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[en] STRESS - STRAIN BEHAVIOR OF A GNEISS RESIDUAL SOIL USING THE CUBIC TRIAXIAL CELL / [es] COMPORTAMIENTO TENSIÓN X DEFORMACIÓN EN SUELOS RESIDUALES / [pt] COMPORTAMENTO TENSÃO X DEFORMAÇÃO DE SOLOS RESIDUAIS NO EQUIPAMENTO TRIAXIALMARCONI SOARES ALEIXO 23 April 2001 (has links)
[pt] O conhecimento do comportamento de solos residuais é de
grande importância para projetos geotécnicos no Brasil e,
em particular, na região do Rio de Janeiro, tendo em vista
que o clima tropical e as características geológicas
favorecem a ocorrência de mantos residuais de grande
espessura. O presente trabalho trata do estudo do
comportamento tensão-deformação de um solo residual
proveniente de um perfil de alteração de rocha gnáissica do
maciço da Tijuca, Rio de Janeiro. Como os solos residuais
gnáissicos preservam as foliações herdadas da rocha matriz,
investigou-se em particular a relevância de se considerar a
ocorrência de anisotropia nas características de
resistência e deformabilidade destes solos.
No estudo foi utilizado o equipamento triaxial cúbico
desenvolvido na PUC-Rio. Este equipamento possibilita o
controle independente das três tensões principais, sendo
mais adequado para a reprodução das trajetórias de tensões
tridimensionais, usualmente associadas com obras
geotécnicas no campo, e em particular, para estudos sobre
as características de anisotropia de solos.
O programa experimental constou de ensaios de compressão
axial e hidrostática, sob condições drenadas de
carregamento, utilizando o equipamento triaxial cúbico.
Foram realizados também ensaios oedométricos convencionais,
de modo a se obter as características de compressibilidade
do solo. Foram moldados corpos de prova a partir de blocos
indeformados, paralelos e perpendiculares à foliação
observada no solo, o que possibilitou a análise dos
resultados para direções distintas de carregamento. Para
efeito de comparação sobre a relevância do arranjo
estrutural dos grãos do solo, foram ensaiados também corpos
de prova compactados dos mesmos materiais.
A análise dos resultados permitiu a obtenção dos módulos de
deformabilidade e dos parâmetros de resistência do solo
residual. Em particular, foram verificados os efeitos da
direção de carregamento dos corpos de prova, do nível das
tensões de confinamento, do grau de intemperismo, do
arranjo estrutural dos grãos e dos efeitos do grau de
saturação. Pode-se concluir que os solos estudados não
apresentaram efeitos marcantes de anisotropia nas
características de resistência. No entanto, quanto à
deformabilidade, pode-se considerar que o solo residual
jovem apresentou características anisotrópicas. / [en] The knowledge of the mechanical behaviour of residual soils
is of great importance in
geotechnical projects, because of its abundance in tropical
regions, such as Brazil and
particularly in the area of Rio de Janeiro. The present
work presents a study on the
fundamental stress-strain behaviour of a residual soil
resulting from a profile of a gneiss rock
in Rio de Janeiro. As the gneiss residual soils preservethe
bedding planes from the parent
rock, the relevance of considering anisotropy in the stress-
strain characteristics of these soils
was investigated.
The cubic triaxial equipment developed at PUC-Rio was used
in this research. This
equipment allows the independent control of the three
principal stresses, allowing the
reprodution of three-dimensional stress paths, usually
associated with geotechnical works in
the field.
The experimental program consisted of axial and hidrostatic
tests, under drained
loading conditions, using the cubic triaxial equipment. One-
dimensional oedometer tests were
also performed, in order to obtain the compressibility
characteristics of the residual soil.
Undisturbed specimens were prepared with the bedding planes
parallel or perpendicular to the
loading direction.
Analysis of the test results showed the effects of load
direction, confining stress level,
weathering degree, structural soil fabric and saturation
degree. It may be concluded that the
gneiss residual soils which were selected for this research
do not present significant effects of
anisotropy in the strength characteristics. In the stress-
strain characteristics, however, it may
be concluded that the young residual soil showed effects of
anisotropy. / [es] EL conocimiento sobre el comportamiento de suelos residuales resulta de gran importancia para los
proyectos geotécnicos en Brasil y, en particular, en la región de Rio de Janeiro, considerando que el
clima tropical y las características geológicas favorecen la existencia de mantos residuales de gran
espesor. El presente trabajo estudia el comportamiento tensión-deformación de un suelo residual
proveniente de un perfil de alteración de roca gnáisica del macizo de la Tijuca, Rio de Janeiro.
Como los suelos residuales gnáisicos preservan las foliaciones heredadas de la roca matriz, fue
necesario estudiar si resultaba relevante considerar la aparición de anisotropía en las características
de resistencia y deformabilidad de estos suelos. En el estudio se utilizó el equipo triaxial cúbico
desarrollado en la PUC-Rio. Este equipo permite el control independente de las tres tensiones
principales, siendo más adecuado para la reproducción de las trayectorias de tensiones
tridimensionales, usualmente asociadas a obras geotécnicas en el campo, y en particular, para
estudios sobre las características de anisotropía de suelos. El programa experimental incluyó ensayos
de compresión axial e hidrostática, sobre condiciones drenadas de carga, utilizando el equipo triaxial
cúbico. Fueron realizados también ensayos oedométricos convencionales, con el objetivo de obtener
las características de compresibilidad del suelo. Fueron moldados cuerpos de prueba a partir de
bloques no deformados, paralelos y perpendiculares a la foliación observada en el suelo, lo que
permitió el análisis de los resultados para distintas direcciones de carga. Para efecto de comparación
sobre la relevancia del arreglo extructural de los granos del suelo, se realizaron ensayos con cuerpos
de prueba compactados de los mismos materiales. El análisis de los resultados permitió la obtención
de los módulos de deformabilidad y de los parámetros de resistencia del suelo residual. En particular,
se verificaron los efectos de la dirección de carga de los cuerpos de prueba, del nível de las tensiones
de contensión, del grado de intemperización, de la disposición extructural de los granos y de los
efectos del grado de saturación. Se puede concluir que los suelos estudiados no presentaran efectos
marcantes de anisotropía en las características de resistencia. Sin embargo, con respecto a la
deformabilidad, se puede considerar que el suelo residual joven presentó características anisotrópicas.
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[en] EVALUATION OF DRAINED AND NON-DRAINED MECHANICAL BEHAVIOR OF IRON AND GOLD MINE TAILINGS REINFORCED WITH POLYPROPYLENE FIBERS / [pt] AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DRENADO E NÃO DRENADO DE REJEITOS DE MINÉRIOS DE FERRO E DE OURO REFORÇADOS COM FIBRAS DE POLIPROPILENOJUAN MANUEL GIRAO SOTOMAYOR 15 January 2019 (has links)
[pt] O presente trabalho estudou o comportamento de rejeitos de minério de ferro e de ouro, reforçados com fibras de polipropileno, com o objetivo da aplicabilidade destes compósitos em aterros (pilhas) de rejeitos de mineração. As fibras foram distribuídas de forma aleatória nos rejeitos (matriz) em um teor de 0.5 por cento em relação ao peso seco da matriz. Os rejeitos de minério de ferro e de ouro são classificados como uma areia siltosa e uma argila siltosa, respectivamente. O programa experimental consistiu em ensaios triaxiais convencionais drenados e não drenados (tensões efetivas de confinamento de 50, 100, 200 e 400 kPa) em amostras não reforçados e reforçados com fibras. Ensaios de cisalhamento direto com superfície
polida (tensões normais de 25, 50, 100, 200 e 400 kPa) foram realizados para determinar a influência do reforço na fase residual dos compósitos. Ensaios de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram realizados para visualizar a interação fibra-matriz. A análise global dos resultados permitiu mostrar que fibras de polipropileno não modificam o comportamento elastoplástico do rejeito de minério de ferro, porém no rejeito de minério de ouro o comportamento muda para elastoplástico de enrijecimento. A resistência ao cisalhamento incrementou em ambos os rejeitos reforçados, com um ganho mínimo equivalente ao dobro da tensão cisalhante dos rejeitos sem reforço. Com relação à variação volumétrica, o rejeito de minério de ferro apresenta um comportamento dilatante e a adição de fibras incrementa esse comportamento. No rejeito de minério de ouro observa-se que a tendência volumétrica inicial é de contração e depois apresenta uma leve dilatância, porém, com a adição de fibras, o comportamento dilatante é eliminado. Em conclusão, a aplicabilidade das fibras de polipropileno se mostra como alternativa de reforço e melhoria do comportamento geotécnico dos rejeitos de mineração estudados. / [en] The objective of this work is to study the behavior of iron and gold mine tailings reinforced with polypropylene fibers with the objective of the applicability of these composites in landfills (piles) of mine tailings. The fibers were randomly distributed in the mine tailings (matrix), where was used a content of 0.5 percent in relation to the dry weight of the matrix. The iron and gold mine tailings are classified as a silty sand and a silty clay, respectively. The experimental program consisted of conventional drained and undrained triaxial tests (effective confinement stresses of 50, 100, 200 and 400 kPa) in non-reinforced and reinforced samples. Direct shear tests with a polished surface (normal stresses of 25, 50, 100, 200 and 400 kPa) were performed to determine the influence of reinforcement on the residual phase of the composites. Scanning Electron Microscopy (SEM) tests were performed to visualize the fiber-matrix interaction. The global analysis of the results allowed to show that polypropylene fibers do not modify the elastoplastic
behavior of the iron mine tailings, but in the gold mine tailings the behavior changes to the strain hardening elastoplastic. Shear strength increased in both reinforced tailings, with a minimum gain equivalent to twice the shear stress of non-reinforced tailings. The strength parameters in the drained, undrained and residual condition of both mine tailings were increased with the addition of fiber. Regarding the volumetric variation, the iron mine tailings exhibits a dilative behavior and the fiber addition increases this behavior. In the gold mine tailings, it is observed that the initial volumetric tendency is contractive and then presents a slight dilatancy, however, with the fiber addition, the dilative behavior is eliminated. In conclusion, the applicability of the polypropylene fibers is showed as an alternative of reinforcement and improvement of the geotechnical behavior of the studied tailings.
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[en] SHEAR STRENGTH OF AN UNSATURATED COLLUVIUM SOIL FROM RIO DE JANEIRO, RJ / [pt] RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DE UM SOLO COLUVIONAR NÃO SATURADO DO RIO DE JANEIRO, RJRICARDO MOREIRA SOARES 25 August 2005 (has links)
[pt] Neste presente trabalho buscou-se avaliar a
características de resistência ao
cisalhamento e da relação sucção-umidade de um solo
tropical maduro encontrado
no campo experimental II da PUC-Rio, localizado na cidade
do Rio de Janeiro.
Para a determinação da resistência ao cisalhamento deste
solo, foram executados
ensaios de cisalhamento direto em amostras submersas
utilizando equipamento
convencional e ensaios de cisalhamento direto com sucção
controlada em
amostras com umidade natural. Os ensaios de cisalhamento
direto com sucção
controlada foram executados utilizando o equipamento
desenvolvido na PUC-Rio
por de Campos (1988), na qual utiliza a técnica de
translação de eixos
desenvolvida por Hilf (1956) para o controle da sucção
aplicada. Para a
determinação da relação sucção-umidade, foram realizados
ensaios para a
medição da sucção utilizando-se o método do papel filtro.
Através dos resultados
deste ensaio foi possível a determinação da curva
característica do solo em estudo.
Foram realizados também ensaios de compressão diametral a
fim de se estabelecer
uma relação entre a resistência à tração deste solo
versus sua sucção. Através da
análise dos resultados experimentais, foi possível a
determinação da envoltória de
resistência ao cisalhamento em 3 dimensões considerando a
proposta de Fredlund
et al. (1978), na qual se baseia na utilização das
variáveis de tensão (tensão normal n - ua) e (ua -
uw). / [en] In this present work one searched to evaluate the
characteristics of shear
strength and the suction-moisture relation of a tropical
mature soil found in
experimental field II of PUC-Rio, located in the city of
Rio de Janeiro. For the
determination of the shear strength of this soil, direct
shear test in submerged
samples using conventional equipment and direct shear tests
with controlled
suction in samples with natural moisture had been executed.
The direct shear tests
with controlled suction had been executed using the
equipment developed in
PUC-Rio for De Campos (1988), in which it uses the
technique of translation of
axles developed by Hilf (1956) for the control of the
applied suction. Tests for the
measurement of the suction which uses the filter paper
method was carried
through for the determination of the suction-moisture
relation. Through the results
of this test, the determination of the soil-water
characteristic curve of this soil was
possible. Diametrical compression test had also been
carried through in order to
establish a relation between the tensile strength of this
soil versus its suction.
Through the analysis of the experimental results, the
determination of the shear
strength envelope in tri-dimensions was possible
considering the proposal of
Fredlund et al. (1978), on which it bases on the use of the
variables of tension
(normal tension n - ua) and (ua - uw).
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