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

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