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[en] EFFECTS OF A CAUSTIC LIQUEUR ON THE SHEAR STRENGTH OF A SIENITIC RESIDUAL SOIL AND A COLLUVIUM, UNDEFORMED / [pt] EFEITOS DE UM LICOR CÁUSTICO NA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DE UM SOLO RESIDUAL DE SIENITO E UM COLUVIONAR INDEFORMADOSTAISE MONIQUE DE OLIVEIRA CARVALHO 30 January 2007 (has links)
[pt] Neste trabalho se estuda a influência de um fluido
alcalino na resistência
ao cisalhamento de dois solos provenientes de Poços de
Caldas-MG, sendo um
deles um solo residual jovem de sienito e o outro um
colúvio. Para tanto,
elaborou-se um programa experimental que consistiu na
execução de ensaios
triaxiais CIU (solo residual jovem) e de cisalhamento
direto (solo coluvionar),
tanto com os solos no estado natural como contaminados. A
contaminação dos
solos se deu pela substituição total ou parcial do fluido
intersticial por um licor
cáustico, resíduo proveniente do processo do
beneficiamento da bauxita.
Ensaios de caracterização física, química e mineralógica,
com os solos em
ambos os estados, foram realizados com o intuito de
auxiliar na análise dos
resultados dos ensaios de resistência. Os resultados
obtidos mostraram que os
solos são suscetíveis à ação do licor, notando-se um
decréscimo dos parâmetros
de resistência. / [en] This work presents a study concerning the influence of an
alkaline fluid in
the shear strength of two soils originating from Poços de
Caldas-MG, which one
of them is a sienitic residual and the other a colluvium.
For that, it was elaborated
an experimental program consisting of the execution of CIU
triaxial (residual soil)
and direct shear (colluvium) tests. The tests were
performed with the soils in the
natural and contaminated states. The soils were
contaminated through total or
partial substitution of the pore fluids for a caustic
liqueur, a residue originating
from alumina production process. In order to provide
better support for the
analysis of strength tests results, it were performed
physical, chemistry and
mineralogical characterization tests, with the soils in
both states. The
experimental program results have shown that the liqueur
causes loss of strength
in both soils.
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[en] INFLUENCE OF SUCTION ON THE SHEAR STRENGTH OF A FILITE RESIDUAL SOIL FROM BELO HORIZONTE, MG / [pt] INFLUÊNCIA DA SUCÇÃO NA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DE UM SOLO RESIDUAL DE FILITO DE BELO HORIZONTE, MGMARIA BERNADETE LUCIANO LOPES 15 February 2007 (has links)
[pt] Neste trabalho, analisou-se a influência da sucção na
resistência ao
cisalhamento de um solo residual jovem de filito da
região
metropolitana de
Belo Horizonte (MG). A fim de determinar a resistência
ao
cisalhamento do solo
não saturado, foram realizados ensaios de cisalhamento
direto com sucção
controlada em amostras indeformadas e teor de umidade
natural. Foram feitos
também ensaios de cisalhamento direto convencional, em
corpos de prova
indeformados e submersos. Tais ensaios foram executados
com diferentes
níveis de tensão. Determinaram-se as curvas de retenção
de
umidade através
do método do papel filtro, para se obter a relação entre
a
sucção e o teor de
umidade do solo. O programa experimental compreendeu
também ensaios de
caracterização geotécnica, análises químico-
mineralógicas.
A partir da análise
dos resultados de ensaios de cisalhamento direto
convencional e com sucção
controlada foi possível estabelecer uma envoltória de
resistência ao
cisalhamento em três dimensões para o solo estudado,
função das variáveis de
tensão ((sigma)-ua) e (ua-uw). Também são apresentadas
algumas considerações
sobre a influência da sucção na compressibilidade do
material. Por fim, fez-se
uma comparação dos resultados obtidos para a resistência
ao cisalhamento
com estimativas indiretas através de formulações
simplificadas que usam os
parâmetros efetivos de resistência e a curva
característica de sucção (i.e.
Lytton, 1995; Vanapalli et al., 1996; Fredlund et al.,
1996; Oberg e Sallfors,
1997), assim como com outros resultados encontrados na
literatura técnica. / [en] This work intends to evaluate the influence of suction in
the shear strength
of a young residual filite soil from Belo Horizonte city,
of Minas Gerais, Brazil. The
experimental program included conventional tests of
geotechnical, chemical and
mineralogical characterization. The relationship between
suction and water
content of soil was obtained by the filter paper method
and represented
graphically by soil-water characteristic curves (SWCC). In
order to determine the
shear strength of unsaturated soil, direct shear tests
with controlled suction were
executed with soil samples in their natural state. In
addition, conventional shear
strength tests were performed with undisturbed and
submersed specimens. Both
types of tests were performed with different values of
stress. From the analysis of
the tests´ results it was possible to establish a three-
dimensional shear strength
envelope in function of the stress state variables
((sigma)-ua) and (ua-uw). Moreover,
some considerations about the influence of stress
variables in compressibility of
soil are discussed. Finally, a comparison of the results
obtained for the soil´s
shear strength was made with different prediction models
using the SWCC and
the effective strength parameters (i.e. Lytton, 1995;
Vanapalli et al., 1996;
Fredlund et al., 1996; Oberg e Sallfors, 1997). The
results were also compared
with other data found in the literature.
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[en] EVALUATION OF HYDRAULIC PROPERTIES OF UNSATURATED TROPICAL SOILS / [pt] AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES HIDRÁULICAS DE SOLOS TROPICAIS NÃO SATURADOSMONICA PRISCILLA HERNANDEZ MONCADA 07 October 2008 (has links)
[pt] O presente trabalho de pesquisa teve dois objetivos
principais. O primeiro foi obter um índice geotécnico que
permita avaliar o grau de intemperismo dos
solos residuais. Para isto foram analisados dados
correspondentes a perfis de alteração de Gnaisse
característicos do município do Rio de Janeiro e executou-se
a caracterização completa de um perfil específico de
alteração de Gnaisse Facoidal. O segundo objetivo foi a
determinação experimental das propriedades
hidráulicas de solos tropicais não saturados. Como parte
deste objetivo foram desenvolvidos novos instrumentos e
modificados equipamentos existentes. A
determinação da curva característica de sucção foi efetuada
em seis solos residuais e em dois solos sedimentares. Na
obtenção das curvas de retenção foram utilizadas as técnicas
de translação de eixos, papel filtro e umidade relativa.
Esta curva foi também definida a partir de resultados de
ensaios de porosimetria de mercúrio. Avaliou-se a
aplicabilidade dos modelos disponíveis na literatura no
ajuste dos dados experimentais. A função de permeabilidade
foi determinada em dois solos, um residual e um sedimentar,
utilizando um permeâmetro de parede
flexível com sucção controlada. Análises numéricas,
efetuadas para avaliar o comportamento do equipamento
utilizado, possibilitaram a definição de uma
metodologia otimizada de interpretação dos resultados. A
aplicabilidade dos modelos disponíveis na literatura na
obtenção da função de permeabilidade foi
analisada, tendo-se verificado a necessidade de introdução
de mudanças nestas formulações para se conseguir reproduzir
as medidas diretas efetuadas. / [en] The present research work had two main objectives. The
first was to obtain a geotechnical index for measuring the
weathering degree of gneissic residual
soils. For that it were analyzed data corresponding to
typical weathering profiles
found in the municipality of Rio de Janeiro and executed a
complete
characterization of a specific weathering profile of
facoidal gneiss. The second
objective was to determine, experimentally, the hydraulic
properties of tropical
unsaturated soils. As part of that new instruments were
developed and existing
equipments were modified. Moisture retention curves were
determined for six
residual soils and two sedimentary ones. The axis-
translation technique, the filter
paper method and the relative humidity one were employed to
obtain such curves.
Data from mercury intrusion porosimetry tests were also
used to define these
curves. The applicability of models available in literature
to adjust the obtained
experimental data was evaluated. The hydraulic conductivity
function was
determined for two soils, one residual and one sedimentary.
A suction controlled,
flexible wall permeameter set up was used for that.
Numerical modeling was
implemented to evaluate the performance of the experimental
set up. This
provided means for an optimized interpretation of the
testing results. The
applicability of models available in the literature to
obtain the permeability
functions was evaluated, being found the need to introduce
changes in their
formulation in order to be able to reproduce the obtained
experimental data.
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Caracterização da condutividade hidráulica dos solos e estudo da vulnerabilidade à contaminação dos aquíferos da sub-bacia do Córrego Palmital Viçosa/MG / Caracterization of the hydraulic conductivity of soils and study of vulnerability to contamination of aquifers from the Palmital stream watershed - Viçosa / MGBetim, Luiza Silva 26 February 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The growing importance and use of groundwater turns out to be necessary to evaluate the vulnerability of groundwater to contamination, which can be an important tool for environmental planning. Such evaluation requires a characterization of the physical environment, especially related to its soil and aquifers physical properties, among which the hydraulic conductivity stands out. In this context, this research aims to study the hydraulic conductivity of soils and the assessment of natural vulnerability to groundwater contamination of the Palmital stream watershed, based on a detailed characterization of the study area, located in the rural part of Viçosa city. Furthermore, the research seeks knowledge on the hydraulic conductivity of the soil classes present on the watershed, which are representative of Zona da Mata region, to landfill leachate, in order to verify the possibility of solid waste disposal in natural soil in landfills located in the region hilltops. The characterization of soils hydraulic conductivity at depth was done by the completion of permeability tests in boreholes, in six points on the watershed. The study of hydraulic conductivity of soils also involved the collection of undisturbed soil samples to about 1,0 m deep, at five points on the watershed, with subsequent determination of physical characteristics and performance of variable head permeability tests at laboratory, using water and landfill leachate as fluids. The assessment of the aquifers pollution vulnerability was performed by applying the DRASTIC and GOD methods. The characterization of the study area revealed that the watershed is covered by gneiss residual soils and an unconfined aquifer. Regarding pedology, soils are classified as Red-Yellow Latosols, Red-Yellow Acrisols and Haplic Cambisols. The results obtained in field varied from 10-4 to 10-7 cm.s-1, demonstrating the heterogeneity in soil in relation to the hydraulic conductivity. The results of water permeability laboratory tests have shown that Acrisols have hydraulic conductivity of the order of 10-4 and 10-5 cm.s-1, lower than Latosols and Cambisols, which presented similar values, of the order of 10-3 and 10-4 cm.s-1. The results confirm the effect of the Latosols fabric in its hydraulic behavior compared with other soils with high clay content. The results of leachate permeability laboratory tests have shown that Cambisols have hydraulic conductivity of the order of 10-6 and 10-7 cm.s-1, lower than Latosols and Acrisols. The results of laboratory permeability tests have also demonstrate the hydraulic conductivity of studied residual soils to landfill leachate is lower than to water, mainly due to clogged pores, considering a leachate containing significant amounts of suspended solids. Regarding aquifers vulnerability assessment to contamination, the application of DRASTIC and GOD methods resulted in similar maps and showed the great influence of the depth to water table in the evaluation. The watershed is divided into areas of low and medium vulnerability, the latter being predominant in areas of lower altitude and less wavy relief, where the water table is shallow. In the medium vulnerability areas, there is a risk of groundwater contamination due to the improper disposal of domestic sewage and the presence of animal waste from pig sty, corrals and pastures show that, demonstrating the need for improvement in sanitary structure in the watershed. / A crescente importância e utilização das águas subterrâneas torna fundamental a avaliação da vulnerabilidade à contaminação de aquíferos, a qual pode constituir uma ótima ferramenta de planejamento ambiental. Tal avaliação exige uma caracterização do meio físico, especialmente relacionada às propriedades físicas dos solos e aquíferos, dentre as quais destaca-se a condutividade hidráulica. Nesse contexto, a presente pesquisa tem como objetivos o estudo da condutividade hidráulica dos solos e a avaliação da vulnerabilidade natural à contaminação dos aquíferos da sub-bacia do córrego Palmital, baseada em uma detalhada caracterização da área de estudo, localizada na Zona Rural do município de Viçosa. Além disso, a pesquisa visa o conhecimento sobre a condutividade hidráulica das classes de solo da sub-bacia, representativas da Zona da Mata, ao percolado de aterro sanitário, a fim de avaliar a possibilidade de disposição dos resíduos sólidos sem a adoção de impermeabilização de base em aterros sanitários localizados em topos de morro na região. A caracterização da condutividade hidráulica dos solos em profundidade foi feita através da realização de ensaios de permeabilidade (infiltração) em furos de sondagem, acima do nível d água, em seis pontos da sub-bacia. O estudo da condutividade hidráulica dos solos envolveu também a coleta de amostras indeformadas de solo a cerca de 1,0m de profundidade, em cinco pontos da bacia, com posterior determinação dos índices físicos e realização de ensaios de permeabilidade à carga variável em laboratório, usando água e percolado de aterro sanitário como fluidos. A avaliação da vulnerabilidade à contaminação dos aquíferos foi realizada utilizando os métodos GOD e DRASTIC. A caracterização da área de estudos mostrou que a sub-bacia é coberta por solos residuais de gnaisse e por um aquífero livre. Com relação à pedologia, os solos que cobrem a bacia são classificados em Latossolos Vermelho-Amarelos, Argissolos Vermelho-Amarelos e Cambissolos Háplicos. Os resultados obtidos em campo variaram de 10-4 a 10-7 cm.s-1, evidenciando a heterogeneidade da permeabilidade dos solos em profundidade. Os resultados obtidos nos ensaios de permeabilidade em laboratório utilizando água mostraram que os Argissolos possuem condutividade hidráulica da ordem de 10-4 e 10-5 cm.s-1, menores que os Latossolos e Cambissolos, os quais apresentaram valores próximos, da ordem de 10-3 e 10-4 cm.s-1. Os resultados obtidos nos ensaios de permeabilidade em laboratório utilizando percolado mostraram que os Cambissolos possuem condutividade hidráulica da ordem de 10-6 e 10-7 cm.s-1, menores que os Latossolos e Argissolos. Os resultados confirmam o efeito da estrutura dos Latossolos em seu comportamento hidráulico, se comparado com outros solos com elevada fração de argila. Os resultados dos ensaios de permeabilidade em laboratório mostraram ainda que a condutividade hidráulica dos solos residuais estudados ao percolado de aterro sanitário é menor do que à água, devido principalmente à obstrução dos poros, considerando percolados com quantidades significativas de sólidos em suspensão. Com relação à avaliação da vulnerabilidade de contaminação dos aquíferos da área, a aplicação dos métodos GOD e DRASTIC resultou em mapas parecidos e evidenciaram a grande influência da profundidade do lençol freático na avaliação. A sub-bacia é dividida em áreas de baixa e média vulnerabilidade, sendo as últimas predominantes nas áreas de menor altitude e relevo menos ondulado, onde o lençol freático é mais raso. Nas áreas de média vulnerabilidade, existe risco de contaminação das águas subterrâneas devido à disposição inadequada de efluentes domésticos e à presença de dejetos animais provenientes de pocilgas, currais e pastagens, demonstrando a necessidade de uma melhoria da estrutura sanitária na sub-bacia.
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Análise tensão deformação de uma barragem de concreto em solo residual preponderantemente anisotrópico. / Analysis strain stress of a concrete dam in residual soil predominantly anisotropic.Marcio Fernandes Leão 01 April 2015 (has links)
Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Estudos de fundações de obras de arte, como barragens de concreto-gravidade e
barragens de terra, devem contemplar todos os esforços atuantes no maciço de fundação,
principalmente as tensões e as deformações esperadas durante todo o processo construtivo e
no período pós-construtivo. Quando essas estruturas são apoiadas sobre rochas de boa
sanidade, a escolha do barramento geralmente favorece a implantação de barragens de
concreto. Entretanto, quando os maciços de fundação são formados por solos, a opção técnica
geralmente mais bem aceita é quanto à utilização de barragens de terra. Em ambos os casos,
as análises de estabilidade e de deformação são desenvolvidas por métodos analíticos bem
consolidados na prática. Nas condições mais adversas de fundação, seja em rochas ou em
solos com marcante anisotropia e estruturas reliquiares herdadas da rocha-mãe, a utilização de
modelos constitutivos anisotrópicos em análises por elementos finitos propicia simulações
mais realistas dessas feições estruturais, contribuindo para o seu melhor conhecimento. O
presente trabalho teve por objetivo demonstrar a utilização de um modelo constitutivo
anisotrópico no estudo da fundação da Barragem San Juan, localizada na República
Dominicana, que foi concebida como uma estrutura tipo concreto-gravidade apoiada sobre
solos residuais jovens altamente anisotrópicos. Nessa obra, apesar de sua pequena altura, a
presença marcante de descontinuidades ensejou um estudo mais detalhado do comportamento
tensão-deformação da fundação, levando em conta o levantamento detalhado da atitude das
descontinuidades presentes no maciço e os resultados de ensaios de resistência em planos
paralelos e normais às descontinuidades. Para a estimativa de deformações, os respectivos
módulos de Young (Es) foram estimados com base em correlações com a resistência à
penetração SPT desenvolvidas nesta dissertação, a partir de um estudo estatístico baseado em
várias publicações disponíveis na literatura. As análises numéricas por elementos finitos
foram desenvolvidas através do programa Plaxis 2D, utilizando-se como modelo constitutivo
aquele denominado The Jointed Rock Model, que é particularmente recomendado para
análises de estabilidade e deformação de materiais anisotrópicos. Os resultados das análises
numéricas foram comparados com as análises de equilíbrio limite elaboradas para o projeto
executivo da referida barragem, pelo programa Slope, utilizando o método rigoroso de
Morgenstern e Price, que se mostrou conservador. Os resultados das análises numéricas
mostraram sua inequívoca versatilidade para a escolha de opções de reforço da fundação,
através de dentes que objetivavam o aumento das condições de estabilidade da barragem.
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Estudo das propriedades geotécnicas de solos residuais não saturados de Ubatuba (SP). / Study of the geotechnical properties of unsaturated residual soils of Ubatuba (SP).Rodolfo Moreda Mendes 03 October 2008 (has links)
A presente tese de doutoramento versa sobre o estudo das propriedades geotécnicas de solos residuais não saturados ocorrentes no município de Ubatuba, litoral norte do Estado de São Paulo. O estudo das propriedades geotécnicas foi realizado a partir de uma abordagem macro e micromorfológica, buscando estabelecer a relação existente entre a água presente no solo e sua variação sazonal. Os procedimentos e técnicas utilizadas permitiram diferenciar os horizontes de intemperismo quanto à microestrutura e porosidade, bem como caracterizar seus comportamentos físico e hídrico. Os ensaios geotécnicos, in situ e em laboratório, forneceram informações importantes sobre as propriedades dos materiais, tais como: índices físicos, distribuição granulométrica, limites de Atterberg, curvas de retenção de água e condutividade hidráulica saturada. Os dados registrados pelos equipamentos instalados no campo (pluviômetros, sensores GMS e FDR) permitiram avaliar a relação existente entre os eventos pluviométricos com a distribuição de umidade e sucção matricial ao longo dos perfis de alteração. Além disso, utilizouse metodologia geofísica de forma inédita na geotecnia brasileira para a determinação de perfis de umidade em solos residuais tropicais. Em termos gerais, os resultados obtidos permitiram estabelecer algumas relações entre as propriedades mecânicas e hidráulicas e as peculiaridades micromorfológicas dos horizontes de solos. Os resultados desse trabalho poderão ainda indicar áreas prioritárias para o monitoramento das variáveis climatológicas e geotécnicas, podendo fornecer apreciáveis subsídios para um futuro aperfeiçoamento dos parâmetros técnicos utilizados em Planos Preventivos de Defesa Civil (PPDC). / This doctoral thesis focusing on the study of the geotechnical properties of unsaturated residual soils occurring in the municipal district of Ubatuba, north coast of the State of Sao Paulo. The study of geotechnical properties was conducted from a macro and micromorfology approach, seeking to establish the relationship between the water present in the residual soil and its seasonal variations. The procedures and techniques enabled differentiate the horizons of weathering in relation to the microstructure and porosity, and characterize its physical-hydraulic behaviours. The laboratory and in situ geotechnical tests, provided important information about the properties of materials, such as: physical index, grain-size distribution, Atterberg limits, water retention curve and saturated hydraulic conductivity. The data registered by equipments installed in the field (pluviometers, FDR and GMS sensors) enabled to evaluate the relationship between the rainfall events with the distribution of moisture and suction matrix along the soil profiles. In addition, was used geophysical methodology in order unprecedented in brazilian geotechnical for the determination of moisture profiles in residual tropical soils. Overall, the results allowed establish some relationship between the hydraulic and mechanical properties and the micromorphological peculiarities of the horizons of soils. The results of this study may also indicate priority areas for monitoring the climatological and geotechnical variables, and may provide appreciable subsidies for a future improvement of the technical parameters used in Civil Defense Prevention Plans (PPDC).
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[en] EVALUATION OF THE INFLUENCE OF MATRIC SUCTION AND DEGREE OF WEATHERING ON THE COEFFICIENT OF EARTH PRESSURE AT REST (K0) IN RESIDUAL SOIL / [pt] AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DA SUCÇÃO E DO GRAU DE INTEMPERISMO NO COEFICIENTE DE EMPUXO LATERAL (K0) DE SOLOS RESIDUAISTHAIANA ALVIM SILVA 11 September 2017 (has links)
[pt] A necessidade da determinação do comportamento tensão-deformação de solos sob carregamento para fins de projeto de Engenharia exige o conhecimento prévio do estado natural de tensões ao que o solo está imposto. Quando se trata de solos residuais tropicais, este desafio amplia-se ainda mais devido à ação do intemperismo e variação de umidade. O estado natural do solo é usualmente expresso pelo coeficiente de empuxo no repouso (K0). Para a determinação de K0 três classes de métodos são utilizadas: métodos de correlação, de determinação in situ e em laboratório. Neste estudo, é utilizada uma célula rígida com sistema de controle de sucção para a obtenção de K0 em laboratório. Foram analisadas três amostras de solo residual de Gnaisse com diferentes graus de intemperismo, provenientes de São Conrado, Rio de Janeiro, denominadas: solo residual jovem (SRJ); solo residual de transição (SRT); e solo residual maduro (SRM). Para a análise da influência da sucção no valor do coeficiente de empuxo, cada amostra de solo foi ensaiada sob três diferentes condições de umidade, que tentaram representar as seguintes condições: mais úmida, com sucção de 10 kPa; intermediária, com 40 kPa de sucção; e mais seca, com 100 kPa. Os valores de K0 obtidos nos ensaios variaram de 0,50 a 0,65. Os resultados seguiram, em parte, a tendência esperada. Entretanto, devido à heterogeneidade do material estudado, é necessário realizar repetições dos ensaios a fim de obter dados representativos. / [en] The necessity to determine the stress-strain behavior of soils under loading for the purpose of engineering projects requires early knowledge of the natural state of stress that acting on the mass of soil. When it comes to tropical residual soils, this challenge is even greater due to weathering and moisture variation. The natural state of the soil is usually expressed by the coefficient of earth pressure at rest (K0). For the determination of K0 three classes of methods can be used: correlation meth-ods, in situ determination and laboratory tests. On this research, one rigid cell with system of suction control is used to obtain values of K0 in laboratory tests. Were analyzed three samples of Gneiss residual soil with different degrees of weathering. The samples were provenient to São Conrado, Rio de Janeiro and namely: young residual soil (SRJ), transition residual soil (SRT) and mature residual soil (SRM). To evaluate the influence of suction on the value of coefficient of earth pressure at rest, each sample of soil were tested into three different levels of moisture which correspond of following conditions: more humid, with suction of 10 kPa; interme-diate, with 40 kPa of suction; and more dry, with 100 kPa. The K0 values obtained in the tests ranged from 0,50 to 0,65. In general, the results attended the expected trend. However, due to the great heterogeneity of the studied material, it is neces-sary to perform repetitions of tests in order to obtain representative data.
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[en] CONSTITUTIVE MODELING OF SOILS WITH EMPHASIS IN UNSATURATED SOILS / [pt] MODELAGEM CONSTITUTIVA PARA SOLOS COM ÊNFASE EM SOLOS NÃO SATURADOSJUAN PABLO IBANEZ 19 April 2004 (has links)
[pt] A presente dissertação tem por objeto a análise teórica -
comparativa, implementação computacional e avaliação da
capacidade de simulação dos modelos constitutivos para
solos, com ênfase nos solos não saturados. Primeiramente,
são analisados os modelos básicos, clássicos e avançados
formulados para solos saturados ou secos, assim como os
modelos desenvolvidos para solos não saturados, incluindo
também alguns modelos para solos estruturados. A seguir, e
para testar a sua capacidade de modelagem, são
implementadas as matrizes constitutivas de alguns dos
modelos analisados para a retroanálise e previsão de
comportamento de três solos residuais na condição saturada
e não saturada. Como complemento da pesquisa, um dos
modelos é utilizado na simulação de provas de carga com
placa em solo residual pelo MEF, para os casos de
saturação e umidade natural. Finalmente, são apresentadas
organizadamente as conclusões gerais e particulares
obtidas, assim como sugestões para futuras pesquisas no
tema do presente trabalho. / [en] The objective of this thesis is to present a critical
review of the main constitutive soil models published in
the literature, discussing and evaluating their abilities
to simulate the mechanical behavior of geological
materials under the theoretical and numerical points of
view, with emphasis on unsaturated soils. Firstly, some
basic, classical and advanced soil models are presented and
discussed, as well as a few other recent constitutive
relationships specially developed for unsaturated and
structured materials. In the sequence, in order to assess
the efficiency and overall performance of some selected
models, the respective constitutive matrices were
numerically implemented for prediction and back-analysis
of the response of three residual soils, in saturated and
unsaturated conditions. As a complement of this research,
one of the soil models is used to simulate the results of
some plate load tests on a residual soil deposit through
the finite element method. Finally, the general
conclusions of this work are presented and some
suggestions are made to aid future research in the area of
soil modeling.
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[pt] DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE MEDIÇÃO DE VARIAÇÃO DE VOLUME TOTAL DE AMOSTRAS TRIAXIAIS NÃOSATURADAS E AVALIAÇÃO DO EFEITO DE PROCESSOS DE SATURAÇÃO NO COMPORTAMENTO DE SOLOS SAPROLÍTICOS / [en] DEVELOPMENT OF A TOTAL VOLUME CHANGE MEASURING SYSTEM FOR UNSATURATED TRIAXIAL SAMPLES AND EVALUATION OF THE EFFECT OF SATURATION PROCEDURES ON THE BEHAVIOUR OF SAPROLITIC SOILS19 November 2021 (has links)
[pt] Esta pesquisa apresenta um estudo sobre a influência de técnicas de saturação, empregadas em laboratórios comerciais e de pesquisa, no comportamento tensão-deformação-resistência de solos residuais quando submetidos a ensaios de compressão triaxial tipo CIU. Os solos avaliados são provenientes de litologias distintas e apresentam diferenças na composição mineralógica, grau de intemperismo e estrutura. Um dos solos pertence ao perfil de alteração de uma rocha alcalina encontrada no município de Tanguá-RJ. Os demais solos são oriundos das feições melanocrática e leucocrática de um migmatito da baixada fluminense (Duque de Caxias-RJ). A variação de volume total dos corpos de prova durante a saturação foi monitorada em alguns ensaios para auxiliar na interpretação dos resultados. Para tanto, foi desenvolvida uma câmara triaxial dupla com sistema de medida de variação de volume total de fácil montagem e custo reduzido, cujas características técnicas são competitivas com as existentes no mercado. O método de saturação que consiste na percolação de água por meio de sucção com baixa tensão confinante seguida de aumento contínuo e simultâneo de tensões (saturação automática) mostrou ser o mais adequado para o
solo residual de rocha alcalina, que apresenta estrutura frágil, sem agentes cimentantes e com elevado índice de vazios. Já o solo residual de migmatito (feição melanocrática), que apresenta agentes cimentantes e elevada tensão de cedência, é menos susceptível à técnica de saturação, tendo seu comportamento afetado apenas pelo emprego da técnica de incremento único de contrapressão. / [en] This research presents a study on the influence of saturation procedures, used in commercial and research laboratories, on the stress-strain-strength behavior of residual soils when subjected to CIU triaxial tests. The selected soils are derived from different lithologies and show differences in mineralogical composition,
structure and weathering degree. One of them belongs to the weathering profile of an alkaline rock located at the city of Tanguá-RJ. The others are the result of weathering processes on melanocratic and leucocratic features of a migmatite from Duque de Caxias, in Rio de Janeiro Metropolitan Area. Variation of the total
volume of the test specimens was monitored during the saturation process in some tests to assess the influence of this procedure on the soil structure. For this purpose, it was developed a double-walled triaxial cell with a system based on the measurement of variation of the volume of the fluid filling the inner cell. The equipment has competitive technical features, besides the low cost and easy to assemble. The saturation technique based on percolating water by suction with a low cell pressure followed by continuous and simultaneous increase of backpressure (automatic saturation) was the most suitable method for the residual soil from the alkaline rock, which presents a weakly cemented structure, without bonding, and high voids ratio. However, the residual soil from the migmatite rock (melanocratic feature), which has strong cementation and high yielding stress, shown to be less susceptible to the saturation procedures, having its behavior affected only by the saturation technique of elevation of backpressure in just onestage.
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[pt] DEFORMABILIDADE E ESTABILIDADE DE TALUDES EM SOLO GRAMPEADO / [en] DEFORMABILITY AND STABILITY OF SLOPES SUPPORTED BY SOIL NAILINGANDRE PEREIRA LIMA 11 March 2003 (has links)
[pt] Deformabilidade e estabilidade de taludes em solo grampeado
são aspectos relevantes na utilização deste sistema de
reforço de taludes naturais ou resultantes de processo de
escavação. A concepção do projeto envolve a escolha do
comprimento, ângulo de instalação, espaçamento e
resistência dos grampos. O dimensionamento, usualmente
baseado na teoria do Equilíbrio Limite, não consegue prever
deformações no interior da massa grampeada, assim como a
redistribuição de esforços nos grampos ao longo das
diversas etapas de escavação. Estas informações podem ser
obtidas por modelagem computacional com o auxílio do
programa FLAC, de forma a definir critérios de projeto para
massas grampeadas em solo residual. Para escavações de
baixa altura (inferiores a 5m), a razão entre comprimento
do grampo e altura da escavação deve ser superior a 0,7
e a razão entre espaçamento vertical e comprimento do
grampo inferior a 50%. Para escavações maiores, a razão
entre espaçamento vertical e comprimento do grampo deve ser
inferior a 25%. Para estas condições não é observada uma
configuração de colapso do talude em solo grampeado. O
ângulo de rotação da face da escavação é um parâmetro
importante no projeto. Adicionalmente verifica-se que uma
pequena variação na geometria, condições de contorno,
modelo constitutivo e parâmetros do solo e do grampo causam
mudanças expressivas nos valores de deslocamento, tensões
iniciais e esforços axiais nos grampos. Uma pequena
variação da inclinação do talude pode acarretar reduções
de até 70% nos deslocamentos finais. Os esforços axiais
máximos, mobilizados em cada grampo durante o processo de
escavação, são maiores nos taludes mais íngremes. / [en] Deformability and stability of slopes supported by soil
nailing are relevant aspects in the utilization of this
reinforcement system during excavation. The project concept
involves choosing the installation angle, spacing, and
resistance of the soil nails. The parameters, usually
determined from Limit Equilibrium Theory, cannot predict
the deformation of the reinforced mass or the
redistribution of stresses on the nails throughout the
excavation stages. This information was obtained through
computer modeling using the FLAC Program, which defined the
performance of soil nailing masses in residual soil. For
shallow excavations (H < 5m), the ratio between length and
excavation height must be a minimum of 0.7, the ratio
between spacing and length up to a maximum of 0.5. For
higher excavations, the ratio between spacing and length
has to be reduced to 0.25. The rotation angle of the
excavation s face is an important parameter. Additionally,
small variations in the geometry, boundary conditions,
constitutive model, and soil and nail parameters, can cause
large changes in the deformations, initial tensions and
axial stresses in the nails. Regarding the slope
inclination, a small variation can cause reductions of up
to 70% in the final deformations. The maximum axial
stresses mobilized in each nail during the process of
excavation are larger in steeper slopes.
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