O presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento de um solo residual melhorado através do uso de técnicas mecânicas de compactação e da adição de cimento. Complementarmente foram realizadas análises numéricas destes materiais tratados quando utilizados como base de fundações superficiais. O programa experimental incluiu a retirada de amostras intactas e de material amolgado para a execução de ensaios triaxiais saturados drenados com medida interna de deformações, a fim de estudar o comportamento do solo natural e do solo tratado, quer por compactação, quer por adição de cimento e compactação. Além disto, tais ensaios são determinantes na obtenção de parâmetros constitutivos para a realização de simulações numéricas. O Método dos Elementos Finitos foi utilizado para simular o comportamento carga versus recalque de placas assentes sobre o solo natural e sobre camadas de solo melhorado. O modelo Hiperbólico foi empregado na análise numérica para modelar o comportamento tensãodeformação dos materiais. Os resultados das simulações dos ensaios de placa sobre camadas de solo melhorado demonstraram que houve um aumento significativo da capacidade de suporte, além de uma redução considerável dos recalques, quando comparados ao comportamento do solo natural. / The aim of this research is to study the behavior of a residual soil improved through compaction and cement addiction. The experimental programme comprises sampling of residual soil in the field and laboratory drained triaxial tests Mth interna1 measurement of deformation. These tests were valuable for examining severa1 aspects of the behavior of the naturally structured residual soil and the improved material. Besides that, results were interpreted for the assessment of constitutive parameters for performing numerical simulations. The Finite Element Method was used to predict the load-settlement behavior of plates in which the Hyperbolic model was employed to describe the stress-strain behavior of the materials. The results of the simulated plate load tests resting on layers of treated soil have shown that there was a significant improvement in bearing capacity and a reduction in settlements when compared to the behavior of the natural residual soil deposits.

O presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento de um solo residual melhorado através do uso de técnicas mecânicas de compactação e da adição de cimento. Complementarmente foram realizadas análises numéricas destes materiais tratados quando utilizados como base de fundações superficiais. O programa experimental incluiu a retirada de amostras intactas e de material amolgado para a execução de ensaios triaxiais saturados drenados com medida interna de deformações, a fim de estudar o comportamento do solo natural e do solo tratado, quer por compactação, quer por adição de cimento e compactação. Além disto, tais ensaios são determinantes na obtenção de parâmetros constitutivos para a realização de simulações numéricas. O Método dos Elementos Finitos foi utilizado para simular o comportamento carga versus recalque de placas assentes sobre o solo natural e sobre camadas de solo melhorado. O modelo Hiperbólico foi empregado na análise numérica para modelar o comportamento tensãodeformação dos materiais. Os resultados das simulações dos ensaios de placa sobre camadas de solo melhorado demonstraram que houve um aumento significativo da capacidade de suporte, além de uma redução considerável dos recalques, quando comparados ao comportamento do solo natural. / The aim of this research is to study the behavior of a residual soil improved through compaction and cement addiction. The experimental programme comprises sampling of residual soil in the field and laboratory drained triaxial tests Mth interna1 measurement of deformation. These tests were valuable for examining severa1 aspects of the behavior of the naturally structured residual soil and the improved material. Besides that, results were interpreted for the assessment of constitutive parameters for performing numerical simulations. The Finite Element Method was used to predict the load-settlement behavior of plates in which the Hyperbolic model was employed to describe the stress-strain behavior of the materials. The results of the simulated plate load tests resting on layers of treated soil have shown that there was a significant improvement in bearing capacity and a reduction in settlements when compared to the behavior of the natural residual soil deposits.

O presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento de um solo residual melhorado através do uso de técnicas mecânicas de compactação e da adição de cimento. Complementarmente foram realizadas análises numéricas destes materiais tratados quando utilizados como base de fundações superficiais. O programa experimental incluiu a retirada de amostras intactas e de material amolgado para a execução de ensaios triaxiais saturados drenados com medida interna de deformações, a fim de estudar o comportamento do solo natural e do solo tratado, quer por compactação, quer por adição de cimento e compactação. Além disto, tais ensaios são determinantes na obtenção de parâmetros constitutivos para a realização de simulações numéricas. O Método dos Elementos Finitos foi utilizado para simular o comportamento carga versus recalque de placas assentes sobre o solo natural e sobre camadas de solo melhorado. O modelo Hiperbólico foi empregado na análise numérica para modelar o comportamento tensãodeformação dos materiais. Os resultados das simulações dos ensaios de placa sobre camadas de solo melhorado demonstraram que houve um aumento significativo da capacidade de suporte, além de uma redução considerável dos recalques, quando comparados ao comportamento do solo natural. / The aim of this research is to study the behavior of a residual soil improved through compaction and cement addiction. The experimental programme comprises sampling of residual soil in the field and laboratory drained triaxial tests Mth interna1 measurement of deformation. These tests were valuable for examining severa1 aspects of the behavior of the naturally structured residual soil and the improved material. Besides that, results were interpreted for the assessment of constitutive parameters for performing numerical simulations. The Finite Element Method was used to predict the load-settlement behavior of plates in which the Hyperbolic model was employed to describe the stress-strain behavior of the materials. The results of the simulated plate load tests resting on layers of treated soil have shown that there was a significant improvement in bearing capacity and a reduction in settlements when compared to the behavior of the natural residual soil deposits.

O presente trabalho estuda as propriedades geotécnicas de solos residuais que se situam no Planalto Meridionaldo Rio Grande do Sul, na área pertencente ao chamado grau de Passo Fundo (28°-29°e 52°-53° de Greenwich). O mapeamento geológico mostrou a ocorrência de arenito da Formação Tupanciretã e rochas vulcânicas da Formação Serra Geral, constituídas por basaltos e riodacitos, estes últimos de descrição recente (69,77). Foram coletadas 36 amostras deformadas e 6 blocos indeformados de solos residuais de arenito da Formação Tupanciretã, de riolito e de basalto, situados no horizonte superficiaL abrangendo uma área global de 10.000km2. Realizaram-se análises químicas e mineralógicas, estudos de microscopia eletrônica, ensaios de caracterização, compactação, Índice Suporte Califórnia, compressibilidade, colapsibilidade e resistência, além de um estudo pedológico. Os solos estudados apresentaram características de solos laterítícos, com propriedades particulares que os distinguern dos demais solos do Brasil. Observaram-se diferenças nas propriedades dos solos de arenito em relação aos solos de basalto e riolito. Por fim, procedeu-se a um estudo estatístico, verificando-se a variabilidade entre os resultados obtidos, que demonstraram uma relativa compatibilidade entre as características da rocha mãe e dos solos originados. A partir dos dados obtidos será possível estender a análise às demais áreas da região, com vistas a uma ampliação e sistematização dos estudos de solos vermelhos residuais do Planalto Meridional. / This work presents the geotechnical properties of residual soils located in the Planalto Meridional do Rio Grande do Sul in the area belonging to the so called Passo Fundo Region (289-299 and 529-539 Greenwich). The geological mapping showed the presence of the Tupanciretã Formation, volcanic rocks from the Serra Geral Formation, which according to a recent description (69, 77) are made up of basalts and riodacite. A collection was made of thirty six deforrned samples and six undeformed blocks of residual soils of sandstone from the Tupanciretã Formation and of riolite and basalt, which were located in a horizontal surface covering a global area of 10 .000 km2. The following, types of analyses and tests were performed: mineralogical, chemical, characterization, compaction, California Bearing Ration, compressibility, collapsibility and resistance, in addition to a pedological study. The soils analysed showed lateritic soils characteristics with special properties that single them out with respect to the other Brasilian soils. Differences were observed beb1een the properties of the sandstone and those from basalts and riolite. A quantification of the variability of the results was obtained by means of a statistical analysis of the data, that a relative compatibility between the characteristics of the source rock and its original soils. Using the results obtained extension of their study can be made to other are s in the region in arder to obtain a wider and sistematic view of the residual red soils of the Pla nalto Meridional.

Atualmente, os processos produtivos têm passado por amplas reavaliações no sentido de tomá-los sustentáveis, sob os mais distintos aspectos, de maneira a permitir-lhes a satisfação das demandas sócio-econômicas às quais se propõem, com respeito à outros fatores importantes como a preservação do meio ambiente, no qual estão inseridos. Este estudo trata sobre a utilização e aproveitamento de resíduos industriais no processo de estabilização físicoquímica de um solo residual de arenito da formação Botucatu, buscando-se a determinação das propriedades de engenharia do novo material, com ênfase àquelas relacionadas às características de deformação e resistência. No presente trabalho, a partir de um programa experimental que incluiu ensaios de resistência à compressão simples e diametral, ensaios triaxiais drenados (CID) e não-drenados (CIU) com medição interna de deformações axiais, e microscopia eletrônica de varredura, um solo residual teve seu comportamento mecânico investigado, frente à variação de variáveis como o nível de tensões efetivas médio inicial (p.i = 20, 60 e 100 kPa), o grau de cimentação (representado pelas quantidades de resíduos presentes nas misturas), a influência das condições de compactação (resultando em distintos arranjos micro-estruturais) e as condições de drenagem. Os resultados mostraram que o comportamento das misturas, em relação à resistência ao cisalhamento, foi influenciado em maior ou menor grau por todas as variáveis investigadas. As características de deformabilidade não pareceram ser afetadas, de maneira significativa, pela alteração das condições de drenagem. Os resíduos estudados apresentaram excelente potencialidade de utilização, na estabilização físico-química do solo residual. / Nowadays, the production processes have been largely re-examined in order to become them sustainable, under several aspects, and allowing them the fulfillment of their own socioeconomic demands, respecting other important factors like the protection of the environment in which they are inserted. This research deals with the utilization of industrial wastes in the physico-chemical stabilization of a sandstone residual soil that belongs to a geotechnical formation named Botucatu, searching for the determination o f the engineering properties of the new materiais, emphasizing the ones related to deformation and shear strength characteristics. In this current work, a residual soil did have your mechanical behavior investigated, through an experimental programme composed of unconfined compressive and indirect tensile tests, drained (CID) and undrained (CIU) triaxial tests with local axial strain measurements and scanning electron microscopy. The investigated variables were the initial average effective stress levei (pi = 20, 60 e 100 kPa), the cementation level (defined by waste quantities present in the mixtures), the influence of the compaction conditions (resulting in distinct microstructural arrangements) and the drainage conditions. The results have shown that the shear strength behavior of the mixtures was influenced in some degree by all the investigated 'lariables. The deformability characteristics did not seem to be affected, in a significant extent, by the change of the drainage conditions. The wastes studied in this research did show excellent utilization potential, in the physico-chemical stabilization of the residual soil.

Neste trabalho foram avaliadas as propriedades de resistência e deformabilidade de misturas solo-cimento-fibra. O estudo experimental consistiu de duas etapas, denominadas de etapa de laboratório e etapa de campo. Na etapa de laboratório foi verificada a influência da adição de fibras de polipropileno no comportamento tensão x deformação de um solo arenoso cimentado e não cimentado. Ensaios de resistência à compressão triaxial foram realizados para avaliar os efeitos da porcentagem de fibras, do comprimento das fibras, do diâmetro das fibras, da porcentagem de cimento, da densidade relativa, da tensão de confinamento e da distribuição granulométrica no comportamento do compósito. Na etapa de campo, o comportamento carga x recalque do solo arenoso cimentado reforçado com fibras foi avaliado, juntamente com os mecanismos de ruptura de cada compósito, através da execução de ensaios de placa de 0,30 m e 0,60 m de diâmetro sobre camadas tratadas de 0,30 m de espessura. Os métodos propostos por Vesic (1975), Meyerhof & Hanna (1978) e Thomé (1999) foram utilizados para a previsão da capacidade de suporte das camadas tratadas em campo A partir dos resultados obtidos chegou-se às seguintes conclusões: (1) a influência da inclusão de fibras sobre as propriedades mecânicas do compósito depende fundamentalmente das propriedades da matriz; (2) a porcentagem de cimento e a tensão de confinamento exercem forte influência no comportamento mecânico do material compósito; (3) o efeito da inclusão de fibras é mais evidente para maiores comprimentos e maiores teores de fibras, sendo seu efeito mais pronunciado para materiais compósitos com maiores densidades; (4) a influência das fibras na resistência de pico e última do material depende também do diâmetro das fibras e da distribuição granulométrica do solo; (5) O comportamento carga x recalque do solo cimentado é influenciado pela adição das fibras, alterando principalmente o comportamento pós-pico e o mecanismo de ruptura; (6) os valores de previsão da capacidade de suporte das camadas cimentadas, com e sem reforço de fibras, apresentam boa aproximação com os valores experimentais.

O presente trabalho estuda as propriedades geotécnicas de solos residuais que se situam no Planalto Meridionaldo Rio Grande do Sul, na área pertencente ao chamado grau de Passo Fundo (28°-29°e 52°-53° de Greenwich). O mapeamento geológico mostrou a ocorrência de arenito da Formação Tupanciretã e rochas vulcânicas da Formação Serra Geral, constituídas por basaltos e riodacitos, estes últimos de descrição recente (69,77). Foram coletadas 36 amostras deformadas e 6 blocos indeformados de solos residuais de arenito da Formação Tupanciretã, de riolito e de basalto, situados no horizonte superficiaL abrangendo uma área global de 10.000km2. Realizaram-se análises químicas e mineralógicas, estudos de microscopia eletrônica, ensaios de caracterização, compactação, Índice Suporte Califórnia, compressibilidade, colapsibilidade e resistência, além de um estudo pedológico. Os solos estudados apresentaram características de solos laterítícos, com propriedades particulares que os distinguern dos demais solos do Brasil. Observaram-se diferenças nas propriedades dos solos de arenito em relação aos solos de basalto e riolito. Por fim, procedeu-se a um estudo estatístico, verificando-se a variabilidade entre os resultados obtidos, que demonstraram uma relativa compatibilidade entre as características da rocha mãe e dos solos originados. A partir dos dados obtidos será possível estender a análise às demais áreas da região, com vistas a uma ampliação e sistematização dos estudos de solos vermelhos residuais do Planalto Meridional. / This work presents the geotechnical properties of residual soils located in the Planalto Meridional do Rio Grande do Sul in the area belonging to the so called Passo Fundo Region (289-299 and 529-539 Greenwich). The geological mapping showed the presence of the Tupanciretã Formation, volcanic rocks from the Serra Geral Formation, which according to a recent description (69, 77) are made up of basalts and riodacite. A collection was made of thirty six deforrned samples and six undeformed blocks of residual soils of sandstone from the Tupanciretã Formation and of riolite and basalt, which were located in a horizontal surface covering a global area of 10 .000 km2. The following, types of analyses and tests were performed: mineralogical, chemical, characterization, compaction, California Bearing Ration, compressibility, collapsibility and resistance, in addition to a pedological study. The soils analysed showed lateritic soils characteristics with special properties that single them out with respect to the other Brasilian soils. Differences were observed beb1een the properties of the sandstone and those from basalts and riolite. A quantification of the variability of the results was obtained by means of a statistical analysis of the data, that a relative compatibility between the characteristics of the source rock and its original soils. Using the results obtained extension of their study can be made to other are s in the region in arder to obtain a wider and sistematic view of the residual red soils of the Pla nalto Meridional.

O presente trabalho tem como objetivo investigar o comportamento hidráulico e mecânico de misturas de Solo-Bentonita (SB) e de Solo-Cimento-Bentonita (SCB) quando permeada com água e óleo diesel, bem como analisar a influência da variação do teor de cimento com a finalidade de propiciar resultados capazes de auxiliar para um projeto construtivo de barreiras verticais de contaminantes. O programa experimental consistiu na realização de ensaios de compressão não-confinada, ensaios de condutividade hidráulica com um permeâmetro de parede rígida do tipo Compaction mold e ensaios de difração de raios-X a fim de se estudar o comportamento das misturas de SB e SCB em termos de resistência e permeabilidade. Os resultados dos ensaios realizados para cada tipo de mistura foram analisados separadamente. A análise dos resultados permitiu identificar as alterações provocadas na condutividade hidráulica pela variação do fator a/c e do líquido percolante. Os resultados dos ensaios de compressão não-confinada demonstraram uma maior resistência com a diminuição do fator a/c. A mistura de SB apresentou um aumento da condutividade hidráulica quando permeada com óleo diesel comparado com o valor encontrado quando permeado com água, o que pode ser explicado pelo inchamento intracristalino demonstrado pelo ensaio de difração de raios-X. As amostras de SCB, devido à introdução de cimento, apresentaram um acréscimo inicial na condutividade hidráulica (permeadas com água) quando comparadas com amostras de SB, seguidas de uma redução na condutividade hidráulica quando permeadas com óleo diesel.

O estudo das propriedades mecânicas dos solos estruturados necessita de equipamentos de laboratório com características específicas. No caso de ensaios triaxiais, os equipamentos devem incorporar técnicas especiais, tais como: medição local de deformações e controle automático de trajetórias de tensão. Caso o solo seja ensaiado na condição não saturada, o equipamento deve ser capaz de controlar a sucção imposta ao corpo de prova. Esta dissertação apresenta a montagem de um equipamento triaxial automatizado para o estudo de solos estruturados, saturados e não saturados, sendo que para a execução de ensaios com diferentes trajetórias de tensões, pequenas modificações devem ser introduzidas no programa. O equipamento foi montado com peças encontradas no mercado nacional e de fácil aquisição. Este equipamento dispõe de medição local de deformações baseada em sensores de efeito Hall, com uma resolução de deformações axiais e radiais da ordem de 10-4. O equipamento utiliza um sistema de válvulas proporcionais para o controle automático das pressões aplicadas. O equipamento assim construído, foi utilizado para estudar o comportamento mecânico de um solo residual de arenito Botucatu oriundo de uma jazida na rodovia RS 239. Este solo apresenta um índice de vazios médio de 0,62. Envoltórias de resistência ao cisalhamento para valores de pico e para valores de deformações axiais >10%, foram determinadas a partir de resultados de ensaios triaxiais. Os resultados dos ensaios também permitiram identificar uma superfície de fluência. O efeito da cimentação, tanto na superfície de fluência como no módulo de Young, foi constatado através da análise das curvas tensão desvio x deformação axial, que mostram claramente uma mudança de comportamento associada à progressiva desestruturação do material. / The study of the mechanical properties of structured soils requires special laboratory testing equipment. For the case of triaxial tests, the equipment must be provided with special techniques, such as: local strain measurement and automatic stress path control. When the soil is unsaturated, the equipment must be able to control the suction imposed on the specimen. This dissertation describes the development of an automated triaxial equipment for the study of structured soils, either saturated or unsaturated. This equipment was assembled with parts easily available in the local market. The equipment has local strain measurement based on Hall effect sensors, with a resolution of 10-4 both for axial and radial measurement. It uses a sistem of proportional valves for the control of applied pressures. The equipment developed was used to investigate the mechanical behaviour of a residual soil of Botucatu sandstone, sampled from a quarry near the RS 239 road. showing an average void ratio of 0.62. Shear strength envelopes were identified both for the peak strength and for the strength corresponding to strains >10%. A yield surface was also dentified from the test results. The effect of cementation, both on the yield surface and Young's modulus, was observed on the stress-strain curves, which clearly show a change of behaviour related to progressive material destructuring.

Neste trabalho foram avaliadas as propriedades de resistência e deformabilidade de misturas solo-cimento-fibra. O estudo experimental consistiu de duas etapas, denominadas de etapa de laboratório e etapa de campo. Na etapa de laboratório foi verificada a influência da adição de fibras de polipropileno no comportamento tensão x deformação de um solo arenoso cimentado e não cimentado. Ensaios de resistência à compressão triaxial foram realizados para avaliar os efeitos da porcentagem de fibras, do comprimento das fibras, do diâmetro das fibras, da porcentagem de cimento, da densidade relativa, da tensão de confinamento e da distribuição granulométrica no comportamento do compósito. Na etapa de campo, o comportamento carga x recalque do solo arenoso cimentado reforçado com fibras foi avaliado, juntamente com os mecanismos de ruptura de cada compósito, através da execução de ensaios de placa de 0,30 m e 0,60 m de diâmetro sobre camadas tratadas de 0,30 m de espessura. Os métodos propostos por Vesic (1975), Meyerhof & Hanna (1978) e Thomé (1999) foram utilizados para a previsão da capacidade de suporte das camadas tratadas em campo A partir dos resultados obtidos chegou-se às seguintes conclusões: (1) a influência da inclusão de fibras sobre as propriedades mecânicas do compósito depende fundamentalmente das propriedades da matriz; (2) a porcentagem de cimento e a tensão de confinamento exercem forte influência no comportamento mecânico do material compósito; (3) o efeito da inclusão de fibras é mais evidente para maiores comprimentos e maiores teores de fibras, sendo seu efeito mais pronunciado para materiais compósitos com maiores densidades; (4) a influência das fibras na resistência de pico e última do material depende também do diâmetro das fibras e da distribuição granulométrica do solo; (5) O comportamento carga x recalque do solo cimentado é influenciado pela adição das fibras, alterando principalmente o comportamento pós-pico e o mecanismo de ruptura; (6) os valores de previsão da capacidade de suporte das camadas cimentadas, com e sem reforço de fibras, apresentam boa aproximação com os valores experimentais.