Esta dissertação de mestrado apresenta estudos sobre as propriedades geotécnicas dos solos coluvionares existentes ao longo do gasoduto Bolívia-Brasil em Timbé do Sul (SC), na região sul do Brasil. Estas propriedades deverão ser utilizadas em análises de estabilidade de taludes naturais e de corte ao longo do gasoduto, principalmente na avaliação da suscetibilidade à iniciação de fluxos de detritos (debris flows), já constatados na região em Dezembro de 1995. Os fluxos de detritos são os movimentos de massa que representam maior risco à integridade física do gasoduto na região investigada. Ressalta-se que rupturas de gasodutos, como a ocorrida no México em Junho de 2003, em função de um fluxo de detritos, podem ter conseqüências devastadoras em termos de perda de vidas e danos a propriedades e ao meio ambiente. A área investigada é formada por depósitos coluvionares originados da Formação Serra Geral, geralmente associados à existência de perfis com horizontes de solo residual e blocos de rocha, originários de maciços rochosos fraturados. Dois depósitos coluvionares investigados foram identificados como provenientes da decomposição de rochas vulcânicas. Estes depósitos encontram-se assentes sobre solo residual de basalto. Outro depósito coluvionar estudado foi identificado como oriundo da degradação de arenito intertrap. Os ensaios de laboratório realizados foram ensaios de expansão, ensaios de caracterização, ensaios de cisalhamento direto, ensaios ring shear e ensaios triaxiais (CIU) e especiais Os ensaios triaxiais especiais consistiram em uma fase de cisalhamento inicial realizada sob condições drenadas até próximo do estado de tensões existente no campo, seguida de um carregamento não drenado até a ruptura. Estes ensaios demonstraram que, na fase não drenada e sob baixas tensões de confinamento, ocorre um aumento de poropressão seguido pela diminuição da mesma até valores negativos. Mostram também que, carregamentos não drenados em baixas tensões confinantes sobre este solo não induzem tendência a liquefação.

Esta dissertação de mestrado apresenta estudos sobre as propriedades geotécnicas dos solos coluvionares existentes ao longo do gasoduto Bolívia-Brasil em Timbé do Sul (SC), na região sul do Brasil. Estas propriedades deverão ser utilizadas em análises de estabilidade de taludes naturais e de corte ao longo do gasoduto, principalmente na avaliação da suscetibilidade à iniciação de fluxos de detritos (debris flows), já constatados na região em Dezembro de 1995. Os fluxos de detritos são os movimentos de massa que representam maior risco à integridade física do gasoduto na região investigada. Ressalta-se que rupturas de gasodutos, como a ocorrida no México em Junho de 2003, em função de um fluxo de detritos, podem ter conseqüências devastadoras em termos de perda de vidas e danos a propriedades e ao meio ambiente. A área investigada é formada por depósitos coluvionares originados da Formação Serra Geral, geralmente associados à existência de perfis com horizontes de solo residual e blocos de rocha, originários de maciços rochosos fraturados. Dois depósitos coluvionares investigados foram identificados como provenientes da decomposição de rochas vulcânicas. Estes depósitos encontram-se assentes sobre solo residual de basalto. Outro depósito coluvionar estudado foi identificado como oriundo da degradação de arenito intertrap. Os ensaios de laboratório realizados foram ensaios de expansão, ensaios de caracterização, ensaios de cisalhamento direto, ensaios ring shear e ensaios triaxiais (CIU) e especiais Os ensaios triaxiais especiais consistiram em uma fase de cisalhamento inicial realizada sob condições drenadas até próximo do estado de tensões existente no campo, seguida de um carregamento não drenado até a ruptura. Estes ensaios demonstraram que, na fase não drenada e sob baixas tensões de confinamento, ocorre um aumento de poropressão seguido pela diminuição da mesma até valores negativos. Mostram também que, carregamentos não drenados em baixas tensões confinantes sobre este solo não induzem tendência a liquefação.

Esta dissertação de mestrado apresenta estudos sobre as propriedades geotécnicas dos solos coluvionares existentes ao longo do gasoduto Bolívia-Brasil em Timbé do Sul (SC), na região sul do Brasil. Estas propriedades deverão ser utilizadas em análises de estabilidade de taludes naturais e de corte ao longo do gasoduto, principalmente na avaliação da suscetibilidade à iniciação de fluxos de detritos (debris flows), já constatados na região em Dezembro de 1995. Os fluxos de detritos são os movimentos de massa que representam maior risco à integridade física do gasoduto na região investigada. Ressalta-se que rupturas de gasodutos, como a ocorrida no México em Junho de 2003, em função de um fluxo de detritos, podem ter conseqüências devastadoras em termos de perda de vidas e danos a propriedades e ao meio ambiente. A área investigada é formada por depósitos coluvionares originados da Formação Serra Geral, geralmente associados à existência de perfis com horizontes de solo residual e blocos de rocha, originários de maciços rochosos fraturados. Dois depósitos coluvionares investigados foram identificados como provenientes da decomposição de rochas vulcânicas. Estes depósitos encontram-se assentes sobre solo residual de basalto. Outro depósito coluvionar estudado foi identificado como oriundo da degradação de arenito intertrap. Os ensaios de laboratório realizados foram ensaios de expansão, ensaios de caracterização, ensaios de cisalhamento direto, ensaios ring shear e ensaios triaxiais (CIU) e especiais Os ensaios triaxiais especiais consistiram em uma fase de cisalhamento inicial realizada sob condições drenadas até próximo do estado de tensões existente no campo, seguida de um carregamento não drenado até a ruptura. Estes ensaios demonstraram que, na fase não drenada e sob baixas tensões de confinamento, ocorre um aumento de poropressão seguido pela diminuição da mesma até valores negativos. Mostram também que, carregamentos não drenados em baixas tensões confinantes sobre este solo não induzem tendência a liquefação.

Este trabalho apresenta o estudo de um colúvio localizado na rodovia RS-115 entre o km 23+300 e o km 23+600 no município de Três Coroas, RS. Esse colúvio consiste de um depósito de encosta, formado por pacotes de materiais pouco coesos, originários da alteração de dois tipos distintos de litologias: rochas vulcânicas da Formação Serra Geral e os arenitos da Formação Botucatu, que também constituem seu substrato. O objetivo principal desta pesquisa é a definição da geometria do movimento, da poropressão existente em diversas profundidades e dos parâmetros de resistência dos materiais do colúvio para o entendimento dos movimentos verificados. Para isso foram realizadas (a) leituras de inclinômetros para a caracterização da profundidade dos movimentos, (b) uma campanha complementar de investigação geotécnica com cinco sondagens mistas para reconhecimento, (c) a instalação de piezômetros nas perfurações realizadas, (d) coleta de amostras dos materiais do colúvio e (e) ensaios de laboratório nas amostras de solo. Durante a campanha de investigação complementar foi constatada a existência de uma camada argilosa bastante plástica localizada junto à base do colúvio, no contato deste com o substrato, coincidente com a zona onde foram observados os maiores deslocamentos horizontais. A amostra obtida desta camada foi submetida a um ensaio ring shear para determinação do ângulo de resistência residual, tendo como resultado o valor de 10,5º. Análises de microscopia eletrônica e de difração por raios-X do material ensaiado mostraram a presença do argilomineral montmorilonita, responsável pelo aspecto e comportamento de alta plasticidade e baixa resistência residual. Os dados de piezometria obtidos indicaram que os níveis freáticos verificados na massa coluvionar são regidos por aquíferos regionais que afloram junto ao pé dos derrames basálticos situados a montante da encosta, tendo as precipitações locais apenas um papel coadjuvante na definição desses níveis. Com os resultados obtidos foram realizadas retroanálises utilizando o software Slope/W e foi elaborada uma proposta de estabilização do colúvio através da implantação de um sistema de drenagem profunda. / This work presents a study of a colluvium deposit located at the RS-115 highway between km 23 +300 and km 23 +600 in Três Coroas, RS. The colluvial deposit is formed by low cohesive materials originated by the wheathering of two lithologies: volcanic rocks of the Serra Geral Formation and sandstones of the Botucatu Formation, which also constitute its substrate. The main objectives of this research are to define the geometry of the landslide, the porepressure acting at various depths and shear strength parameters of the materials in order to understand the observed movements. For that, the following actions were taken (a) inclinometer readings to characterize the movement depth, (b) an additional campaign of geotechnical investigation with five boreholes, (c) the installation of piezometers in the boreholes, (d) collection of soils samples and (e) laboratory tests on the samples. During the investigation campaign it was found the existence of a very plastic clay layer in the contact with the substrate at the base of the colluvium and coincident with the zone where the largest horizontal displacements were observed. A sample of this layer was subjected to a ring shear test to determine the residual angle of friction, resulting in the value of 10.5 degrees. Scanning electron microscopy and X-ray diffraction of the material tested showed the presence of montmorillonite clay, responsible for the soil aspect and behavior of high plasticity and low residual strength. The piezometric data obtained indicated that the groundwater levels observed in the mass colluvium are governed by regional aquifers that outcrop underneath the basalt flows which are just upstream of the slope, and the local rainfall has only a small role in these levels. Back-analysis of the slide were carried out with these results using the software Slope/W and a proposal was made to stabilize the colluvium through the implementation of a deep drainage system.

Para a determinação do comportamento de um solo não saturado, é necessária a identificação da sua curva característica, que representa a capacidade de armazenamento de água pelo solo em função do valor de sucção imposto. Quando este solo é submetido a algum processo de contaminação, a sua estrutura interna pode ser alterada por processos físico-químicos, modificando, por conseqüência, o seu comportamento. Esta dissertação propõe uma metodologia de ensaio para a determinação de curvas características de sucção total em um solo artificialmente contaminado com diferentes teores de óleo diesel. O programa experimental proposto consiste basicamente na realização do método do papel filtro, através da técnica sem contato entre a amostra e o papel, com algumas modificações em relação às metodologias anteriormente descritas na literatura geotécnica. Foram também executados ensaios para controle e quantificação da evaporação do contaminante ao longo do tempo, e sua possível absorção pelo papel filtro utilizado. Além disso, foram realizados ensaios para a caracterização física, mineralógica e química do solo, antes e após a adição do óleo, com o intuito de constatar as alterações causadas pela contaminação. O material estudado é constituído por sedimentos coluvionares provenientes de arenito da Formação Botucatu, sendo que sua curva característica, sem contaminação, já foi determinada em um estudo anterior, através do método do papel filtro com contato. Para possibilitar comparações entre estes resultados, foram medidos também alguns pontos em amostras não contaminadas, através da técnica proposta nesta dissertação. Estes apresentaram uma satisfatória concordância em relação à curva anteriormente ajustada. Na análise das curvas características do solo contaminado com 2%, 5%, 10% e 15% de óleo diesel, constatou-se a permanência do formato bimodal, sugerindo que a microestrutura e a macroestrutura continuam influenciando na entrada e saída de água do meio. Entretanto, foram identificadas alterações na forma da curva e na extensão dos patamares resultantes, em relação à curva característica sem contaminação, assim como as diferentes localizações dos valores de entrada de ar. Foi verificado que, conforme o aumento do teor de contaminante, há uma gradual tendência ao formato unimodal da curva característica, induzindo a um comportamento de solo tipicamente granular. Este fato foi comprovado nos resultados de microscopia eletrônica, onde se verifica que, com teores menores de óleo, a estrutura do solo encontra-se mais fechada e, à medida que este teor aumenta, a estrutura torna-se mais porosa. Os tempos de equalização para o método de ensaio proposto variaram entre 7 e 30 dias, conforme o nível de sucção da amostra. A avaliação da histerese revelou que, com o aumento do teor de contaminante, há uma pequena redução deste fenômeno. Além disso, os ensaios complementares comprovaram a existência de uma pequena porcentagem de evaporação do óleo diesel, assim como a absorção do mesmo pelo papel filtro, que se apresentou praticamente nula. / The unsaturated soil behavior can be determined through its soil-water characteristic curve, which represents the capacity of the soil to store water when submitted to different suction levels. When this soil is contaminated, its internal structure can be modified according to physical and chemical processes, thus changing the initial behavior. This dissertation proposes a test methodology to determine the total-suction soil-water characteristic curves of a contaminated soil at different diesel oil contents. The experimental program consisted of using the filter-paper method without contact between the sample and the paper, but with some modifications in relation to previously studied techniques. Some control tests were also carried out to check oil evaporation and its absortion by the filter paper. Besides, the samples were submitted to physical, mineralogical and chemical characterization, before and after contamination, to verify the possible changes. The studied material is a colluvium soil, constituted basically by sandstone, from the Botucatu Formation. This soil was previously studied by the filter-paper method with contact, and its soil water characteristic curve without contamination was already known. To compare the results, the proposed test methodology was also performed with non contaminated samples, showing a satisfactory agreement with the initial curve. The soil-water characteristic curves of this soil with a diesel oil content of 2%, 5%, 10% and 15% showed a "saddle" shape, indicating that both the microstructure and the macrostructure were influenced by the entrance and exit of water through the soil. However, the shape of the curve and the extent of its plateau changed according to the level of contamination. Increasing the oil content, the curve tends to a unimodal shape, with a behavior similar to granular soils. This statement was proved by the microstruture photographs, which showed an increase of sample porosity due to the increase of oil content. The time required to reach suction equilibrium during the tests varied between 7 to 30 days, according to the initial water content of the samples. The observed hysteresis had a small reduction with the increase of oil content. The control tests proved that oil evaporation and its absortion by the filter paper were insignificant in the whole test program.

[pt] O fenômeno de liquefação está diretamente relacionado a uma diminuição acentuada da resistência não drenada em materiais saturados, induzida por uma redução significativa das tensões efetivas, em decorrência do desenvolvimento de elevadas poropressões. O mecanismo, em muitos casos, é associado a eventos sísmicos. Em regiões assísmicas, como no Rio de Janeiro, corridas de detritos deflagradas por chuvas intensas podem envolver este fenômeno, agora associado a carregamentos estáticos. Para a investigação da susceptibilidade à liquefação de solos coluvionares do Rio de Janeiro, foram coletadas amostras indeformadas de dois locais: Campo Experimental da PUC-Rio e bacia do rio Quitite. Na primeira fase do programa experimental desenvolvido foram realizados ensaios de caracterização física, química e mineralógica dos dois materiais. Após a caracterização, passou-se ao estudo da compressibilidade dos solos, através da realização de ensaios de velocidade de deslocamento constante (CRD) em corpos de prova indeformados, obtendo-se a tendência da linha virgem. Em seguida estudou-se o comportamento tensão-deformação e a resistência dos materiais com a execução de ensaios triaxiais de compressão, adensados isotropicamente e cisalhados na condição não drenada, com medida de poro-pressões à meia altura e na base dos corpos de prova. A influência da velocidade de cisalhamento foi analisada nesta fase das investigações. Com as análises dos resultados e entendimento do comportamento tensão-deformação destes materiais em condições de laboratório, concluiu-se que os mesmos não são susceptíveis à liquefação. / [en] The liquefaction phenomenon is directly related to a remarkable decrease of undrained strength of saturated materials, induced by significant reduction of effective stress due to high pore-pressures development. In most of the cases, the mechanism is associated to seismic events. In non seismic areas, like Rio de Janeiro, debris flow triggered by heavy rainfalls may involve this phenomenon, now associated to static loading. For an investigation of liquefaction susceptibility of colluvium soils from Rio de Janeiro, undisturbed samples were collected from two sites: Campo Experimental of PUC-Rio and the basin of the Quitite river. In the first phase of this developed experimental program, physical characterization, chemical and mineralogical tests were performed. After characterization, soil compressibility was evaluated through constant rate of deformation tests (CRD) performed in undisturbed samples, resulting in definition of virgin line tendencies. Following that, the stress-strain behavior and strength were studied using triaxial compression tests, isotropically consolidated and sheared in undrained condition, with pore-pressure measured both at the middle and at the base of the samples. The shear rate influence was analyzed in this investigation phase. Based on the analysis of the obtained results and the understanding of the stress-strain behavior of the studied materials under laboratory.

Esta tese tem por objetivo analisar o comportamento mecânico de um solo coluvionar de arenito não saturado (Solo AV) em condições indeformadas e remoldados. Sua localização é na divisa dos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul. Os corpos de prova foram moldados com o mesmo índice de vazios na condição indeformada e na condição remoldada com o intuito de se avaliar o papel da estrutura deste solo. Para este estudo foi modificado o equipamento triaxial com sucção controlada, apresentado por Pereira (2006), inserindo os medidores de deslocamentos locais nos corpos de prova (sensores de efeito Hall). A partir dos medidores de deformação locais foi possível observar a influência da sucção nos módulos de deformabilidade do solo AV para a condição remoldada. Foram determinadas as envoltórias de resistência ao cisalhamento para os ensaios na condição não saturada para corpos de prova indeformados e remoldados. Na condição não saturada observou-se que o ângulo de atrito interno (’) é influenciado pelo nível de sucção e tensão normal líquida aplicada. As envoltórias no plano tensão cisalhante versus sucção são não lineares e resultam, para baixos valores de sucção, em valores de b sempre superiores a ’. Os resultados indicaram que os corpos de prova indeformados, na condição saturada, apresentaram parâmetros e resistência ao cisalhamento superiores aos corpos de prova remoldados. Entretanto, para a condição não saturada, os corpos de prova remoldados apresentaram resistência ao cisalhamento superiores a dos corpos de prova indeformados. Os resultados dos ensaios do hollow cylinder indicaram que a magnitude da tensão principal intermediária influencia na resistência ao cisalhamento obtida. Pela variação da direção da tensão principal maior observou-se um comportamento anisotrópico nos corpos de prova remoldados. Em termos de parâmetros de resistência ao cisalhamento os ensaios triaxiais e hollow cylinder apresentaram resultados consistentes, de acordo com a literatura. Os principais modelos de previsão de resistência ao cisalhamento existentes, baseados em dados básicos do Solo AV, não apresentaram um bom ajustes para as condições de moldagem. Baseado em análises estatísticas, foi possível obter duas equações de ajuste, sendo uma linear exponencial para a condição indeformada e uma parabólica para a condição remoldada. / This thesis aims to analyze the mechanical behavior of an unsaturated sandstone colluvium soil (Soil AV) in undisturbed and remolded conditions. The colluvium is located on the border of the states of Santa Catarina and Rio Grande do Sul. The specimens were prepared with the same void ratio for undisturbed and remolded conditions in order to evaluate the soil structure. For this study the triaxial apparatus with suction-controll, presented by Pereira (2006), was improved by inserting local displacement traducers (Hall effect sensors). These tranducers allowed the evaluation of the influence of the suction on the Young’s modulus for the soil AV in the remolded condition. Shear strength envelopes were determined based on tests on unsaturated condition on undisturbed and remolded specimens. For the unsaturated condition, it was noted that the internal friction angle ('’) is influenced by the level of suction and net normal stress applied. The shear envelopes on the shear stress versus suction plane are nonlinear and showed b higher than ’, for low suction values. The results showed that undisturbed specimens in saturated conditions presented shear strength parameters and shear strength higher than the remolded specimens. However, in the unsaturated condition the remolded specimens showed higher shear strength than undisturbed specimens. The Hollow Cylinder test results indicated that the intermediate principal stress has influence on shear strength of the soil. By varying the direction of major principal stress it was noticed an anisotropic behavior in the remolded specimens. In terms of shear strength parameters triaxial and hollow cylinder tests presented consistent results as it was observed in the literature. Some of the models used to predict the shear strength, based on basic parameters of the soil AV, have not shown good matches for both, undisturbed and remolded conditions. Based on statistical analysis, it was possible to obtain two adjustment equations being a linear exponential to the undisturbed conditions and a parabolic for the remolded condition.

Para a determinação do comportamento de um solo não saturado, é necessária a identificação da sua curva característica, que representa a capacidade de armazenamento de água pelo solo em função do valor de sucção imposto. Quando este solo é submetido a algum processo de contaminação, a sua estrutura interna pode ser alterada por processos físico-químicos, modificando, por conseqüência, o seu comportamento. Esta dissertação propõe uma metodologia de ensaio para a determinação de curvas características de sucção total em um solo artificialmente contaminado com diferentes teores de óleo diesel. O programa experimental proposto consiste basicamente na realização do método do papel filtro, através da técnica sem contato entre a amostra e o papel, com algumas modificações em relação às metodologias anteriormente descritas na literatura geotécnica. Foram também executados ensaios para controle e quantificação da evaporação do contaminante ao longo do tempo, e sua possível absorção pelo papel filtro utilizado. Além disso, foram realizados ensaios para a caracterização física, mineralógica e química do solo, antes e após a adição do óleo, com o intuito de constatar as alterações causadas pela contaminação. O material estudado é constituído por sedimentos coluvionares provenientes de arenito da Formação Botucatu, sendo que sua curva característica, sem contaminação, já foi determinada em um estudo anterior, através do método do papel filtro com contato. Para possibilitar comparações entre estes resultados, foram medidos também alguns pontos em amostras não contaminadas, através da técnica proposta nesta dissertação. Estes apresentaram uma satisfatória concordância em relação à curva anteriormente ajustada. Na análise das curvas características do solo contaminado com 2%, 5%, 10% e 15% de óleo diesel, constatou-se a permanência do formato bimodal, sugerindo que a microestrutura e a macroestrutura continuam influenciando na entrada e saída de água do meio. Entretanto, foram identificadas alterações na forma da curva e na extensão dos patamares resultantes, em relação à curva característica sem contaminação, assim como as diferentes localizações dos valores de entrada de ar. Foi verificado que, conforme o aumento do teor de contaminante, há uma gradual tendência ao formato unimodal da curva característica, induzindo a um comportamento de solo tipicamente granular. Este fato foi comprovado nos resultados de microscopia eletrônica, onde se verifica que, com teores menores de óleo, a estrutura do solo encontra-se mais fechada e, à medida que este teor aumenta, a estrutura torna-se mais porosa. Os tempos de equalização para o método de ensaio proposto variaram entre 7 e 30 dias, conforme o nível de sucção da amostra. A avaliação da histerese revelou que, com o aumento do teor de contaminante, há uma pequena redução deste fenômeno. Além disso, os ensaios complementares comprovaram a existência de uma pequena porcentagem de evaporação do óleo diesel, assim como a absorção do mesmo pelo papel filtro, que se apresentou praticamente nula. / The unsaturated soil behavior can be determined through its soil-water characteristic curve, which represents the capacity of the soil to store water when submitted to different suction levels. When this soil is contaminated, its internal structure can be modified according to physical and chemical processes, thus changing the initial behavior. This dissertation proposes a test methodology to determine the total-suction soil-water characteristic curves of a contaminated soil at different diesel oil contents. The experimental program consisted of using the filter-paper method without contact between the sample and the paper, but with some modifications in relation to previously studied techniques. Some control tests were also carried out to check oil evaporation and its absortion by the filter paper. Besides, the samples were submitted to physical, mineralogical and chemical characterization, before and after contamination, to verify the possible changes. The studied material is a colluvium soil, constituted basically by sandstone, from the Botucatu Formation. This soil was previously studied by the filter-paper method with contact, and its soil water characteristic curve without contamination was already known. To compare the results, the proposed test methodology was also performed with non contaminated samples, showing a satisfactory agreement with the initial curve. The soil-water characteristic curves of this soil with a diesel oil content of 2%, 5%, 10% and 15% showed a "saddle" shape, indicating that both the microstructure and the macrostructure were influenced by the entrance and exit of water through the soil. However, the shape of the curve and the extent of its plateau changed according to the level of contamination. Increasing the oil content, the curve tends to a unimodal shape, with a behavior similar to granular soils. This statement was proved by the microstruture photographs, which showed an increase of sample porosity due to the increase of oil content. The time required to reach suction equilibrium during the tests varied between 7 to 30 days, according to the initial water content of the samples. The observed hysteresis had a small reduction with the increase of oil content. The control tests proved that oil evaporation and its absortion by the filter paper were insignificant in the whole test program.

Este trabalho apresenta o estudo de um colúvio localizado na rodovia RS-115 entre o km 23+300 e o km 23+600 no município de Três Coroas, RS. Esse colúvio consiste de um depósito de encosta, formado por pacotes de materiais pouco coesos, originários da alteração de dois tipos distintos de litologias: rochas vulcânicas da Formação Serra Geral e os arenitos da Formação Botucatu, que também constituem seu substrato. O objetivo principal desta pesquisa é a definição da geometria do movimento, da poropressão existente em diversas profundidades e dos parâmetros de resistência dos materiais do colúvio para o entendimento dos movimentos verificados. Para isso foram realizadas (a) leituras de inclinômetros para a caracterização da profundidade dos movimentos, (b) uma campanha complementar de investigação geotécnica com cinco sondagens mistas para reconhecimento, (c) a instalação de piezômetros nas perfurações realizadas, (d) coleta de amostras dos materiais do colúvio e (e) ensaios de laboratório nas amostras de solo. Durante a campanha de investigação complementar foi constatada a existência de uma camada argilosa bastante plástica localizada junto à base do colúvio, no contato deste com o substrato, coincidente com a zona onde foram observados os maiores deslocamentos horizontais. A amostra obtida desta camada foi submetida a um ensaio ring shear para determinação do ângulo de resistência residual, tendo como resultado o valor de 10,5º. Análises de microscopia eletrônica e de difração por raios-X do material ensaiado mostraram a presença do argilomineral montmorilonita, responsável pelo aspecto e comportamento de alta plasticidade e baixa resistência residual. Os dados de piezometria obtidos indicaram que os níveis freáticos verificados na massa coluvionar são regidos por aquíferos regionais que afloram junto ao pé dos derrames basálticos situados a montante da encosta, tendo as precipitações locais apenas um papel coadjuvante na definição desses níveis. Com os resultados obtidos foram realizadas retroanálises utilizando o software Slope/W e foi elaborada uma proposta de estabilização do colúvio através da implantação de um sistema de drenagem profunda. / This work presents a study of a colluvium deposit located at the RS-115 highway between km 23 +300 and km 23 +600 in Três Coroas, RS. The colluvial deposit is formed by low cohesive materials originated by the wheathering of two lithologies: volcanic rocks of the Serra Geral Formation and sandstones of the Botucatu Formation, which also constitute its substrate. The main objectives of this research are to define the geometry of the landslide, the porepressure acting at various depths and shear strength parameters of the materials in order to understand the observed movements. For that, the following actions were taken (a) inclinometer readings to characterize the movement depth, (b) an additional campaign of geotechnical investigation with five boreholes, (c) the installation of piezometers in the boreholes, (d) collection of soils samples and (e) laboratory tests on the samples. During the investigation campaign it was found the existence of a very plastic clay layer in the contact with the substrate at the base of the colluvium and coincident with the zone where the largest horizontal displacements were observed. A sample of this layer was subjected to a ring shear test to determine the residual angle of friction, resulting in the value of 10.5 degrees. Scanning electron microscopy and X-ray diffraction of the material tested showed the presence of montmorillonite clay, responsible for the soil aspect and behavior of high plasticity and low residual strength. The piezometric data obtained indicated that the groundwater levels observed in the mass colluvium are governed by regional aquifers that outcrop underneath the basalt flows which are just upstream of the slope, and the local rainfall has only a small role in these levels. Back-analysis of the slide were carried out with these results using the software Slope/W and a proposal was made to stabilize the colluvium through the implementation of a deep drainage system.

Esta tese tem por objetivo analisar o comportamento mecânico de um solo coluvionar de arenito não saturado (Solo AV) em condições indeformadas e remoldados. Sua localização é na divisa dos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul. Os corpos de prova foram moldados com o mesmo índice de vazios na condição indeformada e na condição remoldada com o intuito de se avaliar o papel da estrutura deste solo. Para este estudo foi modificado o equipamento triaxial com sucção controlada, apresentado por Pereira (2006), inserindo os medidores de deslocamentos locais nos corpos de prova (sensores de efeito Hall). A partir dos medidores de deformação locais foi possível observar a influência da sucção nos módulos de deformabilidade do solo AV para a condição remoldada. Foram determinadas as envoltórias de resistência ao cisalhamento para os ensaios na condição não saturada para corpos de prova indeformados e remoldados. Na condição não saturada observou-se que o ângulo de atrito interno (’) é influenciado pelo nível de sucção e tensão normal líquida aplicada. As envoltórias no plano tensão cisalhante versus sucção são não lineares e resultam, para baixos valores de sucção, em valores de b sempre superiores a ’. Os resultados indicaram que os corpos de prova indeformados, na condição saturada, apresentaram parâmetros e resistência ao cisalhamento superiores aos corpos de prova remoldados. Entretanto, para a condição não saturada, os corpos de prova remoldados apresentaram resistência ao cisalhamento superiores a dos corpos de prova indeformados. Os resultados dos ensaios do hollow cylinder indicaram que a magnitude da tensão principal intermediária influencia na resistência ao cisalhamento obtida. Pela variação da direção da tensão principal maior observou-se um comportamento anisotrópico nos corpos de prova remoldados. Em termos de parâmetros de resistência ao cisalhamento os ensaios triaxiais e hollow cylinder apresentaram resultados consistentes, de acordo com a literatura. Os principais modelos de previsão de resistência ao cisalhamento existentes, baseados em dados básicos do Solo AV, não apresentaram um bom ajustes para as condições de moldagem. Baseado em análises estatísticas, foi possível obter duas equações de ajuste, sendo uma linear exponencial para a condição indeformada e uma parabólica para a condição remoldada. / This thesis aims to analyze the mechanical behavior of an unsaturated sandstone colluvium soil (Soil AV) in undisturbed and remolded conditions. The colluvium is located on the border of the states of Santa Catarina and Rio Grande do Sul. The specimens were prepared with the same void ratio for undisturbed and remolded conditions in order to evaluate the soil structure. For this study the triaxial apparatus with suction-controll, presented by Pereira (2006), was improved by inserting local displacement traducers (Hall effect sensors). These tranducers allowed the evaluation of the influence of the suction on the Young’s modulus for the soil AV in the remolded condition. Shear strength envelopes were determined based on tests on unsaturated condition on undisturbed and remolded specimens. For the unsaturated condition, it was noted that the internal friction angle ('’) is influenced by the level of suction and net normal stress applied. The shear envelopes on the shear stress versus suction plane are nonlinear and showed b higher than ’, for low suction values. The results showed that undisturbed specimens in saturated conditions presented shear strength parameters and shear strength higher than the remolded specimens. However, in the unsaturated condition the remolded specimens showed higher shear strength than undisturbed specimens. The Hollow Cylinder test results indicated that the intermediate principal stress has influence on shear strength of the soil. By varying the direction of major principal stress it was noticed an anisotropic behavior in the remolded specimens. In terms of shear strength parameters triaxial and hollow cylinder tests presented consistent results as it was observed in the literature. Some of the models used to predict the shear strength, based on basic parameters of the soil AV, have not shown good matches for both, undisturbed and remolded conditions. Based on statistical analysis, it was possible to obtain two adjustment equations being a linear exponential to the undisturbed conditions and a parabolic for the remolded condition.