 40%, 60%, 80% do volume original de cada cubo. A abordagem Direct Mechanics por meio de análise de elementos finitos foi realizada através do Software FAIM (v6.0, Numerics88 Solutions Ltd). Os valores médios nas três direções principais de carregamento para os módulos de Young, Poisson e Torção obtidos foram, respectivamente, E1 = 294 MPa , E2 = 258 MPa , E3 = 153 MPa, G23 = 86 MPa, G31 = 103 MPa, G12 = 100 MPa, v21 = 0,121, v31 = 0,076, v12 = 0,137, v32 = 0,077, v13 = 0,141 e v23 = 0,140. O teste estatístico de Kruskal - Wallis ANOVA fator único foi aplicado com os procedimentos de comparação aos pares (teste de Tukey) mostrou que E1 &#8800 E3, E2 &#8800 E3 e E1 = E2. Isso indica que há a tendência para duas direções diferentes de carregamento mecânico nas amostras de osso trabecular das vértebras humanas analisadas, caracterizando uma simetria transversalmente isotrópica. Entretanto, os autovalores da matriz M (tensor anisotropia) expressaram uma tendência da microestrutura trabecular das vértebras humanas para a simetria ortotrópica, mostrando que a análise do fabric não classifica adequadamente a simetria da estrutura. A avaliação dos parâmetros microestruturais mostrou a tendência de um aumento do grau de conectividade das trabéculas a medida que ocorre uma redução dos subvolumes analisados (100% para 20% ou em milímetros de 18,5 para 3,7) acompanhado de um acréscimo dos valores da fração de volume ósseo. Esta tendência reforça a ideia de analisar-se as possíveis variações dos parâmetros morfométricos e mecânicos em domínios específicos. Em outras palavras, uma avaliação local com a escolha de volumes menores dos parâmetros microestruturais fração de volume, conectividade, espessura trabecular, separação trabecular, número trabecular e parâmetros mecânicos (Módulos de Young, Poisson e Torção) podem melhorar o prognóstico da resistência óssea, a qual prediz o risco de fratura de estruturas de osso esponjoso com precisão. Quando as propriedades mecânicas estão associadas com informações microestruturais por &#956CT são gerados mais parâmetros para se avaliar a qualidade óssea no diagnóstico de doenças do metabolismo ósseo. Portanto, a microtomografia de raios-X e análise de elementos finitos oferecem uma técnica não-invasiva com grande potencial para a avaliação da qualidade óssea. / Trabecular bone structures have a porous microstructure and can be modeled as linear elastic solid with a heterogeneous and anisotropic structure. The X-ray microtomography (&#956CT) has been used worldwide for the characterization of trabecular bone and its relationship with bone quality in metabolism diseases such as osteoporosis. In the literature there are few investigations regarding the influence of trabecular samples subvolumes in the assessment of microstructure and mechanical properties using &#956CT and finite element analysis. In this investigation twelve human vertebraes were used for the characterization of mechanical properties of trabecular bone using CT and computational modeling by finite elements. A cube sample with 18.5 mm sides was computationally extracted from each vertebrae and four smaller central cubes were obtained from it, with a 20%, 40%, 60%, 80% reduction from the original volume. The Direct Mechanics approach by finite element analysis was performed through the FAIM Software (v6.0, Numerics88 Solutions Ltd.). The mean values on three main directions of loading for Youngs Modulus, Poissons Modulus and Shears Modulus, were: E1 = 294 MPa , E2 = 258 MPa , E3 = 153 MPa G23 = 86 MPa, G31 = 103 MPa e G12 = 100 MPa, v21 = 0,121, v31 = 0,076, v12 = 0,137, v32 = 0,077, v13 = 0,141 e v23 = 0,140. The Kruskal-Wallis One Way Analysis of Variance on Ranks was applied with pairwise multiple comparison procedures (Tukey Test) showing that E1 &#8800 E3, E2 &#8800 E3 e E1 = E2. This indicates that there are two different main directions of loading on the trabecular bone samples of human vertebrae which is related to a transversely isotropic symmetry. However the eigenvalues of the matrix M (tensor anisotropy) expressed a tendency to orthotropic symmetry of the trabecular microstructure of human vertebrae, showing that the fabric assumption does not adequately classify the symmetry of the structure. The assessment of microstructural properties showed a tendency to increase the connectivity of the trabeculae with the reduction of the analyzed subvolumes (100% to 20% or 18.5 mm to 3.7 mm) as well as an increase of the bone volume fraction values. Those results highlight the idea that mechanical properties are better described in local regions. In other words, a local assessment of the microstructure parameters volume fraction, connectivity, trabecular thickness, trabecular separation, trabecular number and mechanical parameters (Youngs Modulus, Poissons Modulus and Shears Modulus) can improve the prediction of bone strength, which predicts the risk of cancellous bone fracture accurately. When the mechanical properties are associated with microstructural information more bone quality parameters are generated for the diagnosis of bone metabolism diseases and they can predict the fracture risk of cancellous bone structures with higher accuracy. Therefore, the X-ray microtomography and finite element analysis offer a non-invasive technique with great potential for the assessment of bone quality.

The Ph.D. thesis deals with one of the most important characteristics of hardened concrete; i.e. the modulus of elasticity. The thesis aims to describe and evaluate the important factors that affect the final value of concrete modulus of elasticity, especially those that can be influenced during construction. Another aim is to find ways to determine the static modulus of elasticity of concrete by non-destructive means (primarily ultrasonic pulse method, resonance method and use of electronic rebound hammers), thus to determine the possibility of creating calibration curve for NDT determination of the modulus of elasticity.

O conhecimento do módulo de resiliência dos materiais constituintes do pavimento e do seu subleito é indispensável quando o objetivo é projetá-lo, ou analisar o seu comportamento frente à solicitação das cargas rodoviárias. O módulo de resiliência é determinado, na maioria das vezes, a partir de resultados de ensaios triaxiais dinâmicos, que exigem equipamentos complexos para a sua realização. Assim, é desejável que se disponha de métodos que possibilitem a sua avaliação a partir de resultados de ensaios mais simples. Neste trabalho, foram realizados ensaios triaxiais dinâmicos para a determinação do módulo de resiliência de dois solos, um argiloso e outro arenoso fino, compactados nas energias normal e intermediária. A partir dos resultados dos ensaios cíclicos foi possível modelar a variação do módulo de resiliência com a variação do carregamento aplicado e identificar, entre as variáveis de tensão, aquelas que exercem maior influência no valor deste módulo. A existência de discrepâncias significativas entre os valores de módulo de resiliência obtidos a partir de sucessivos ensaios de um mesmo corpo-de-prova foi também investigada. Finalmente, analisou-se a existência de uma relação entre o módulo de resiliência obtido nos ensaios dinâmicos e o módulo tangente inicial proveniente de ensaios de compressão simples, sob diversos níveis de tensão. Os resultados mostram que este tipo de associação é promissora, mas exige-se que o universo dos solos estudados seja ampliado para que se estabeleça uma conclusão definitiva. / The knowledge about the resilient modulus of the pavement constituent materials and subgrade is essential in order to design or to analyze theirs behavior subjected to traffic loading. Often, the resilient modulus is obtained from repeated load triaxial tests demanding complex equipment for their execution. Thus, is desirable to develop methods to permit its evaluation from more simple tests. In this work, repeated load triaxial tests are carried out to the determination of the resilient modulus of two soils, a clay and a fine sand, compacted in the normal and intermediate AASHTO compretion efforts. From the repeated load triaxial test data it was possible to model the variation of resilient modulus with the variation of applied loading as wellos to identify, among the stress parameters, those of more influence on the value of this modulus. The significant discrepancy among the resilient modulus values obtained from successive tests in the same sample was also investigated. Finally, equations were developed in order to correlata the resilient modulus from repeated load triaxial tests to parameters from compressive strength tests, considering different states of stress. lt was shown that this type of empirical correlation presented satisfactory results, although incisiva conclusions could not be drawn without using a lager number and variety of soils.

Diese Arbeit stellt das Konzept der kompressionssensitiven Magnetresonanzelastographie vor. Kompressionssensitive MRE analysiert die Ausbreitung von Kompressionswellen und liefert dadurch Erkenntnisse über die Kompressionseigenschaften eines Mediums auf Grundlage eines poroelastischen Modells. Anomalien bei der Regulation des Gewebedrucks stehen in Zusammenhang mit verschiedenen Krankheitsbildern, wie Normaldruck-Hydrozephalus und Pfortader-Hypertonie. Statischer Druck spielt als Porendruck eine zentrale Rolle in den poroelastischen Wellengleichungen; die kompressionssensitive MRE könnte daher ein nichtinvasives Diagnoseinstrument darstellen, das die durch konventionelle Scherwellen-Elastographie gewonnenen Informationen um weitere Aspekte ergänzt. Diese Arbeit beschreibt die Entwicklung einer schnellen Singleshot-EPI-Bildgebungssequenz, mit deren Hilfe die durch propagierende Druckwellen hervorgerufene volumetrische Verzerrung quantifiziert werden kann. Die Validierung der kompressionssensitiven MRE erfolgte an verschiedenen Systemen: an porösen Gelphantomen, an der menschlichen Lunge in zwei Atemzuständen, in einer ex-vivo Schafsleber bei unterschiedlichen hydrostatischen Drücken und schließlich am menschlichen Gehirn. Die Ergebnisse belegen, dass die Stärke der induzierten volumetrischen Verzerrung sensitiv gegenüber Druckänderungen ist, wohingegen die Scherverzerrung keine derartige Abhängigkeit aufweist. In einer weiteren Studie wurde intrinsische Pulsation des menschlichen Hirns anstelle einer externen Vibrationsquelle ausgenutzt. Dabei erzeugte die arterielle Pulswelle eine kurze lokale Expansion des Hirnparenchyms; in der sich anschließenden diastolischen Phase erfolgte eine langsame Rückkehr zum Ausgangszustand. Aus den gemessenen volumetrischen Verzerrungen wurden durch Inversion der Druckwellengleichung numerische Werte für den Druckwellenmodul M berechnet; Rauschen wurde als primäre Ursache für die systematische Unterschätzung von M identifiziert. / This thesis introduces the concept of compression-sensitive Magnetic Resonance Elastography. Compression-sensitive MRE detects the propagation of pressure waves, providing insight into the compressibility of a material based on a poroelastic tissue model. Poroelastic models incorporate compressibility through interaction of compartments, even as each individual compartment remains incompressible. Hydrostatic tissue pressure abnormalities are associated with a number of diseases, such as normal pressure hydrocephalus or hepatic portal hypertension. Since pore pressure plays a central role in the poroelastic wave equations, compression-sensitive MRE could potentially serve as a diagnostic tool, providing information complimentary to shear-wave MRE data. This thesis describes the development of a fast single-shot EPI MR sequence capable of quantifying volumetric strain induced by external vibrations. Compression-sensitive MRE was validated in porous gel phantoms, in the human lung at two different respiratory states, in an ex vivo sheep liver at varying levels of hydrostatic pressure, and finally in human liver and brain. Results illustrate that compression-sensitive MRE is capable of quantifying volumetric strain in phantoms and in human organs. It was found that volumetric strain was sensitive toward pressure changes associated with different physiological states, whereas shear strain remained constant. In an additional study, pulsation of the human brain, driven by the heart cycle, was used as the actuation source instead of the external vibration generator. Results indicate local expansion of brain parenchyma upon the arrival of the arterial pulse wave, followed by a slow return to the initial state during the diastolic phase. Numerical values for the pressure wave modulus M were calculated from measured volumetric strain through inversion of the pressure wave equation. Measurement noise was identified as the primary effect causing a severe underestimation of M.

O conhecimento do módulo de resiliência (MR) é fundamental ao se projetar um pavimento, pois ele é necessário para o cálculo de tensões, deformações e deflexões nas suas camadas e subleito, bem como, a análise do desempenho do sistema. Embora ensaios de campo possam ser empregados para se determinar o MR, a grande maioria das pesquisas nesse sentido são desenvolvidas em laboratório, onde é possível um maior controle das condições da amostra, da aplicação de carregamento e medida dos deslocamentos. Porém, pela complexidade e alto custo dos ensaios de laboratório, há a necessidade de pesquisas que disponibilizem expressões que permitam estimar o MR a partir de resultados de ensaios mais simples que o triaxial cíclico e usuais na pavimentação. Nesta pesquisa, foram realizados ensaios triaxiais cíclicos para a determinação do MR de três solos empregados em rodovias de Campo Grande - MS. A partir dos resultados dos ensaios triaxiais cíclicos, verificou-se o desempenho dos modelos mais comumente empregados para se representar a variação do módulo de resiliência em função do estado de tensão. Foram propostas e analisadas expressões matemáticas entre o MR obtido a partir dos ensaios triaxiais cíclicos e o módulo tangente inicial proveniente de ensaios de compressão simples, sob diversos níveis de tensão. Finalmente, analisou-se a existência de relações que englobem, além dos solos estudados nesta pesquisa, os solos estudados anteriormente em outras pesquisas desenvolvidas na EESC-USP. Os resultados mostram que este tipo de associação é promissora, mas exige-se que o universo de solos estudados seja ampliado para que se estabeleça uma inferência decisiva. / The resilient modulus knowledge (MR) is fundamental for pavement design, once it is necessary for stresses, strains and deflections calculus in its layers and subgrade, as well as, the analysis of system performance. Although field tests may be used to determine the dynamic behavior of soils, most of researchers favor laboratory tests, based on the fact that such tests are less constrained because of their carefully controlled conditions. Because laboratory procedures are considered complex and highly expensive, it is desirable to establish relationships among MR and other index properties that are relatively simple and usual in pavement construction. In this research, cyclic triaxial tests were performed to determine MR of three soils used in Campo Grande-MS roads. The performance of the models most commonly adopted to represent resilient modulus as a function of state of stress were verified. A mathematical expression among MR, obtained from the cyclic triaxial tests, and the initial tangent modulus, obtained from unconfined compression strength tests, were developed considering different states of stress. Finally, were analyzed the existence of relationships among soils studied in this research, and soils used in previous studies developed at EESC-USP. Results show that this type of empirical correlation presents a satisfactory results, however incisive conclusions cannot be taken without a large number and variety of soils.

O conhecimento do módulo de resiliência (MR) é fundamental ao se projetar um pavimento, pois ele é necessário para o cálculo de tensões, deformações e deflexões nas suas camadas e subleito, bem como, a análise do desempenho do sistema. Embora ensaios de campo possam ser empregados para se determinar o MR, a grande maioria das pesquisas nesse sentido são desenvolvidas em laboratório, onde é possível um maior controle das condições da amostra, da aplicação de carregamento e medida dos deslocamentos. Porém, pela complexidade e alto custo dos ensaios de laboratório, há a necessidade de pesquisas que disponibilizem expressões que permitam estimar o MR a partir de resultados de ensaios mais simples que o triaxial cíclico e usuais na pavimentação. Nesta pesquisa, foram realizados ensaios triaxiais cíclicos para a determinação do MR de três solos empregados em rodovias de Campo Grande - MS. A partir dos resultados dos ensaios triaxiais cíclicos, verificou-se o desempenho dos modelos mais comumente empregados para se representar a variação do módulo de resiliência em função do estado de tensão. Foram propostas e analisadas expressões matemáticas entre o MR obtido a partir dos ensaios triaxiais cíclicos e o módulo tangente inicial proveniente de ensaios de compressão simples, sob diversos níveis de tensão. Finalmente, analisou-se a existência de relações que englobem, além dos solos estudados nesta pesquisa, os solos estudados anteriormente em outras pesquisas desenvolvidas na EESC-USP. Os resultados mostram que este tipo de associação é promissora, mas exige-se que o universo de solos estudados seja ampliado para que se estabeleça uma inferência decisiva. / The resilient modulus knowledge (MR) is fundamental for pavement design, once it is necessary for stresses, strains and deflections calculus in its layers and subgrade, as well as, the analysis of system performance. Although field tests may be used to determine the dynamic behavior of soils, most of researchers favor laboratory tests, based on the fact that such tests are less constrained because of their carefully controlled conditions. Because laboratory procedures are considered complex and highly expensive, it is desirable to establish relationships among MR and other index properties that are relatively simple and usual in pavement construction. In this research, cyclic triaxial tests were performed to determine MR of three soils used in Campo Grande-MS roads. The performance of the models most commonly adopted to represent resilient modulus as a function of state of stress were verified. A mathematical expression among MR, obtained from the cyclic triaxial tests, and the initial tangent modulus, obtained from unconfined compression strength tests, were developed considering different states of stress. Finally, were analyzed the existence of relationships among soils studied in this research, and soils used in previous studies developed at EESC-USP. Results show that this type of empirical correlation presents a satisfactory results, however incisive conclusions cannot be taken without a large number and variety of soils.

O conhecimento do módulo de resiliência dos materiais constituintes do pavimento e do seu subleito é indispensável quando o objetivo é projetá-lo, ou analisar o seu comportamento frente à solicitação das cargas rodoviárias. O módulo de resiliência é determinado, na maioria das vezes, a partir de resultados de ensaios triaxiais dinâmicos, que exigem equipamentos complexos para a sua realização. Assim, é desejável que se disponha de métodos que possibilitem a sua avaliação a partir de resultados de ensaios mais simples. Neste trabalho, foram realizados ensaios triaxiais dinâmicos para a determinação do módulo de resiliência de dois solos, um argiloso e outro arenoso fino, compactados nas energias normal e intermediária. A partir dos resultados dos ensaios cíclicos foi possível modelar a variação do módulo de resiliência com a variação do carregamento aplicado e identificar, entre as variáveis de tensão, aquelas que exercem maior influência no valor deste módulo. A existência de discrepâncias significativas entre os valores de módulo de resiliência obtidos a partir de sucessivos ensaios de um mesmo corpo-de-prova foi também investigada. Finalmente, analisou-se a existência de uma relação entre o módulo de resiliência obtido nos ensaios dinâmicos e o módulo tangente inicial proveniente de ensaios de compressão simples, sob diversos níveis de tensão. Os resultados mostram que este tipo de associação é promissora, mas exige-se que o universo dos solos estudados seja ampliado para que se estabeleça uma conclusão definitiva. / The knowledge about the resilient modulus of the pavement constituent materials and subgrade is essential in order to design or to analyze theirs behavior subjected to traffic loading. Often, the resilient modulus is obtained from repeated load triaxial tests demanding complex equipment for their execution. Thus, is desirable to develop methods to permit its evaluation from more simple tests. In this work, repeated load triaxial tests are carried out to the determination of the resilient modulus of two soils, a clay and a fine sand, compacted in the normal and intermediate AASHTO compretion efforts. From the repeated load triaxial test data it was possible to model the variation of resilient modulus with the variation of applied loading as wellos to identify, among the stress parameters, those of more influence on the value of this modulus. The significant discrepancy among the resilient modulus values obtained from successive tests in the same sample was also investigated. Finally, equations were developed in order to correlata the resilient modulus from repeated load triaxial tests to parameters from compressive strength tests, considering different states of stress. lt was shown that this type of empirical correlation presented satisfactory results, although incisiva conclusions could not be drawn without using a lager number and variety of soils.