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A study of soil nailing in sand

Tei, Kouji January 1993 (has links)
This dissertation is concerned with a study of soil nailing, in particular the interaction mechanism between the soil and a nail and the failure mechanism and suitable design procedure for nailed slopes in sand. The interaction mechanism of a nail was studied by carrying out a number of pull-out tests, direct shear tests of nailed sand and interface tests using two uniform sands. Major parameters of the tests were flexibility, surface roughness and diameter of a nail. From the tests, it was found that: (1) flexibility of a nail significantly influences the interaction mechanism. Both the interaction parameter and apparent friction coefficient differ between a flexible and a stiff nail. Theoretical consideration indicates that the mobilization of nail forces is dominated by the relative stiffness between soil and nail. (2) a smooth-surface nail produces smaller bond friction than the critical state friction angle and mineral-to-mineral angle of the soil. This is due to the very thin rupture surface developed around the nail. On the other hand, a rough-surface nail was observed to produce two to four times larger bond friction than the direct shear friction angle of sand, due to the thick rupture surface developed and the dilatancy of the soil. (3) increasing the diameter of a nail produces a smaller apparent friction coefficient. Restrained dilatancy was found to play an important role. (4) the pull-out test, direct shear test of nailed sand and interface test produce different values of apparent friction coefficient , due to the different amount of restrained dilatancy effect around the nail (or reinforcement). The overall behaviour of nailed slopes was studied by carrying out a comprehensive series of centrifuge tests. Excavation of soil was simulated by draining water from two rubber bags in front of the facing wall. The centrifuge tests have provided much useful information on the mechanics of soil nailing. From the tests, it was found that: (1) draining of the water significantly influences both the earth pressure on the facing wall and the displacements of the nailed slope. Horizontal displacements of the facing wall were decreased by increasing the length and/or friction (bond) of the nail. (2) earth pressures on the facing wall do not exhibit a simple hydrostatic distribution. The deviations of the earth pressure are not negligible especially near the top and bottom of the facing wall. (3) roughness and bending stiffness of the facing wall considerably influence the stability and displacement of the nailed slope, respectively. (4) the observed failure surfaces were well described by a logarithmic spiral passing through the toe of the facing wall. (5) fairly good predictions for the failure acceleration were made using stability analysis of the nailed slopes based on the limit equilibrium method, provided an accurate friction angle for the sand and pull-out resistance of each nail could be determined. The factor of safety F5 of the nailed slopes was estimated by comparing the total available force and the total required force based on the observed failure surfaces.
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Physical and numerical modelling of grouted nails in clay

Morris, Jonathan David January 1999 (has links)
The research described in this thesis focussed on the bond resistance of grouted soil nails in clay. Physical modelling took the form of large scale element tests in the laboratory of drilled and grouted nails in a stiff clay. Nails were installed under different boundary stresses; testing was conducted at different constant rates of pull-out and also under sustained load conditions. Observed behaviour was compared with that predicted by measurements of interface shear resistance obtained in a conventional shear box. Numerical modelling was carried out in an attempt to improve understanding of the effects of installation processes on nail performance, and to investigate the trends in behaviour observed during laboratory tests. For this purpose, a one-dimensional finite element computer program was developed to include the effects of consolidation and the out-of-plane soil displacements associated with nail axial loading. The physical modelling showed that the loading rate has a significant effect on bond resistance. This has consequences for the interpretation of data from constant rate of displacement pull-out testing, the conventional method of verifying bond resistance in the field. It is suggested that this type of testing is inappropriate in low permeability soils, because capillary suctions develop which lead to increased bond resistance. Results from laboratory sustained load tests show that lower values of bond resistance are mobilised under the static load conditions more likely to exist in a real soil nailed structure. The numerical modelling confirms the behaviour observed during the laboratory tests, and shows that the mechanisms by which bond is mobilised are complex, depending critically on the dilation and consolidation characteristics of the soil. Nail installation procedures are modelled, and grout pressures are shown to strongly influence bond resistance. Interface tests show trends in behaviour similar to those observed during pull-out testing. However, difficulties exist in the qualitative use of interface test data to predict nail bond resistance.
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Faceamento de solo grampeado com malhas de aço : estudo dos critérios de dimensionamento / Soil nail facing with steel meshes : design parameters study

Rosa, Bruno Denardin da January 2015 (has links)
O uso de sistemas de faceamento flexíveis com malhas metálicas é uma alternativa viável ao uso do concreto projetado como faceamento em sistemas de solo grampeado. Vários modelos de malhas são empregados hoje para este uso, sendo classificados pela resistência à tração no sentido longitudinal. Mesmo que relevante, segundo Cala et al., (2012), somente este dado é insuficiente para o correto dimensionamento destas soluções. A presente pesquisa busca identificar quais os parâmetros de resistência são necessários para o dimensionamento de um faceamento em malha metálica. Para tanto foram avaliadas duas metodologias desenvolvidas especificamente para as malhas aplicadas junto com a solução de solo grampeado, os métodos Ruvolum e Macro1. Foram então desenvolvidos equipamentos, similares aos utilizados por Roduner (2011) e Cala et al. (2012), para caracterizar 4 diferentes modelos de malhas, avaliando a resistência das mesmas frente aos esforços considerados nos modelos de cálculo investigados, tração e o cisalhamento no contato malha/grampo. Deste modo, foram utilizados resultados de ensaios em escala real com a simulação de um talude em solo tratado com as 4 malhas, para a validação dos métodos de dimensionamento, e para investigar quais os parâmetros de resistência da malha são mais importantes. Como resultado foram determinadas as resistências das malhas avaliadas, sendo a de tração no sentido longitudinal entre 50 e 140 kN, e a resistência no contato malha/grampo, que variou entre 10 e 30 kN. Por fim foi realizada uma análise paramétrica com o método Ruvolum a fim de verificar a influência na variação da coesão, espessura instável e ângulo de atrito, dados nem sempre bem definidos em projeto. Os resultados mostram, como era esperado, a grande sensibilidade da variação nos resultados frente aos efeitos da coesão, sendo então recomendado, como em qualquer análise de estabilidade cautela no uso deste parâmetro. A análise destes resultados permite concluir que o método mais adequado para modelar um talude em solo grampeado com face em tela foi o Ruvolum, com previsões que se aproximaram das medições reais dos ensaios de campo. / The use of flexible facing systems with steel meshes is a viable alternative to the use of shotcrete as facing in soil nailing systems. Currently several different models meshes are being used today for this purpose, being classified only by the tensile strength in the longitudinal direction of the mesh. Even though this parameter is quite relevant, alone it cannot be used to design the flexible facing systems. So this research aims to identify which steel mesh strength parameters are really needed for the correct dimensioning of such solutions. In order to do so two calculation methodologies, specially developed for steel meshes design, were investigated. The design models are called Ruvolum and Macro1 Equipments were developed, similar to those presented in Cala et al. (2012), to investigate four different models of mesh, in order to find the strength parameters presented on the studied calculation models, being than tensile and shear. Thus, to validate the investigated design methodologies, field tests results were compared to the models predictions. As product of the research it was possible to determine the tensile strength of the 4 meshes models, being then ranging from 50 and 140 kN. Also it was possible to define the shear resistance in the nail head/mesh contact, which ranges from 10 to 30 kN. The last step of the research was a parametric analysis, performed with the Ruvolum method to evaluate the influence on the variation of cohesion, unstable thickness and friction angle in the predictions, since this data aren’t always available in ordinary projects. These analysis have showed that the most influent parameter is cohesion, one that is very hard to determine. Also it was found by the results analysis that the appropriate calculation model to simulate a slope stabilized with soil nail and steel meshes facing is the Ruvolum, due the closeness of the predictions to the real field data.
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Faceamento de solo grampeado com malhas de aço : estudo dos critérios de dimensionamento / Soil nail facing with steel meshes : design parameters study

Rosa, Bruno Denardin da January 2015 (has links)
O uso de sistemas de faceamento flexíveis com malhas metálicas é uma alternativa viável ao uso do concreto projetado como faceamento em sistemas de solo grampeado. Vários modelos de malhas são empregados hoje para este uso, sendo classificados pela resistência à tração no sentido longitudinal. Mesmo que relevante, segundo Cala et al., (2012), somente este dado é insuficiente para o correto dimensionamento destas soluções. A presente pesquisa busca identificar quais os parâmetros de resistência são necessários para o dimensionamento de um faceamento em malha metálica. Para tanto foram avaliadas duas metodologias desenvolvidas especificamente para as malhas aplicadas junto com a solução de solo grampeado, os métodos Ruvolum e Macro1. Foram então desenvolvidos equipamentos, similares aos utilizados por Roduner (2011) e Cala et al. (2012), para caracterizar 4 diferentes modelos de malhas, avaliando a resistência das mesmas frente aos esforços considerados nos modelos de cálculo investigados, tração e o cisalhamento no contato malha/grampo. Deste modo, foram utilizados resultados de ensaios em escala real com a simulação de um talude em solo tratado com as 4 malhas, para a validação dos métodos de dimensionamento, e para investigar quais os parâmetros de resistência da malha são mais importantes. Como resultado foram determinadas as resistências das malhas avaliadas, sendo a de tração no sentido longitudinal entre 50 e 140 kN, e a resistência no contato malha/grampo, que variou entre 10 e 30 kN. Por fim foi realizada uma análise paramétrica com o método Ruvolum a fim de verificar a influência na variação da coesão, espessura instável e ângulo de atrito, dados nem sempre bem definidos em projeto. Os resultados mostram, como era esperado, a grande sensibilidade da variação nos resultados frente aos efeitos da coesão, sendo então recomendado, como em qualquer análise de estabilidade cautela no uso deste parâmetro. A análise destes resultados permite concluir que o método mais adequado para modelar um talude em solo grampeado com face em tela foi o Ruvolum, com previsões que se aproximaram das medições reais dos ensaios de campo. / The use of flexible facing systems with steel meshes is a viable alternative to the use of shotcrete as facing in soil nailing systems. Currently several different models meshes are being used today for this purpose, being classified only by the tensile strength in the longitudinal direction of the mesh. Even though this parameter is quite relevant, alone it cannot be used to design the flexible facing systems. So this research aims to identify which steel mesh strength parameters are really needed for the correct dimensioning of such solutions. In order to do so two calculation methodologies, specially developed for steel meshes design, were investigated. The design models are called Ruvolum and Macro1 Equipments were developed, similar to those presented in Cala et al. (2012), to investigate four different models of mesh, in order to find the strength parameters presented on the studied calculation models, being than tensile and shear. Thus, to validate the investigated design methodologies, field tests results were compared to the models predictions. As product of the research it was possible to determine the tensile strength of the 4 meshes models, being then ranging from 50 and 140 kN. Also it was possible to define the shear resistance in the nail head/mesh contact, which ranges from 10 to 30 kN. The last step of the research was a parametric analysis, performed with the Ruvolum method to evaluate the influence on the variation of cohesion, unstable thickness and friction angle in the predictions, since this data aren’t always available in ordinary projects. These analysis have showed that the most influent parameter is cohesion, one that is very hard to determine. Also it was found by the results analysis that the appropriate calculation model to simulate a slope stabilized with soil nail and steel meshes facing is the Ruvolum, due the closeness of the predictions to the real field data.
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Análises tensão-deformação de estruturas de solo grampeado. / Stress-Strain analysis of soil nailed structures.

Alexei Gino Najar Jiménez 17 April 2008 (has links)
Os métodos de equilíbrio limite comumente utilizados no dimensionamento de estruturas de solo grampeado não oferecem informação sobre as tensões e deformações na estrutura. No entanto, o êxito da técnica pressupõe deslocamentos para que a resistência dos grampos seja mobilizada. Portanto, seria desejável conhecer: os deslocamentos que a estrutura. sofre durante e depois de realizado o processo da escavação; os esforços mobilizados nos grampos; e a distribuição de tensões atrás da parede da escavação. A importância deste estudo é maior em situações em que a previsão do comportamento é a responsável por garantir a segurança de construções e de instalações de serviço público próximas às escavações grampeadas. Análises bidimensionais e tridimensionais de tensão-deformação com elementos finitos foram realizadas para um melhor entendimento do comportamento da estrutura. As comparações dos resultados das modelagens numéricas permitiram conhecer várias vantagens e desvantagens de um e de outro tipo de modelagem. Realizaram-se também comparações entre resultados de modelagens numéricas que utilizaram os seguintes modelos constitutivos: elasto-plástico (com critério de ruptura de Mohr-Coulomb), hiperbólico e elástico-linear, sendo que para este último realizou-se uma análise incremental. Para a aplicação do modelo elástico-linear foi necessária a divisão do maciço em regiões em função do tipo de trajetória de tensão. Essas comparações permitiram concluir que, desde que com a correta especificação dos parâmetros elásticos, a modelagem baseada na Teoria da Elasticidade pode representar bem o comportamento de escavações grampeadas. / The limit equilibrium methods that are frequently used for design of soi nailing structures do not provide information about the structure\'s stress and strain. However, the technique\'s success depends on the displacements that mobilize the nails strength. Therefore it is desirable to predict the structure\'s displacement, during and after the excavation; the forces avting on nails; and the stress distribution behind the excavation wall. This study has its importance increased in situations in which the prediction of the behavior is needed to guarantee the safety of adjacent buildings and municipal installations near to the excavation. Three dimensional and two-dimensional fine element stress-strain analyses were carried out for a better understanding of the behavior of the structure. Comparisons of the results of different numerical models led to a clear picture of advantages and disadvantages of different approaches. Numerical comparisons were also carried out between analyses with different constitutive models: elasto-plastic (Mohr-Coulomb), hyperbolic and incremental linear elastic. Application of the linear elastic model required the division of the soil mass in regions, according to stress path. Those comparisons led to the conclusion that, given correctly specified elastic parameters, Theory of Elasticity is able to correctly model the behavior of nailed excavations.
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Ensaios de arrancamento em solo grampeado executados em laboratório / Pullout tests in soil nailed wall built in laboratory

Fagner Alexandre Nunes de França 30 August 2007 (has links)
Solo grampeado é uma alternativa eficiente utilizada em obras de reforço de solos. É resultante da inclusão de reforços, denominados grampos, em um maciço em corte. A resistência ao cisalhamento da interface solo-grampo é um dos parâmetros mais importantes para fins de projeto. Este parâmetro é determinado a partir da experiência dos projetistas e se baseia principalmente no tipo de solo e em ensaios de campo (arrancamento, sondagens a percussão e pressiométricos). Neste contexto, a realização de ensaios de arrancamento in situ é extremamente importante para a quantificação deste parâmetro e, conseqüentemente, para a elaboração de projetos mais econômicos e seguros. A execução de ensaios de arrancamento em laboratório permite verificar condições muitas vezes não encontradas em campo. Este trabalho apresenta os resultados de ensaios de arrancamento de grampos realizados em laboratório. Também foi analisada a evolução da força nos grampos e dos deslocamentos do solo. Os grampos foram instalados em um protótipo de solo grampeado sobre o qual se aplicou uma sobrecarga de 50 kPa através de uma bolsa de ar comprimido. Os ensaios de arrancamento permitiram quantificar valores de resistência ao cisalhamento de interface da ordem de 145 kPa, mobilizados com pequenos deslocamentos dos grampos. O arrancamento de grampos instrumentados indicou que cerca de 90% do comprimento total dos grampos foi solicitado. Ao final dos ensaios de arrancamento, os grampos foram extraídos completamente do maciço de solo o que permitiu comprovar a sua integridade física. Os deslocamentos do solo foram máximos próximo ao topo do protótipo e na direção horizontal. Os resultados demonstram a viabilidade de estudar o comportamento do maciço reforçado a partir do comportamento do protótipo de solo grampeado construído em laboratório. / Soil nailing is an efficient soil reinforcement technique which uses inclusions, namely nails, in soil slopes. Unit skin friction is one of the most important parameters used in soil nailing design. The definition of this parameter is commonly based on local experience and correlations to some in situ tests. This work presents the results obtained from the pullout test carried out in a soil nailed wall prototype built in laboratory. Forces acting in nails were measured by strain gage instrumentation. Soil displacement was measured in short and long terms. The pullout tests were carried out after the application of a uniform surcharge given by a compressed air bag. The results showed that unit skin friction was about 145 kPa, mobilized with little nail displacements. About 90% of nail length were solicited during pullout tests, according to tests performed in strain gage instrumented nails. Nail extraction showed a high level of nail integrity. Soil displacements were higher close to the wall top, near the face. These results demonstrate the feasibility of using of laboratory prototype studies to investigate the geotechnical behavior of soil nailing structures.
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Análise de resistência ao cisalhamento de interface em caldas de cimento e caldas de solo-cimento para utilização em solos grampeados / Interaction soil-nailed: comparison of the results of field with the laboratory tests

Juliana Maria Félix de Lima 29 October 2009 (has links)
Dentre as técnicas de reforço de solos, o solo grampeado têm se destacado em âmbito mundial devido a sua versatilidade e eficiência na estabilização de taludes de escavação por meio do reforço do solo \"in situ\", através da introdução de gramposno meio a ser estabilizado. A resistência ao cisalhamento na interface solo-grampo é um dos parâmetros mais importantes a serem analisados. Esta pode ser obtida por meio de ensaios de arrancamento. No entanto, como estes ensaios devem serexecutados durante a execução das obras, existe uma grande aplicação de estimativas da resistência por atrito lateral, baseada em correlações empíricas. Este trabalho realiza a previsão da resistência ao cisalhamento da interface solo-calda quefoi avaliada experimentalmente por meio de ensaios de cisalhamento direto realizados em laboratório. Estes ensaios permitiram uma análise dos parâmetros de resistência dos solos (c e \'fi\') e das interfaces solo-calda. Adicionalmente, foramelaborados traços alternativos de caldas solo-cimento de modo a avaliar sua aplicabilidade na técnica de solo grampeado. Os resultados permitiram constatar que o uso de solo-cimento em substituição a calda de cimento convencional é viável, vistoque os resultados apresentaram um ganho de resistência ao cisalhamento de interface. Os valores de resistência de interface obtida em laboratório apresentaram resultados próximos aos valores de campo, obtidos a partir da realização dos ensaiosde arrancamento em obras distintas. / Among the techniques to enhance soil, the nailing soil have been highlighted in the world due to its versatility and efficiency in the stabilization of excavation\'s slopes by means of the strengthening of the soil in situ by the introduction ofnails in the environment that it wanted to stabilize. The shear strength at the interface soil-nailed is one of the most important parameters to be analyzed. This can be obtained by pullout testing. However, these tests should be performedduring the construction activities, there is a great application of estimates of resistance by lateral friction, based on empirical correlations. This study evaluates the prediction of the strength to shear in the soil-grout interface which was experimentally evaluated by means of direct shear tests performed in the laboratory. These tests allowed an analysis of the parameters of resistance of the soils and of the soil-grout interfaces. Additionally, it was developed alternative batches of soil-cement grouts to assess its applicability in the technique of soil nailing. The outcomes allowed conclude to the use of soil-cement in place of the conventional cement grout is feasible, because the results presented aconsiderable gain in shear strength of interface. The values resistance of the interface obtained in the laboratory showed similar results to the values of the field, obtained from the pullout testing in different construction sites.
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Análise de diferentes metodologias executivas de solo pregado a partir de arrancamento realizados em campo e laboratório / Analysis of different soil nailing executive methods from pullout tests performed in field and laboratory

Danilo Pacheco e Silva 07 August 2009 (has links)
Apesar do largo emprego da técnica de solo pregado em nosso país, pouquíssima pesquisa foi realizada sobre a resistência ao cisalhamento de interface solo-reforço (qs) e sobre a importância deste parâmetro no desempenho desta técnica de reforço in situ de taludes e escavações. Busca-se com esta tese, avaliar experimentalmente, a influência de diferentes metodologias executivas do chumbador (número de injeções) neste parâmetro. As informações para o desenvolvimento deste trabalho foram obtidas a partir de ensaios de arrancamento realizados em chumbadores construídos em duas obras nas cercanias da cidade de São Paulo, ou seja, em escala real. De forma complementar, também foi construído uma estrutura de solo pregado em laboratório. A partir dos ensaios realizados, observaram-se melhorias significativas na resistência ao cisalhamento de interface a partir das injeções do chumbador e estabelecer equações que relacionam o valor de qs com o volume injetado de calda de cimento, sendo uma importante ferramenta para analisar o desempenho do chumbador. O monitoramento ao longo do ensaio permitiu analisar os mecanismos de distribuição das cargas. Por fim, é apresentada uma proposta de metodologia para a realização do controle de qualidade do chumbador. / Besides the soil nailing technique being common practice in Brazil, there is little research on the shear strength of the soil-reinforcement interface (qs) and on the importance of this parameter on the performance of this in situ reinforcement technique of slopes and excavations. Accordingly, this study has the objective to experimentally evaluate the influence of different executive methodologies of the nail (i.e. number of grout injections) on the parameter qs. Data were obtained from in situ, full scale pullout tests performed on nails built in two construction sites near Sao Paulo city. Additionally, a soil nailing structure was built in laboratory. The results show that significant improvement is achieved on the soil-nail interface shear strenght by the number of grout injections. Moreover, the pullout tests on the nails provided quantification of this improvement. Consequently, it was possible to establish equations that relate the value of qs to the volume of cement grout injected, which is as important tool to evaluate the performance of the nail. Monitoring of the instrumentation during execution of the pullout tests allowed evaluation of the mechanisms of load distribution along the nails. Finally, a methodology is proposed for a quality control procedure on soil-nailed walls.
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[en] DEFORMABILITY ANALYSIS OF SOIL NAILING EXCAVATIONS / [pt] ESTUDOS DA DEFORMABILIDADE DE ESCAVAÇÕES COM SOLO GRAMPEADO

FERNANDA OTTO SPRINGER 28 September 2001 (has links)
[pt] A utilização de inclusões passivas para reforços de solos, técnica comumente conhecida como solo grampeado, vem tendo aceitação crescente junto a profissionais de engenharia civil, em especial no Rio de Janeiro. Esta técnica, porém, carece de um estudo detalhado sobre a influência dos parâmetros relevantes na deformabilidade de maciços grampeados. Os grampos são inclusões rígidas, instaladas suborizontalmente, sem tensão ou trecho livre, pois as barras de aço são introduzidas em um furo preenchido com calda de cimento. As forças axiais nos grampos são obtidas através da descompressão lateral causada pela escavação do solo. O grampeamento é feito na massa de solo à medida que escavações são executadas em etapas, obtendo se uma zona reforçada que atua como suporte da massa de solo posterior, sem reforço. A face frontal da escavação é usualmente protegida por concreto projetado, sem funções estruturais. Esta pesquisa objetiva avaliar a influência dos diversos parâmetros geotécnicos e geométricos no comportamento tensão deformação de escavações grampeadas com face vertical e superfície do terreno horizontal. A análise paramétrica foi realizada pelo FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua) que é um programa computacional baseado no método das diferenças finitas. Este programa simula o comportamento bidimensional de estruturas reforçadas, constituídas de solo e ou rocha, que possam ser submetidos a escoamento plástico quando o limite de resistência é atingido. Os resultados mostram que o módulo de Young (E) e a coesão do solo (c) são de grande relevância para o projeto de estruturas grampeadas. Adicionalmente, as análises indicam que a resistência ao cisalhamento na interface solo-grampo (qs) é também um parâmetro importante, particularmente nos casos com grampos de comprimento (L) inferior a 80 por cento da profundidade de escavação (H) (L/H < 0,80). Recomenda-se que o valor de qs seja determinado diretamente a partir de ensaios de arrancamento no campo. No que se refere à inclinação dos grampos, os resultados mostram que não há diferenças significativas nos deslocamentos do maciço reforçado para lambda menor ou igual a 10 graus. Estes resultados são particularmente interessantes do ponto de vista de execução, pois inclinações da ordem de 10 graus facilitam os procedimentos de injeção no campo. Os resultados obtidos nesta pesquisa indicam o uso de comprimentos de grampos maiores que 70 por cento da altura de escavação (L/H > 0,70) na técnica do solo grampeado. / [en] The use of passive inclusion for soil reinforcements, technique usually known as soil nailing, has been gaining growing acceptance within civil engineering professionals,especially in Rio de Janeiro. However this technique lacks a more detailed study on the elevant parameters influencing the deformability of soil nailed masses. The nails are rigid inclusions, sub horizontally positioned, without tension or free space between the nail and the surrounding soil mass. The axial forces on the nails are developed due to lateral decompression caused by soil excavation. As the excavation stages proceed, the nails are successively being installed, producing a reinforced zone, which acts as a support for the soil mass. The frontal face of the excavation is usually protected by shotcrete, and has no structural functions. This research aims at evaluating the influence of the various geotechnical and geometric parameters on the stress strain behavior of nailed excavations, with vertical face and horizontal soil surface. The parametric analysis was performed using FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua), which is a computer program based on the finite difference method. This program simulates bi dimensional behavior of reinforced structures of soils and or rocks,which may be submitted to plastic flow when the strength limit is reached. The results show that the Youngs modulus (E) and soil cohesion (c ) have a very significant influence on the displacement of a soil nailing structure. The analysis also indicates that the mobilized shear strength at the soil nail interface (qs) is also an important parameter, particularly for nail lengths (L) smaller than 0,80 of the excavation height (H) (L/H < 0,80). It is therefore recommended that qs be directly determined by pullout in situ tests. Regarding nail inclination the results suggests no significant influence on the reinforced soil mass displacement for alpha less or equal than 10 degrees. These results are particularly relevant for engineering practice, because a 10 degrees inclination facilitates grouting injections in the field. The results in this research indicates the use of nail lengths (L) greater than 0,70 of the excavation height (H) (L/H greater than 0,70) in soil nailing technique.
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Análise de resistência ao cisalhamento de interface em caldas de cimento e caldas de solo-cimento para utilização em solos grampeados / Interaction soil-nailed: comparison of the results of field with the laboratory tests

Lima, Juliana Maria Félix de 29 October 2009 (has links)
Dentre as técnicas de reforço de solos, o solo grampeado têm se destacado em âmbito mundial devido a sua versatilidade e eficiência na estabilização de taludes de escavação por meio do reforço do solo \"in situ\", através da introdução de gramposno meio a ser estabilizado. A resistência ao cisalhamento na interface solo-grampo é um dos parâmetros mais importantes a serem analisados. Esta pode ser obtida por meio de ensaios de arrancamento. No entanto, como estes ensaios devem serexecutados durante a execução das obras, existe uma grande aplicação de estimativas da resistência por atrito lateral, baseada em correlações empíricas. Este trabalho realiza a previsão da resistência ao cisalhamento da interface solo-calda quefoi avaliada experimentalmente por meio de ensaios de cisalhamento direto realizados em laboratório. Estes ensaios permitiram uma análise dos parâmetros de resistência dos solos (c e \'fi\') e das interfaces solo-calda. Adicionalmente, foramelaborados traços alternativos de caldas solo-cimento de modo a avaliar sua aplicabilidade na técnica de solo grampeado. Os resultados permitiram constatar que o uso de solo-cimento em substituição a calda de cimento convencional é viável, vistoque os resultados apresentaram um ganho de resistência ao cisalhamento de interface. Os valores de resistência de interface obtida em laboratório apresentaram resultados próximos aos valores de campo, obtidos a partir da realização dos ensaiosde arrancamento em obras distintas. / Among the techniques to enhance soil, the nailing soil have been highlighted in the world due to its versatility and efficiency in the stabilization of excavation\'s slopes by means of the strengthening of the soil in situ by the introduction ofnails in the environment that it wanted to stabilize. The shear strength at the interface soil-nailed is one of the most important parameters to be analyzed. This can be obtained by pullout testing. However, these tests should be performedduring the construction activities, there is a great application of estimates of resistance by lateral friction, based on empirical correlations. This study evaluates the prediction of the strength to shear in the soil-grout interface which was experimentally evaluated by means of direct shear tests performed in the laboratory. These tests allowed an analysis of the parameters of resistance of the soils and of the soil-grout interfaces. Additionally, it was developed alternative batches of soil-cement grouts to assess its applicability in the technique of soil nailing. The outcomes allowed conclude to the use of soil-cement in place of the conventional cement grout is feasible, because the results presented aconsiderable gain in shear strength of interface. The values resistance of the interface obtained in the laboratory showed similar results to the values of the field, obtained from the pullout testing in different construction sites.

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