Este trabalho apresenta resultados de provas de carga em placa com monitoramento do teor de umidade e da sucção matricial do solo, realizadas a 1,5 m de profundidade em um solo não saturado e colapsível, considerado representativo da região centro-oeste do estado de São Paulo. Foram executados ensaios com e sem inundação da cava, do tipo lento (SML), rápido (QML) e misto (lento até um determinado estágio, passando a rápido a partir de então). O acompanhamento do teor de umidade e da sucção durante os ensaios foi realizado através de pesagem de amostras, com a utilização da técnica de reflectometria no domínio do tempo (TDR) e com o auxílio de tensiômetros. A partir dos dados obtidos, procedeu-se a uma análise da influência da sucção na resposta do sistema solo-placa. Foi observado que o aumento da sucção provoca um crescimento substancial da capacidade de carga do solo. Comparando-se ensaios inundados com não inundados, observou-se que o colapso do solo mostra-se mais proeminente com o aumento da sucção. Com respeito à técnica de reflectometria no domínio do tempo, a mesma demonstrou um desempenho satisfatório para medidas de teor de umidade in situ. / This work presents results of plate load tests with measurements of soil moisture content and matric suction, carried out at a 1.5 m depth in an unsaturated collapsible soil, considered as representative of the middle-west region of the state of São Paulo, Brazil. The tests were performed with and without the wetting of the pit. Three test methods were used: slow maintained load (SML), quick maintained load (QML), and mixed tests (SML up to a certain stage, switched to QML from there on). Soil moisture content and suction were measured through gravimetric determination on samples, the time domain reflectometry technique (TDR), and tensiometers. The gathered data allowed an assessment of the influence of the soil suction over the soil-plate system response. It was observed that the increase in suction causes a substantial increase in soil bearing capacity. Comparisons between wet and non-wet tests showed that soil collapse is higher when suction rises. The time domain reflectometry technique showed a promising performance with respect to in situ water content measurements.

Este trabalho apresenta os resultados de provas de carga em placa com monitoramento da sucção e do teor de umidade, realizadas nas profundidades de 1,5, 4,0, 6,0 e 8,0 m no Campo Experimental de Fundações da Escola de Engenharia de São Carlos, cujo perfil geotécnico é representativo da região centro-oeste do Estado de São Paulo. Para cada profundidade também se realizou ensaios com pré-inundação do terreno, representando a condição de sucção de matricial nula. Constatou-se que a profundidade e a sucção matricial média no solo sob a placa influem significativamente na capacidade de carga no sistema solo-placa. As curvas tensão x recalque obtidas não se caracterizam ruptura nítida nem indicam o modelo de ruptura física, exigindo assim, a adoção de critérios de ruptura convencional. Devido à semelhança dessas curvas com as curvas e x log\'sigma\' de ensaios de adensamento e, por isso, utilizou-se o método de PACHECO SILVA (1970) como um critério ruptura convencional, comparando-se com valores da tensão de pré-adensamento obtidos em laboratório. Também se utilizou o recalque de 25 mm para obter a correspondente ruptura convencional. / This work presents the results of plate load tests with measurements of soil matric suction and moisture content, carried out in the depths of 1,5 , 4,0 , 6,0 and 8,0 m at the Experimental Field of Foundations of School of Engineering of São Carlos, whose soil profile is representative of the middle-west region of the State of São Paulo. For each depth tests with previous flooding of the land, representing the condition of null matric suction. Were also carried out It was verified that the depth and the average matric suction in the soil under the plate influence significantly in the load capacity of the soil-plate system. The stress settlement curve obtained does not characterize clear rupture nor indicate the model of physical rupture, demanding the adoption of approaches of conventional rupture. Due to the similarity of those curves with the e x log\'sigma\' curves from consolidation tests and, to put that, PACHECO SILVA (1970) method was used as an approach to conventional rupture, being compared with values of the preconsolidation stress obtained in laboratory. It was also used settlement of 25 mm to obtain the corresponding conventional rupture.

Submitted by Rodrigo Botelho Dumont null (botelhodumont@hotmail.com) on 2017-02-01T18:36:09Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Rodrigo Dumont FINAL.pdf: 2885082 bytes, checksum: 1ce7aca2f53fea3c38a490103ddb8948 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-02-06T11:52:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dumont_rb_me_bauru.pdf: 2885082 bytes, checksum: 1ce7aca2f53fea3c38a490103ddb8948 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-06T11:52:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dumont_rb_me_bauru.pdf: 2885082 bytes, checksum: 1ce7aca2f53fea3c38a490103ddb8948 (MD5) Previous issue date: 2016-12-12 / Os solos não saturados são materiais multifásicos e de comportamento complexo que podem ser encontrados em depósitos de grande espessura onde são construídas as obras de engenharia civil. O entendimento do comportamento tensão-deformação/fluxo desses solos tem sido aprimorado com o desenvolvimento de experimentos e modelos constitutivos que são aplicados para a previsão de comportamentos e análises de desempenho das obras geotécnicas. Tais modelos têm sido utilizados para simular diversos resultados de ensaios de laboratório de solos não saturados compactados, porém, simulações de resultados de ensaios de campo em solos não saturados naturais ainda têm sido pouco exploradas. A proposta deste trabalho é simular numericamente o comportamento Hidro-Mecânico de um solo arenoso não saturado via método de elementos finitos em ensaios de prova de carga em placa. Os parâmetros constitutivos do solo são provenientes de resultados de ensaios de laboratório realizados com controle de sucção. O programa de elementos finitos Code_Bright foi utilizado para a simulação dos resultados dos ensaios das provas de carga em placa realizadas em campo. Os resultados obtidos numericamente demonstraram a capacidade do modelo constitutivo mecânico em reproduzir adequadamente os resultados dos ensaios. A partir dos resultados, constatou-se que os recalques são fortemente afetados pela variação da sucção, demonstrando o comportamento colapsível do solo diante de aplicação de tensões e mudanças de umidade e sucção. O parâmetro constitutivo mecânico po*, tensão de pré-adensamento isotrópica do solo saturado, influencia significativamente o comportamento do solo, assim como a magnitude do colapso por inundação. Os resultados demonstraram a importância da condição não saturada na previsão de comportamento e o quanto tal condição pode afetar o dimensionamento de fundações diretas em solo não saturado de comportamento colapsível. O trabalho oferece informações básicas no tocante à estimativa da tensão admissível considerando a variabilidade sazonal decorrente da sucção no solo. / Unsaturated soils are multiphase materials with complex behavior that can be found in large thickness deposits where civil engineering works are built. The understanding of the stress-strain/flow behavior of these soils has been improved with the development of experiments and constitutive models that are applied to behavior predictions and performance analysis of geotechnical works. Such models have been used to simulate several laboratory test results on compacted unsaturated soils, however, simulation of field test results on natural unsaturated soils have been little explored. This work aims to simulate numerically the Hydro-Mechanical behavior of an unsaturated sandy soil by finite element method in plate loading tests. Constitutive parameters of the soil come from the laboratory test results performed with controlled soil suction. The program Code_Bright was used to simulate plate loading test results. The results showed the capacity of the constitutive mechanical model to reproduce the test results. The settlements are strongly affected by the soil suction variation, demonstrating the collapsible behavior for stress, moisture content or soil suction changes. The constitutive mechanical parameter po*, preconsolidation stress for saturated condition, affected significantly the soil behavior, as well as the magnitude of the collapse by wetting. The results presented the great importance of the unsaturated status of the soil in prediction behavior and how this condition can affect the design of foundations in unsaturated soils with collapsible behavior. This study provides basic information concerning the estimation of admissible stress, taking the seasonal variability due to the soil suction.

Este trabalho apresenta os resultados de provas de carga em placa com monitoramento da sucção e do teor de umidade, realizadas nas profundidades de 1,5, 4,0, 6,0 e 8,0 m no Campo Experimental de Fundações da Escola de Engenharia de São Carlos, cujo perfil geotécnico é representativo da região centro-oeste do Estado de São Paulo. Para cada profundidade também se realizou ensaios com pré-inundação do terreno, representando a condição de sucção de matricial nula. Constatou-se que a profundidade e a sucção matricial média no solo sob a placa influem significativamente na capacidade de carga no sistema solo-placa. As curvas tensão x recalque obtidas não se caracterizam ruptura nítida nem indicam o modelo de ruptura física, exigindo assim, a adoção de critérios de ruptura convencional. Devido à semelhança dessas curvas com as curvas e x log\'sigma\' de ensaios de adensamento e, por isso, utilizou-se o método de PACHECO SILVA (1970) como um critério ruptura convencional, comparando-se com valores da tensão de pré-adensamento obtidos em laboratório. Também se utilizou o recalque de 25 mm para obter a correspondente ruptura convencional. / This work presents the results of plate load tests with measurements of soil matric suction and moisture content, carried out in the depths of 1,5 , 4,0 , 6,0 and 8,0 m at the Experimental Field of Foundations of School of Engineering of São Carlos, whose soil profile is representative of the middle-west region of the State of São Paulo. For each depth tests with previous flooding of the land, representing the condition of null matric suction. Were also carried out It was verified that the depth and the average matric suction in the soil under the plate influence significantly in the load capacity of the soil-plate system. The stress settlement curve obtained does not characterize clear rupture nor indicate the model of physical rupture, demanding the adoption of approaches of conventional rupture. Due to the similarity of those curves with the e x log\'sigma\' curves from consolidation tests and, to put that, PACHECO SILVA (1970) method was used as an approach to conventional rupture, being compared with values of the preconsolidation stress obtained in laboratory. It was also used settlement of 25 mm to obtain the corresponding conventional rupture.

Este trabalho apresenta resultados de provas de carga em placa com monitoramento do teor de umidade e da sucção matricial do solo, realizadas a 1,5 m de profundidade em um solo não saturado e colapsível, considerado representativo da região centro-oeste do estado de São Paulo. Foram executados ensaios com e sem inundação da cava, do tipo lento (SML), rápido (QML) e misto (lento até um determinado estágio, passando a rápido a partir de então). O acompanhamento do teor de umidade e da sucção durante os ensaios foi realizado através de pesagem de amostras, com a utilização da técnica de reflectometria no domínio do tempo (TDR) e com o auxílio de tensiômetros. A partir dos dados obtidos, procedeu-se a uma análise da influência da sucção na resposta do sistema solo-placa. Foi observado que o aumento da sucção provoca um crescimento substancial da capacidade de carga do solo. Comparando-se ensaios inundados com não inundados, observou-se que o colapso do solo mostra-se mais proeminente com o aumento da sucção. Com respeito à técnica de reflectometria no domínio do tempo, a mesma demonstrou um desempenho satisfatório para medidas de teor de umidade in situ. / This work presents results of plate load tests with measurements of soil moisture content and matric suction, carried out at a 1.5 m depth in an unsaturated collapsible soil, considered as representative of the middle-west region of the state of São Paulo, Brazil. The tests were performed with and without the wetting of the pit. Three test methods were used: slow maintained load (SML), quick maintained load (QML), and mixed tests (SML up to a certain stage, switched to QML from there on). Soil moisture content and suction were measured through gravimetric determination on samples, the time domain reflectometry technique (TDR), and tensiometers. The gathered data allowed an assessment of the influence of the soil suction over the soil-plate system response. It was observed that the increase in suction causes a substantial increase in soil bearing capacity. Comparisons between wet and non-wet tests showed that soil collapse is higher when suction rises. The time domain reflectometry technique showed a promising performance with respect to in situ water content measurements.

Este trabalho parte de um acervo pré-existente de provas de carga em placa (segundo os procedimentos ABNT-NBR-6489 e ASTM-D-1196) em solos da Formação Guabirotuba, importante unidade geológica da região metropolitana de Curitiba. O objetivo do trabalho é favorecer o entendimento destes solos no que diz respeito à sua competência como subleito para pavimentos industriais rígidos. É realizada uma revisão sobre modelos de fundação de pavimento, aspectos geológicos e geotécnicos da Formação Guabirotuba, e métodos de determinação do coeficiente de recalque. A análise baseia-se no coeficiente de recalque \"k\" obtido em trinta e duas provas de carga em placa e utiliza uma classificação prática dos solos, quanto ao seu nível de intemperismo: argilas cinzas \"inalteradas\", argilas vermelhas \"laterizadas\" e argilas variegadas \"intemperizadas\", as quais mostram valores decrescentes de coeficiente de recalque, nessa ordem. Notou-se que algumas correlações existentes na literatura permitiram obter razoáveis previsões do coeficiente de recalque, como aquelas baseadas em valores de SPT e de CBR. Os valores de coeficiente de recalque medidos para estes solos mostram-se superiores àqueles sugeridos por tabelas práticas. Devido à variabilidade de resultados encontrada e à influência do subleito no desempenho final do sistema de fundação, fica evidenciada a importância da realização de provas de carga em placa para obtenção dos parâmetros de dimensionamento de pavimentos industriais rígidos. / The present work employs a data base of plate load tests (performed according the ABNT-NBR-6489 and ASTM-D-1196 procedures) in soils of the Guabirotuba Formation, important geological unit of Curitiba metropolitan region. The purpose of the work is the improving of the knowledge of these soils related to their behavior as subgrade for rigid industrial pavements. It is provided a revision about pavements foundation models, geological and geotechnical aspects of the Guabirotuba Formation and methods of the determination of the modulus of subgrade reaction. The analysis is based on the modulus of subgrade reaction \"k\" from 32 plate loading tests and uses a practical classification of the soils, according to their weathering level: intact gray clays, lateritic red clays and weathered variagate clays that showed a derease of the modulus in this order. Some correlations were found to predict fair values of \"k\", such as those based on SPT and on DCP. It was also noticed that the values of the modulus of subgrade reaction obtained are higher than the usual recommendations of the literature. The variability and the influence of the subgrade in the final performance of the pavaments make evident the importance of the plate load tests for obtaining reliable design parameters.

Este trabalho parte de um acervo pré-existente de provas de carga em placa (segundo os procedimentos ABNT-NBR-6489 e ASTM-D-1196) em solos da Formação Guabirotuba, importante unidade geológica da região metropolitana de Curitiba. O objetivo do trabalho é favorecer o entendimento destes solos no que diz respeito à sua competência como subleito para pavimentos industriais rígidos. É realizada uma revisão sobre modelos de fundação de pavimento, aspectos geológicos e geotécnicos da Formação Guabirotuba, e métodos de determinação do coeficiente de recalque. A análise baseia-se no coeficiente de recalque \"k\" obtido em trinta e duas provas de carga em placa e utiliza uma classificação prática dos solos, quanto ao seu nível de intemperismo: argilas cinzas \"inalteradas\", argilas vermelhas \"laterizadas\" e argilas variegadas \"intemperizadas\", as quais mostram valores decrescentes de coeficiente de recalque, nessa ordem. Notou-se que algumas correlações existentes na literatura permitiram obter razoáveis previsões do coeficiente de recalque, como aquelas baseadas em valores de SPT e de CBR. Os valores de coeficiente de recalque medidos para estes solos mostram-se superiores àqueles sugeridos por tabelas práticas. Devido à variabilidade de resultados encontrada e à influência do subleito no desempenho final do sistema de fundação, fica evidenciada a importância da realização de provas de carga em placa para obtenção dos parâmetros de dimensionamento de pavimentos industriais rígidos. / The present work employs a data base of plate load tests (performed according the ABNT-NBR-6489 and ASTM-D-1196 procedures) in soils of the Guabirotuba Formation, important geological unit of Curitiba metropolitan region. The purpose of the work is the improving of the knowledge of these soils related to their behavior as subgrade for rigid industrial pavements. It is provided a revision about pavements foundation models, geological and geotechnical aspects of the Guabirotuba Formation and methods of the determination of the modulus of subgrade reaction. The analysis is based on the modulus of subgrade reaction \"k\" from 32 plate loading tests and uses a practical classification of the soils, according to their weathering level: intact gray clays, lateritic red clays and weathered variagate clays that showed a derease of the modulus in this order. Some correlations were found to predict fair values of \"k\", such as those based on SPT and on DCP. It was also noticed that the values of the modulus of subgrade reaction obtained are higher than the usual recommendations of the literature. The variability and the influence of the subgrade in the final performance of the pavaments make evident the importance of the plate load tests for obtaining reliable design parameters.

[pt] O presente estudo teve como principal objetivo demonstrar que fibras derivadas da reciclagem de garrafas PET (Polietileno Tereftalato), confeccionadas com 100 porcento do resíduo, pela indústria têxtil, podem ser uma boa alternativa se utilizadas como reforço de solos, quando submetidos a diferentes níveis de cargas. Buscando uma melhor aplicabilidade para este material, foram executados ensaios de compressão triaxial drenados em laboratório, bem como ensaios de prova de carga em placa e também com simulação de um talude em modelo físico reduzido, para a determinação do comportamento mecânico de uma areia e do compósito areia-fibras PET. Para os ensaios triaxiais drenados, foram utilizadas fibras PET com dois títulos (correspondente ao diâmetro das fibras) e comprimentos distintos (1,4 dtex com 38 mm e 3,3 dtex com 56 mm), inseridas aleatoriamente na massa de solo, onde foi utilizado o teor de 0,5 porcento de fibras, em relação ao peso seco do solo, teor de umidade de 10 porcento e densidade relativa de 50 porcento. Os resultados mostraram que o comportamento da areia pura é influenciado pela adição de fibras PET, melhorando os parâmetros de resistência, como o intercepto coesivo e o ângulo de atrito, definidos pelo critério de Mohr-Coulomb. O compósito reforçado com as fibras PET de menor título e menor comprimento apresentou um maior ganho na resistência ao cisalhamento, mas ambos os compósitos, em comparação ao solo não reforçado, apresentaram uma maior resistência. Para os ensaios de prova de carga em placa e para a simulação do talude, ambos realizados em modelo físico reduzido, foram utilizadas as fibras de menor título e menor comprimento como elemento de reforço. Observa-se que a inserção das fibras PET melhora o comportamento carga-recalque da areia pura, onde o compósito reforçado apresenta uma maior capacidade de suporte e a redução dos recalques, bem como uma mudança na propagação e formação das fissuras ao redor da placa. Na simulação do talude, a inserção das fibras PET promove uma alteração completa no mecanismo de ruptura ocorrido no compósito, quando comparado à ruptura da areia pura. Ressalta-se o emprego positivo das fibras PET para aplicação como reforço de solos em obras geotécnicas (como por exemplo, em camadas de aterros sanitários, aterros sobre solos moles, reforço de taludes, base de fundações superficiais e controle de erosão), além de eliminar problemas atuais de disposição de resíduos, dando um fim mais nobre a este material, com benefícios ambientais, sociais e econômicos. / [en] The main objective of this study was to demonstrate that fibers derived from the recycling of PET (Polyethylene Terephthalate) bottle, 100 percent made from the residue by the textile industry, can be a good alternative if used as reinforcement of soil, when submitted to different load levels. Looking for a better applicability for this material, were executed drained triaxial compression tests in laboratory, as well as plate load tests, also with slope simulation in a reduced physic model, to evaluate the mechanical behavior of a sand and a composite sand-PET fibers. For the drained triaxial tests, were used PET fibers with two different titles (corresponding to the fiber diameters) and lenghts (1,4 dtex com 38 mm e 3,3 dtex com 56 mm), distributed randomly in the soil mass, where was used a fiber contente of 0,5 percent by relation to the soil s dry weight, moisture content of 10 percent and relative density of 50 percent. The results showed that the pure sand behavior was influenced by the addition of PET fibers, improving the strenght parameters as the cohesion intercept and the friction angle, defined by the Mohr-Coulomb criteria. The composite reinforced with PET fibers with minor title and lenght presented a better improvement in the shear strenght, but both composites, compared to the non reinforced soil, showed greater resistence. For the plate load tests and for the slope simulation, both performed in a reduced physic model, it was used the fiber with minor title and lenght as reinforcement element. The addiction of PET fibers improve the load-settlement behavior of the sand, where the reinforced composite shows a greater bearing capacity, a reduction of the settlements and a change in the propagation and formation of fissures around the plate. In the slope simulation, the addiction of PET fibers promove a complete alteration in the rupture mechanism that occurred in the composite, when compared to the rupture of the pure sand. It is highlighted the positive use of PET fibers for application as soil reinforcement in geotechnical works (as an example, in landfill layers, embankment on soft soil, slope reinforcement, base of shallow foundations and erosion control), eliminating current problems of waste disposal, giving a noble end to this material, with environmental, social and economical benefits.