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Estudo dos mecanismos de instabilidade em solos residuais de biotita-gnaisse da bacia do ribeirão GuaratinguetáBenessiuti, Mariana Ferreira [UNESP] 04 February 2011 (has links) (PDF)
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benessiuti_mf_me_bauru.pdf: 4336666 bytes, checksum: b38250d3f308f9ca935e1e148d3fa7a0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A região das nascentes do ribeirão Guaratinguetá, localizada no contraforte da Serra da Mantiqueira, Vale do Paraíba, tem sido intensamente modificada por ações antrópicas criando condições que favorecem os movimentos de massa, princiapalmente devido à supressão da mata nativa. Estas ações, somada ao aumento a intensidade de chuvas sobre uma complexa geologia da região, têm potencializado os escorregamentos translacionais, de modo que foram registradas mais de 40 ocorrências, nas chuvas do final de 2008 e início de 2009. Neste contexto, as proposta desta dissertação é de identificar os mecanismos que geram essas instabilidades através da avaliação das características geotécnicas de dois escorregamentos característicos na bacia do ribeirão Guaratinguetá. Para isso, as atividades envolveram ensaios de laboratório e de campo. No laboratório foram realizados ensaios para a caracterização completa das amostras, ensaios de sucção, para determinação das curvas características, e ensaios de cisalhamento direto, para determinação dos parâmetros de resistência. No campo, foram determinadas as propriedades hidráulicas através do permeâmetro de Guelph e a resistência à penetração dos horizontes utilizando o Penetrômetro Dinâmico de Cone. O estudo dos possíveis processos de identificação de instabilidade foi realizado a partir de retro-análises dos dois escorregamentos estudados, através do software SLOPE/W, da GeoSlope, e de simulações de cenários, através do modelo matemático Shalstab. Nestas análises, foram consideradas diferentes hipóteses relativas à presença de água no subsolo, onde foram verificados os respectivos fatores de segurança. Os resultados das retro-análises indicam coerência entre as superfícies previstas e observadas no campo, para a condição de solo saturado acima da superfície de ruptura e solo na umidade residual... / The land degradation process as consequences of deforestation and farming activities at the northem part of the Guaratinguetá creek watershed, Paraíba Valley, is compromising the environmental balance of the region traduced by increase in the numbers of shallow landslides occurring during rain seasons. In summer 2009, more than 40 shallow landslides occurred during an intense rainfall with serious consequence for the local population. In this context, the purpose of this dissertation is to understand the mechanism that triggered the soil movement based on geotechnical investigation of two landslides in the Guaratinguetá creek watershed. The geotechnical profiles of two landslides and the hydraulic parameters were determined by field tests using Dynamic Cone Penetrometer and Guelph Permeameter. In laboratory, physical and mechanical soil properties were determined. The shear strength parameters were obtained by direct shear tests on undisturbed speciments for three initial gravimetric water contents (residual, natural and saturated). The instability process was inferrred by back-analysing these two landslides using the SLOPE/W, GeoSlope, and simulating scenarios using SHALSTAB model. These analyses took into account the physical properties and the shear strength parameters of the solis for different water contents. The predicted slip surfaces were in agreement with the observed ones when the analyses considered the soil parameters above the slip surface as saturated and the soil parameters below the slip surface as in residual water content condition. The susceptibility map using SHALSTAB were then carried out for the soil parameters for satured condition. The influence of the vegetation (root strength) was inserted in the analyses by a scale factor based onn Algebra Map Technique. The validation of the applied methodology was verified by crossing the predicted unstable... (Complete abstract click electronic access below)
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Estudo dos mecanismos de instabilidade em solos residuais de biotita-gnaisse da bacia do ribeirão Guaratinguetá /Benessiuti, Mariana Ferreira. January 2011 (has links)
Orientador: George de Paula Bernardes / Banca: Eduardo Dell'Avanzi / Banca: Heraldo Luiz Giacheti / Resumo: A região das nascentes do ribeirão Guaratinguetá, localizada no contraforte da Serra da Mantiqueira, Vale do Paraíba, tem sido intensamente modificada por ações antrópicas criando condições que favorecem os movimentos de massa, princiapalmente devido à supressão da mata nativa. Estas ações, somada ao aumento a intensidade de chuvas sobre uma complexa geologia da região, têm potencializado os escorregamentos translacionais, de modo que foram registradas mais de 40 ocorrências, nas chuvas do final de 2008 e início de 2009. Neste contexto, as proposta desta dissertação é de identificar os mecanismos que geram essas instabilidades através da avaliação das características geotécnicas de dois escorregamentos característicos na bacia do ribeirão Guaratinguetá. Para isso, as atividades envolveram ensaios de laboratório e de campo. No laboratório foram realizados ensaios para a caracterização completa das amostras, ensaios de sucção, para determinação das curvas características, e ensaios de cisalhamento direto, para determinação dos parâmetros de resistência. No campo, foram determinadas as propriedades hidráulicas através do permeâmetro de Guelph e a resistência à penetração dos horizontes utilizando o Penetrômetro Dinâmico de Cone. O estudo dos possíveis processos de identificação de instabilidade foi realizado a partir de retro-análises dos dois escorregamentos estudados, através do software SLOPE/W, da GeoSlope, e de simulações de cenários, através do modelo matemático Shalstab. Nestas análises, foram consideradas diferentes hipóteses relativas à presença de água no subsolo, onde foram verificados os respectivos fatores de segurança. Os resultados das retro-análises indicam coerência entre as superfícies previstas e observadas no campo, para a condição de solo saturado acima da superfície de ruptura e solo na umidade residual... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The land degradation process as consequences of deforestation and farming activities at the northem part of the Guaratinguetá creek watershed, Paraíba Valley, is compromising the environmental balance of the region traduced by increase in the numbers of shallow landslides occurring during rain seasons. In summer 2009, more than 40 shallow landslides occurred during an intense rainfall with serious consequence for the local population. In this context, the purpose of this dissertation is to understand the mechanism that triggered the soil movement based on geotechnical investigation of two landslides in the Guaratinguetá creek watershed. The geotechnical profiles of two landslides and the hydraulic parameters were determined by field tests using Dynamic Cone Penetrometer and Guelph Permeameter. In laboratory, physical and mechanical soil properties were determined. The shear strength parameters were obtained by direct shear tests on undisturbed speciments for three initial gravimetric water contents (residual, natural and saturated). The instability process was inferrred by back-analysing these two landslides using the SLOPE/W, GeoSlope, and simulating scenarios using SHALSTAB model. These analyses took into account the physical properties and the shear strength parameters of the solis for different water contents. The predicted slip surfaces were in agreement with the observed ones when the analyses considered the soil parameters above the slip surface as saturated and the soil parameters below the slip surface as in residual water content condition. The susceptibility map using SHALSTAB were then carried out for the soil parameters for satured condition. The influence of the vegetation (root strength) was inserted in the analyses by a scale factor based onn Algebra Map Technique. The validation of the applied methodology was verified by crossing the predicted unstable... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre
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[en] BEHAVIOUR OF A NAILED EXCAVATION IN GNEISSIC RESIDUAL SOIL / [pt] COMPORTAMENTO DE UMA ESCAVAÇÃO GRAMPEADA EM SOLO RESIDUAL DE GNAISSEANDRE PEREIRA LIMA 04 December 2007 (has links)
[pt] O comportamento de uma escavação grampeada em solo
residual de
gnaisse foi avaliado por um programa de monitoramento
geotécnico do maciço
reforçado. Diversas obras estão sendo realizadas no país,
sem conhecimentos
detalhados sobre as deformações inerentes à técnica e
sobre os mecanismos de
interação solo-grampo. No Brasil, menos de 10% das obras
de solo grampeado
utilizaram algum tipo de instrumentação. Esta pesquisa
teve por objetivo a
análise de uma escavação em solo residual reforçada com
grampos. A
escavação foi instrumentada para o monitoramento dos
deslocamentos do
maciço e dos esforços nos grampos. Um extenso programa
experimental de
ensaios de campo e laboratório foi executado para fornecer
os parâmetros
geotécnicos utilizados nas análises computacionais. A
escavação grampeada
teve cerca de 40m de altura, constituindo uma experiência
inédita no país e
talvez no mundo. Devido a esta altura, os grampos
superiores foram instalados
com comprimentos de até 24m. O comportamento do talude foi
influenciado pelo
processo executivo e por uma outra escavação no terreno
vizinho. O
monitoramento indicou que os deslocamentos do maciço e os
esforços nos
grampos cresceram significativamente com o avanço da
escavação e não
cessaram ao final da obra. Os grampos trabalharam
predominantemente à
tração, com momentos fletores pouco significativos. Os
valores de tração
estimados na fase de projeto diferiram dos resultados
obtidos na instrumentação.
A distribuição dos esforços de tração foi influenciada
pelas características
geológicas do maciço. A tração máxima (Tmáx) teve uma
posição variando com a
profundidade e a inclinação do talude, e uma magnitude
aumentando
exponencialmente com o avanço da escavação. A tração na
face (To) foi de 0,3 a
0,6 de Tmáx. A resistência mobilizada no contacto solo-
grampo não ultrapassou
35% do valor de qs medido nos ensaios de campo. / [en] The behavior of a nailed excavation in gneissic residual
soil has been
studied by a comprehensive research program, including
instrumentation, field
and laboratory tests and numerical analyses. Soil nailing
is becoming a popular
stabilization technique in Brazil. However, a solid
knowledge about the soil-nail
interaction is still lacking. There are a few studies
about the inherent
deformations of the reinforced mass and the magnitude of
nail`s stresses. In
Brazil, less than 10% of stabilization works have some
type of instrumentation.
The main objective of this research was monitoring and
analysing a 40m high soil
nailed slope excavation.
Due to this unique height, the upper nails were installed
with 24m length.
The slope behavior was influenced by several factors, such
as the construction
technique and a subsequent excavation at one adjacent
site. The results
indicated a significant increase of reinforced mass
displacements and of the nail s
mobilized tension during the progress of the excavation.
These did not cease
after the end of the excavation, due to the adjacent work.
During and after
construction, the nails worked predominantly in tension.
Estimated tension loads
in the project phase were compared with the
instrumentation s results. The stress
distribution was influenced by local geology. The maximum
axial force (Tmáx)
increased exponentially with the progress of the
excavation and its position, in
each nail, varies with the slope s depth and inclination.
The magnitude of the
axial load in the excavation face is observed to be
between 0,3 and 0,6 of Tmáx.
The mobilization of the reinforcement elements was smaller
than 35% qs.
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[en] RESIDUAL SOIL ALKALINE ORIGIN CHARACTERIZATION AT THE TANGUÁ CITY, RIO DE JANEIRO / [pt] CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA-MINERALÓGICA E MICROMORFOLÓGICA DE UM PERFIL DE ALTERAÇÃO DE ROCHA ALCALINA DO RIO DE JANEIROJOCILEIA ALVES BUBACK 02 September 2008 (has links)
[pt] Vários estudos sobre o comportamento de produtos oriundos da
alteração de rochas devido à ação intempérica já foram
desenvolvidos no país. Esses estudos são de grande
importância para a engenharia geotécnica, principalmente em
locais de clima tropical, quente e úmido, como o Brasil, já
que as condições climáticas possuem uma influência
significativa na formação resultante da rocha. Logo, o
conhecimento detalhado da origem do solo contribui para uma
melhor compreensão do seu comportamento geomecânico.
Este trabalho compreende principalmente um estudo físico-
químicomineralógico e micromorfológico de amostras de solo,
com o propósito de analisar o comportamento das mesmas
devido à ação do intemperismo. Esse material está
localizado no Complexo Alcalino de Tanguá, município de
Tanguá, onde as amostras foram retiradas aleatoriamente,
mas com base em suas características morfológico-tátil-
visuais. Ressalta-se aqui que estudos com esse enfoque
desenvolvidos nesse tipo de solo e/ou rochas de origem
alcalina são raramente encontrados na literatura. Portanto,
a elaboração desse trabalho colabora agregando um
conhecimento prévio, sobre a rocha, a materiais originários
da mesma que apresentam diferentes graus de intemperização,
contribuindo para uma ampliação do conhecimento geral de
solos residuais como um todo. Esse estudo foi realizado
dentro do contexto do projeto PRONEX-Rio, denominado
Geotecnia Aplicada à Avaliação, Prevenção e Remediação de
Problemas Ambientais, em desenvolvimento junto ao Núcleo de
Geotecnia Ambiental do DEC/PUC-Rio na linha de pesquisa
Geotecnia Ambiental do Setor de Geotecnia do DEC/PUC-Rio. / [en] The behavior of rock decomposition products has been
studied by many authors throughout the country. These works
have great importance for the geotechnical engineering,
mainly in tropical regions, with hot and rainy climates,
like it is found in Brazil, since atmospheric conditions
have a great influence in the soil formation originated
from the mother rock. Therefore the detailed knowledge of
the soil origin provides a better understanding of its
geomechanical behavior. This work deals with a physical-
chemicalmineralogical and micromorphological study of
arbitrary soil points on the Tanguá alkaline complex, at
the Tanguá Municipality (Rio de Janeiro State,
Brazil). The main subject of the present work is to analyze
effects of weathering on the physical-chemical-
mineralogical and structural characteristics of the
residual soil derived from the alkaline rock found in
Tanguá, as well as on some simple hydro-mechanical
characteristics of the material. It`s important to note
here that works on this type of rock and/or soil are rarely
found in the literature. Thus, this work contributes
towards a better understanding on the behaviour of
residual soils as a whole.This study has been done within
the context of the PRONEX-Rio project named Geotechnics
Applied to the Evaluation, Prevention and Remediation of
Environmental Problems, under development within the
Environmental Geotechnics Group of DEC/PUC-Rio.
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Estudo do comportamento de um túnel em solo residual de gnaisse por meio de ensaios triaxiais com controle de trajetórias de tensões. / Study of tunnel behaviour in gneiss residual soil by means of triaxial tests with stress-path controlCecílio Junior, Marlísio de Oliveira 06 May 2009 (has links)
Amostras indeformadas de um solo residual foram coletadas na zona oeste da cidade de São Paulo com o intuito de caracterizar o solo e estudar seu comportamento mecânico. Sua composição mineralógica é apresentada, assim como um estudo microscópico que identifica alguns destes minerais e evidencia sua microestrutura. Desse modo, é discutido como sua mineralogia e microestrutura influenciam em seu comportamento mecânico, estudado por meio de ensaios edométricos e de ensaios triaxiais convencionais de carregamento axial. Analisou-se sua compressibilidade, permeabilidade, seu grau de estruturação, suas relações tensão-deformação e envoltórias de escoamento, de ruptura e de Estados Críticos. O solo foi caracterizado como saprolítico, proveniente de um biotita-gnaisse milonitizado. A partir dos resultados obtidos a respeito do comportamento do solo, três modelos constitutivos escolhidos para estudo foram calibrados: elástico linear, elasto-plástico perfeito (Mohr-Coulomb) e elasto-plástico com endurecimento (Hardening-Soil). Com esta modelagem matemática, foi concebida uma modelagem numérica tridimensional de elementos finitos, a fim de simular a escavação de um túnel e de obter as trajetórias de tensões atuantes ao seu redor devidas a sua escavação. Outros ensaios triaxiais foram executados, desta vez seguindo-se as trajetórias de tensões obtidas numericamente. Os parâmetros elásticos dos três modelos constitutivos foram determinados para cada trajetória de tensões e o maciço envolvente à escavação foi modelado como sendo mecanicamente heterogêneo. Ou seja, limitaram-se zonas ao redor do túnel com diferentes propriedades mecânicas em função da trajetória de tensões atuante. Por fim, são comparados os parâmetros geotécnicos determinados com diferentes trajetórias de tensões, assim como os resultados obtidos com ambas as modelagens numéricas. / Undisturbed samples of a residual soil had been collected from the west zone of São Paulo city, in order to characterize the soil and study its mechanical behaviour. Its mineralogical composition is presented, as well as a microscopic study which identifies some of these minerals and evinces its microstructure. Thus, how the soil mineralogy and microstructure influence its mechanical behaviour is discussed, which was studied by means of oedometer tests and conventional axial loading triaxial tests. One analysed the soil compressibility, permeability, structuring degree, stress-strain relations and yielding, rupture and Critical State envelopes. The soil had been characterized as saprolite, derived from a biotite-gneiss. Based on the results concerning the soil behaviour, three constitutive models were calibrated: linear elastic, elastic perfectly plastic (Mohr-Coulomb), and elastic-plastic with hardening (Hardening Soil). With this mathematical modelling, a three-dimensional numerical model with finite elements was designed, for the purpose of simulating a tunnel excavation and obtaining the stress paths around it due to its excavation. Other triaxial tests were carried out, this time by following the stress paths numerically obtained. The elastic parameters of the three constitutive models had been determined for each stress path and the ground surrounding the excavation had been modelled as a mechanically heterogeneous media. I.e., zones around the tunnel had been limited by its different mechanical properties, as a function of the actual stress path. Finally, the geotechnical parameters determined by different stress paths are compared, as well as the results obtained for both numerical models.
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Efeitos da compactação dinâmica em solo residual / Effects of dynamic compaction in residual soilRizzon, Matheus Miotto January 2016 (has links)
Não são raros os casos onde os locais escolhidos para a implantação de determinadas obras não apresentam condições adequadas ou desejadas do ponto de vista geotécnico. Diversas metodologias foram criadas para enfrentar tal problema, seja por substituição de material, realocação da obra, uso de soluções estruturais, melhoria do material, etc. A melhoria de solos utilizando repetições de queda livre de um peso a determinada altura com o intuito de compactar o solo é uma das técnicas mais básicas e antigas que se tem relato. Esse procedimento, quando utilizadas grandes massas e alturas, é conhecido como Compactação Dinâmica. O estudo dessa prática no Brasil é extremamente raro, visto que não é atualmente praticada, apesar da sua ampla utilização mundial. A fim de se conhecer e estudar o comportamento, em termos de resistência e condutividade hidráulica, de solo residual do Estado do Rio Grande do Sul (RS) quando utilizada a Compactação Dinâmica, foi proposto um estudo, em escala real, com o objetivo de avaliar as possíveis melhorias no campo experimental da Universidade de Passo Fundo, na cidade de Passo Fundo – RS. O solo encontrado na região de Passo Fundo possui características interessantes para o estudo da compactação dinâmica, como alto teor de argila, altos índices de vazios e leve cimentação natural. No presente trabalho, foi realizada a compactação dinâmica de campo com massas de 5,5 t e 10,0 t, com alturas de queda de 1,5 a 3,0 m. Nos cinco ensaios realizados, foram feitas medidas do afundamento após cada golpe, bem como coletadas amostras do fundo das crateras. A profundidade estimada de melhoria abaixo do fundo da cratera, de acordo com o modelo de densificação indicado, é de cerca de 3,30 m. Nos ensaios de laboratório realizados nas amostras indeformadas coletadas (natural e pós-compactação), percebeu-se uma redução de duas ordens de grandeza na condutividade hidráulica, passando de 10-5 para 10-7 m/s. Nos ensaios triaxiais, verificou-se aumento da resistência, com ângulo de atrito passando de 26,6o para 35,3o, sem alteração do intercepto coesivo (aproximadamente 14 kPa). Por fim, realizados ensaios oedométricos, pode-se notar que a tensão de plastificação aumentou de 70 para 300 kPa, com mudança significativa do comportamento do material. / Are not rare the situations where the site chosen to build structures does not present good geotechnical soil conditions. Many techniques have been created to deal with this issue, replacing the original soil, change the site, using structural solutions, improving the existing soil, etc. Improving the existing soil using a free falling weight dropped at determined height with the objective to densify the soils is one of the oldest and basic techniques known. Such procedure, when using really heavy masses and high dropping elevations is called Dynamic Compaction (also called Heavy Tamping). The study of this technique in Brazil is extremely rare, since it is not used in the current practice, although it has wide use in the world. With the objective of understanding and studying the behavior, in terms of resistance and permeability, of a residual soil of Passo Fundo (RS) when compacted using Dynamic Compaction, a field and laboratory investigation was proposed. An experimental field, located in the city of Passo Fundo (RS) was the site chosen to execute the proposed study. The soil founded there has some interesting characteristics to the dynamic compaction study, such as high content of clay, a high void ratio and a bonded structure. In the present study, the Dynamic Compaction was executed using steel blocks with 5,5 and 10,0 t. The dropping heights used were 1.5 and 3.0 meters. In the 5 points where the technique was tested, measurements of the displacements where made after each drop of the mass. Undisturbed samples were collected in the bottom of the crater after finished the compaction. The depth of the densified soil, below the crater was estimated at about 3,30 m. According to laboratory tests, a strong reduction of the permeability was observed, from 10-5 to 10-7 m/s. In the triaxials test, the soil showed an increase in strength. The friction angle changed from 26.6º to 35.5º, while the cohesion intercept did not change (approximately 14 kPa). According to oedometric tests, the plastification pressure increased from 70 to 300 kPa, with a change in the behavior of the material.
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[en] INJECTION OF AMMONIUM NITRATE IN RESIDUAL SOIL VIA ELECTROKINETIC AND HIS EFFECT ON THE SURVIVAL OF THE NATIVE MICROBIOTA / [pt] INJEÇÃO DE NITRATO DE AMÔNIO EM SOLO RESIDUAL POR ELETROCINESE E SEU EFEITO SOBRE A SOBREVIVÊNCIA DA MICROBIOTA NATIVAANA JULIA PEREIRA PINTO MERGULHAO 11 March 2003 (has links)
[pt] Solos residuais são geralmente pobres em nutrientes. Isto
prejudica a aplicação da atenuação natural monitorada em
sítios contaminados com compostos orgânicos no Brasil. Para
que o processo de biodegradação obtenha sucesso torna-se
necessário à adição de nutrientes inorgânicos essenciais,
como o fosfato e o nitrato, na massa de solo. Contudo, este
processo deve ser estritamente controlado buscando atingir o
equilíbrio de carbono:nitrogênio -C/N- mais favorável. Em
solos com baixa condutividade hidráulica a adição de
compostos inorgânicos na amostra de solo pode ser alcançada
através da eletrocinese. O programa experimental
desenvolvido neste trabalho objetivou avaliar a viabilidade
do transporte de nitrato de amônio em um solo residual
maduro do Município de Duque de Caxias através da
eletrocinese. O programa também buscou acessar a variação
na microbiota em decorrência da exposição prolongada de um
campo elétrico. Os resultados obtidos no programa
experimental revelaram que o nitrato de amônio pode ser
transportado facilmente através de solos residuais. Também
foi observado que houve um aumento de uma ordem de
magnitude na população microbiana dentro da amostra de solo
após a aplicação do potencial elétrico. Resultados
preliminares indicaram que a eletrocinese pode ser uma
alternativa para estimular a biorremediação de
contaminantes orgânicos em solos residuais. / [en] Residual soils are generally poor in nutrients. This
minimizes potential application of monitored natural
attenuation of sites contaminated with organic compounds in
Brazil. In order to allow the biodegradation process it is
necessary to add essential inorganic nutrients, such as
phosphate and nitrate. However this process must be
strictly controlled in order to attain the most favorable
C/N balance. In soils with low hydraulic conductivity the
addition of inorganic compounds through the soil
mass could well be achieved by electrokinetics. An
experimental programme was carried out on mature residual
soil samples from Duque de Caxias aiming on assessing the
feasibility of ammonium nitrate transport via
electrokinetics. The programme also evaluated the change in
microbiota due the prolonged exposure to an electrical
field. Results have shown that ammonium nitrate can be
easily transported through residual soils. It was also
observed one-order magnitude microbial population increase
within the soil mass after the application of DC current.
Preliminary results indicated that electrokinetics could
well be used to enhance bioremediation of organic
contaminants in residual soils.
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Estudo do comportamento de um túnel em solo residual de gnaisse por meio de ensaios triaxiais com controle de trajetórias de tensões. / Study of tunnel behaviour in gneiss residual soil by means of triaxial tests with stress-path controlMarlísio de Oliveira Cecílio Junior 06 May 2009 (has links)
Amostras indeformadas de um solo residual foram coletadas na zona oeste da cidade de São Paulo com o intuito de caracterizar o solo e estudar seu comportamento mecânico. Sua composição mineralógica é apresentada, assim como um estudo microscópico que identifica alguns destes minerais e evidencia sua microestrutura. Desse modo, é discutido como sua mineralogia e microestrutura influenciam em seu comportamento mecânico, estudado por meio de ensaios edométricos e de ensaios triaxiais convencionais de carregamento axial. Analisou-se sua compressibilidade, permeabilidade, seu grau de estruturação, suas relações tensão-deformação e envoltórias de escoamento, de ruptura e de Estados Críticos. O solo foi caracterizado como saprolítico, proveniente de um biotita-gnaisse milonitizado. A partir dos resultados obtidos a respeito do comportamento do solo, três modelos constitutivos escolhidos para estudo foram calibrados: elástico linear, elasto-plástico perfeito (Mohr-Coulomb) e elasto-plástico com endurecimento (Hardening-Soil). Com esta modelagem matemática, foi concebida uma modelagem numérica tridimensional de elementos finitos, a fim de simular a escavação de um túnel e de obter as trajetórias de tensões atuantes ao seu redor devidas a sua escavação. Outros ensaios triaxiais foram executados, desta vez seguindo-se as trajetórias de tensões obtidas numericamente. Os parâmetros elásticos dos três modelos constitutivos foram determinados para cada trajetória de tensões e o maciço envolvente à escavação foi modelado como sendo mecanicamente heterogêneo. Ou seja, limitaram-se zonas ao redor do túnel com diferentes propriedades mecânicas em função da trajetória de tensões atuante. Por fim, são comparados os parâmetros geotécnicos determinados com diferentes trajetórias de tensões, assim como os resultados obtidos com ambas as modelagens numéricas. / Undisturbed samples of a residual soil had been collected from the west zone of São Paulo city, in order to characterize the soil and study its mechanical behaviour. Its mineralogical composition is presented, as well as a microscopic study which identifies some of these minerals and evinces its microstructure. Thus, how the soil mineralogy and microstructure influence its mechanical behaviour is discussed, which was studied by means of oedometer tests and conventional axial loading triaxial tests. One analysed the soil compressibility, permeability, structuring degree, stress-strain relations and yielding, rupture and Critical State envelopes. The soil had been characterized as saprolite, derived from a biotite-gneiss. Based on the results concerning the soil behaviour, three constitutive models were calibrated: linear elastic, elastic perfectly plastic (Mohr-Coulomb), and elastic-plastic with hardening (Hardening Soil). With this mathematical modelling, a three-dimensional numerical model with finite elements was designed, for the purpose of simulating a tunnel excavation and obtaining the stress paths around it due to its excavation. Other triaxial tests were carried out, this time by following the stress paths numerically obtained. The elastic parameters of the three constitutive models had been determined for each stress path and the ground surrounding the excavation had been modelled as a mechanically heterogeneous media. I.e., zones around the tunnel had been limited by its different mechanical properties, as a function of the actual stress path. Finally, the geotechnical parameters determined by different stress paths are compared, as well as the results obtained for both numerical models.
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[en] EVALUATION OF THE FAILURE MECHANISM OF THE NATURAL SLOPE OF SANTO ANTÔNIO ALÉM DO CARMO, SALVADOR, BA / [pt] AVALIAÇÃO DO MECANISMO DE RUPTURA DE ENCOSTA DO SANTO ANTÔNIO ALÉM DO CARMO, SALVADOR, BACAROLINA MANHAES SILVA 15 January 2019 (has links)
[pt] Em países de clima tropical, como o Brasil, é comum a formação de solos residuais, que, por estarem expostos a períodos de seca após as chuvas, costumam encontrar-se não saturados em campo. Portanto, uma análise de estabilidade de um talude considerando o solo saturado não seria a mais condizente com a realidade em um caso destes, devendo ser considerado o acréscimo na resistência ao cisalhamento por conta da sucção na determinação do fator de segurança. Este trabalho teve como objetivo analisar a estabilidade de um talude composto por solo residual de granulito localizado no bairro do Santo Antônio Além do Carmo, Salvador, BA. O programa experimental contou com a coleta de material em campo para realização de ensaios de caracterização química, física e mineralógica, resistência e permeabilidade. A envoltória não saturada, de onde se obteve a relação entre o fluxo magnético e sucção mártrica, foi determinada através da função hiperbólica proposta por Vilar (2006). Com os parâmetros obtidos, foram realizadas as análises de infiltração e estabilidade. Os resultados mostraram que o mecanismo de ruptura provável associou-se à elevação do nivel de água provocado pela infiltração das águas provenientes das fortes chuvas dos dias 8 e 9 de novembro, bem como das águas servidas lançadas no talude pela população. A ação antrópica também se fez presente através de sobrecarga no talude provocada pelo peso das edificações. Conclui-se, então, que seria necessária a ação conjunta da chuva e fatores humanos para que haja uma situação de instabilidade no local estudado. / [en] In countries with a tropical climate, such as Brazil, the formation of residual soils is common, and because they are exposed to periods of drought after rainfall, they are often found unsaturated. Therefore, a stability analysis of a slope considering saturated soil would not be the most consistent in these case, and the increase in shear strength due to suction should be considered on the determination of the the safety factor. The objective of this work was to analyze the stability of a slope composed of residual granulite soil located in the district of Santo Antônio Além do Carmo, Salvador, BA. The experimental program included the collection of material in the field to perform chemical, physical and mineralogical characterization, resistance and permeability tests. The unsaturated envelope from which the relationship between magnetic flow and matric suction was determined by the hyperbolic function proposed by Vilar (2006). With the obtained parameters, infiltration and stability analyzes were performed. The results showed that the probable failure mechanism was associated to the elevation of the water level caused by the infiltration of the water from the heavy rains of November 8 and 9, as well as the wastewater thrown into the slope by the population. The anthropic action was also present through overloading the slope, caused by the weight of the houses. It can be concluded that it would be necessary the rainfall to work together with the human factors so it will happen an instabilization situation in the study site.
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Efeitos da compactação dinâmica em solo residual / Effects of dynamic compaction in residual soilRizzon, Matheus Miotto January 2016 (has links)
Não são raros os casos onde os locais escolhidos para a implantação de determinadas obras não apresentam condições adequadas ou desejadas do ponto de vista geotécnico. Diversas metodologias foram criadas para enfrentar tal problema, seja por substituição de material, realocação da obra, uso de soluções estruturais, melhoria do material, etc. A melhoria de solos utilizando repetições de queda livre de um peso a determinada altura com o intuito de compactar o solo é uma das técnicas mais básicas e antigas que se tem relato. Esse procedimento, quando utilizadas grandes massas e alturas, é conhecido como Compactação Dinâmica. O estudo dessa prática no Brasil é extremamente raro, visto que não é atualmente praticada, apesar da sua ampla utilização mundial. A fim de se conhecer e estudar o comportamento, em termos de resistência e condutividade hidráulica, de solo residual do Estado do Rio Grande do Sul (RS) quando utilizada a Compactação Dinâmica, foi proposto um estudo, em escala real, com o objetivo de avaliar as possíveis melhorias no campo experimental da Universidade de Passo Fundo, na cidade de Passo Fundo – RS. O solo encontrado na região de Passo Fundo possui características interessantes para o estudo da compactação dinâmica, como alto teor de argila, altos índices de vazios e leve cimentação natural. No presente trabalho, foi realizada a compactação dinâmica de campo com massas de 5,5 t e 10,0 t, com alturas de queda de 1,5 a 3,0 m. Nos cinco ensaios realizados, foram feitas medidas do afundamento após cada golpe, bem como coletadas amostras do fundo das crateras. A profundidade estimada de melhoria abaixo do fundo da cratera, de acordo com o modelo de densificação indicado, é de cerca de 3,30 m. Nos ensaios de laboratório realizados nas amostras indeformadas coletadas (natural e pós-compactação), percebeu-se uma redução de duas ordens de grandeza na condutividade hidráulica, passando de 10-5 para 10-7 m/s. Nos ensaios triaxiais, verificou-se aumento da resistência, com ângulo de atrito passando de 26,6o para 35,3o, sem alteração do intercepto coesivo (aproximadamente 14 kPa). Por fim, realizados ensaios oedométricos, pode-se notar que a tensão de plastificação aumentou de 70 para 300 kPa, com mudança significativa do comportamento do material. / Are not rare the situations where the site chosen to build structures does not present good geotechnical soil conditions. Many techniques have been created to deal with this issue, replacing the original soil, change the site, using structural solutions, improving the existing soil, etc. Improving the existing soil using a free falling weight dropped at determined height with the objective to densify the soils is one of the oldest and basic techniques known. Such procedure, when using really heavy masses and high dropping elevations is called Dynamic Compaction (also called Heavy Tamping). The study of this technique in Brazil is extremely rare, since it is not used in the current practice, although it has wide use in the world. With the objective of understanding and studying the behavior, in terms of resistance and permeability, of a residual soil of Passo Fundo (RS) when compacted using Dynamic Compaction, a field and laboratory investigation was proposed. An experimental field, located in the city of Passo Fundo (RS) was the site chosen to execute the proposed study. The soil founded there has some interesting characteristics to the dynamic compaction study, such as high content of clay, a high void ratio and a bonded structure. In the present study, the Dynamic Compaction was executed using steel blocks with 5,5 and 10,0 t. The dropping heights used were 1.5 and 3.0 meters. In the 5 points where the technique was tested, measurements of the displacements where made after each drop of the mass. Undisturbed samples were collected in the bottom of the crater after finished the compaction. The depth of the densified soil, below the crater was estimated at about 3,30 m. According to laboratory tests, a strong reduction of the permeability was observed, from 10-5 to 10-7 m/s. In the triaxials test, the soil showed an increase in strength. The friction angle changed from 26.6º to 35.5º, while the cohesion intercept did not change (approximately 14 kPa). According to oedometric tests, the plastification pressure increased from 70 to 300 kPa, with a change in the behavior of the material.
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