Este trabalho apresenta resultados de provas de carga em placa com monitoramento do teor de umidade e da sucção matricial do solo, realizadas a 1,5 m de profundidade em um solo não saturado e colapsível, considerado representativo da região centro-oeste do estado de São Paulo. Foram executados ensaios com e sem inundação da cava, do tipo lento (SML), rápido (QML) e misto (lento até um determinado estágio, passando a rápido a partir de então). O acompanhamento do teor de umidade e da sucção durante os ensaios foi realizado através de pesagem de amostras, com a utilização da técnica de reflectometria no domínio do tempo (TDR) e com o auxílio de tensiômetros. A partir dos dados obtidos, procedeu-se a uma análise da influência da sucção na resposta do sistema solo-placa. Foi observado que o aumento da sucção provoca um crescimento substancial da capacidade de carga do solo. Comparando-se ensaios inundados com não inundados, observou-se que o colapso do solo mostra-se mais proeminente com o aumento da sucção. Com respeito à técnica de reflectometria no domínio do tempo, a mesma demonstrou um desempenho satisfatório para medidas de teor de umidade in situ. / This work presents results of plate load tests with measurements of soil moisture content and matric suction, carried out at a 1.5 m depth in an unsaturated collapsible soil, considered as representative of the middle-west region of the state of São Paulo, Brazil. The tests were performed with and without the wetting of the pit. Three test methods were used: slow maintained load (SML), quick maintained load (QML), and mixed tests (SML up to a certain stage, switched to QML from there on). Soil moisture content and suction were measured through gravimetric determination on samples, the time domain reflectometry technique (TDR), and tensiometers. The gathered data allowed an assessment of the influence of the soil suction over the soil-plate system response. It was observed that the increase in suction causes a substantial increase in soil bearing capacity. Comparisons between wet and non-wet tests showed that soil collapse is higher when suction rises. The time domain reflectometry technique showed a promising performance with respect to in situ water content measurements.

Apresenta-se um método para a previsão da curva tensão-recalque a ser obtida em provas de carga em placa circular, instalada a diferentes profundidades e com vários diâmetros, para diversos níveis de sucção em solo não saturado. Também é proposto um procedimento para correção dos recalques medidos em ensaio com carregamento do tipo rápido, para a obtenção dos correspondentes recalques estabilizados de um ensaio lento. A previsão realizada apresenta resultados bastante próximos dos obtidos em provas de carga, verificando-se assim a aplicabilidade do método proposto para reproduzir o comportamento do sistema solo-placa neste tipo de solo. Além disso, este trabalho apresenta um estudo do módulo de deformabilidade a partir de ensaios de campo e de laboratório, para o solo do campo experimental de fundações da EESC/USP, aplicando conceitos da mecânica dos solos não saturados. Em campo, o módulo de deformabilidade foi obtido por meio de provas de carga em placa circular com e sem inundação prévia do solo. Em laboratório, o módulo foi obtido a partir de ensaios de compressão confinada e triaxiais, ambos com sucção controlada. Observou-se que a sucção matricial tem grande influência no módulo de deformabilidade do solo. / This thesis presents a method for prediction the stress-settlement curve to be obtained in circular plate load tests, at different depths and with several diameters, to differents suction levels on unsaturated soil. A procedure is also proposed for correction the settlement measured with a quick maintained load (QML) tests to obtain the stabilized settlement in a slow maintained load (SML) tests. This prediction presents quite results of the real measured stress-settlement curve through load tests, thus verifying the applicability of the proposed method to reproduce the behavior the soil-plate system in this soil. Besides, this work presents a study of the deformation modulus using field and laboratory tests, to the soil of the foundations experimental field of EESC/USP, applying concepts of the unsaturated soil mechanics. In field, the deformation modulus was obtained by means of circular plate load tests with and without previous soaking of the soil. In laboratory, the modulus was obtained using confined compression and triaxial tests, both with controlled suction. It was observed that the matric suction has great influence in the soil deformation modulus.

Neste trabalho são apresentados resultados de ensaios triaxiais convencionais, de compressão confinada e triaxiais com controle de tensão, realizados em amostras saturadas e com controle de sucção, em corpos de prova indeformados coletados ao longo de um perfil típico de solo da cidade de São Carlos - SP. A partir dos dados obtidos, faz-se um estudo do comportamento de deformação e resistência do solo, em condições não saturadas, ao longo de todo perfil amostrado. Para o solo residual de arenito realiza-se também um estudo das suas principais características de elastoplasticidade, para a condição saturada e para o caso dos ensaios realizados com controle de sucção. Mostra-se que as superfícies de plastificação obtidas para o solo podem ser ajustadas de modo razoável pela superfície de escoamento do Cam-Clay modificado, utilizada nos modelos de Alonso et al. (1990) e Balmaceda et al. (1992). Para esta superfície, o uso de uma lei de fluxo associada conduziu a resultados satisfatórios. Um modelo constitutivo é proposto para representação do comportamento do solo em condições não saturadas. Uma nova superfície de plastificação e uma nova lei de fluxo (não associada) são propostas para o solo, conseguindo-se uma melhor previsão dos pontos de escoamento situados à esquerda da projeção da linha de estados críticos e diminuindo-se os valores dos desvios angulares dos vetores de incrementos de deformação plástica. No modelo constitutivo proposto neste trabalho, a superfície de escoamento LC do solo é obtida levando-se em consideração não somente os valores da pressão de pré-adensamento, mas também os valores de &#947(s). Os modelos constitutivos proposto e de Balmaceda et al. (1992) são utilizados na simulação dos ensaios de laboratório, obtendo-se bons resultados. Com o uso dos parâmetros adotados para a simulação dos ensaios de laboratório são realizadas previsões do comportamento de estruturas de fundação em campo, obtendo-se resultados satisfatórios. / This thesis deals with the application of elasto-plastic concepts to a typical non saturated soil from São Carlos - SP. The soil profile analysed is composed at is upper part of a sandy soil of coluvium origin and of a residual soil from sandstone at depths larger than 8 m. The water level is at a depth of about 10 m. The experimental work included compression triaxial tests following different stress paths and confined compression tests performed both on saturated and on unsaturated specimens. In the case of the residual soil of sandstone, its main elastoplastic characteristics are studied. It is shown that yield points can be fairly fitted by the yield surface proposed by of Alonso et al. (1990) and Balmaceda et al. (1992), which are an extension of modified Cam-Clay yield surface. In this case, an associated flow law also gave reasonable results in reproducing experimental data. In order to get a better adjustment between experimental and theoretical results, a new constitutive model is proposed using a new yield surface and a non associated flow law. It is shown that this new yield surface can better adjust experimental yield points, mainly those located at left of the critical state line (C.S.L.) and the new flow rule leaded to lower deviation of incremental plastic strain vectors. In the proposed model, the yield surface LC is obtained considering both &#947(s) and po experimental values. The proposed and Balmaceda et al. (1992) models were utilised to predict the laboratory soil behaviour, showing good results. The parameters already used to reproduce laboratory tests were also used to model foundation structures built in the soil studied and a fair agreement between experimental and predict results was obtained.

Esta tese apresenta um estudo de solos colapsíveis utilizando provas de carga em placas executados com inundação da cava. Durante o ensaio a sucção foi monitorada com tensiômetros instalados em cinco profundidades distintas. A inundação da cava foi também monitorada pelo uso da técnica de reflectometria no domínio do tempo. Desta forma pode-se acompanhar a evolução da frente de infiltração e da sucção durante todas as fases do ensaio. Foi introduzido também o uso da tomografia computadorizada para registrar as alterações causadas no solo pelo carregamento e posterior inundação. O acompanhamento da frente de infiltração durante o ensaio foi importante para conhecer a profundidade de influência do colapso no maciço do solo. De posse dos valores de sucção, foi possível a utilização de modelos para solo não saturado para verificar a sua aplicabilidade na previsão de comportamento de estruturas de fundação. A tomografia computadorizada forneceu informações a respeito da distribuição de massa específica do solo antes e depois do carregamento, permitindo concluir que a região mais afetada pelo colapso se restringe a 0,25 D. / This thesis presents a soil collapse study using plate load tests performed with soaking the test pit. During the test suction was monitored by tensiometers embedded at five different depths. Thus, it was possible to follow the wetting front and suction evolution all over the tests stages. lt was also introduced the computerized tomography technique to record the soil changing caused by loading and wetting. Monitoring the wetting front during the test was important to know the influence depth of collapse at soil mass. Having the suction values it was possible to use behaviour models of unsaturated soils to verity their applicability on predicting foundations structure settlements. The computerized tomography yields informations about soil unit weight distribution before and after loading, allowing concludes that collapse most affected region is restrained up to 0.25 D.

O objetivo do presente trabalho é verificar a susceptibilidade do método do papel-filtro a variações em três parâmetros de ensaio: a rugosidade do meio poroso (estrutura da matriz porosa), a extensão do período de exposição do papel-filtro à água intersticial do solo (tempo de equilíbrio) e o grau de deficiência de contacto entre o papel-filtro e a superfície do meio poroso. Para o estudo da rugosidade do meio poroso, três materiais particulados foram empregados. Individualmente, esses materiais apresentam-se mal graduados. A diferença entre eles reside no tamanho médio dos grãos, que para cada um assume um valor característico. A pretexto de uma primeira descrição, seria possível classificá-los como argila (argila caolinítica rosa), areia fina (areia IPT 100, F = 0,15 mm) e areia média (areia IPT 30, F = 0,60 mm). Vale notar que a peculiaridade destas distribuições granulométricas desqualifica esses materiais como elementos representativos para o estudo de solos que ocorrem em problemas reais de engenharia. De fato, para os propósitos do presente trabalho, os solos são instrumentos de investigação, ao passo que o método de aferição de sucção é objeto de estudo. A fim de que o procedimento experimental abrangesse a um só tempo as observações concernentes aos três parâmetros de estudo, concebeu-se um elenco de corpos-de-prova que viabilizou o levantamento concomitante de todas as observações necessárias. Visando a subsidiar as especulações acerca do tempo de equilíbrio, criaram-se grupos de corpos-de-prova (denominados famílias) a serem avaliados periodicamente segundo três intervalos de tempo: sete dias, quatorze dias e vinte e oito dias. A fim de viabilizar a verificação concomitante da influência da rugosidade do meio poroso (ou seja, da estrutura da matriz porosa), previu-se que cada família de corpos-de-prova seria composta por três sub-grupos (designados lotes), representantes dos três materiais empregados na investigação. E, com o intuito de avaliar a influência do grau de deficiência de contacto entre o papel-filtro e o solo, definiu-se cada lote como um conjunto de três corpos-de-prova, cada qual apresentando em uma de suas bases um sulco com diâmetro e profundidade definidos. De corpo-de-prova a corpo-de-prova, para um mesmo lote de uma mesma família, o diâmetro do sulco apresenta variações. Tais variações geram deficits de contacto que valem 20%, 50% e 80% da área do papel-filtro. A profundidade do sulco é a mesma para todos os corpos-de-prova, e é igual à espessura do espaçador empregado nas medições de sucção total (esp = 2mm). Quanto à rugosidade do meio poroso (estrutura da matriz porosa), concluiu-se que o tamanho médio dos grãos, conjugado ao índice de vazios, constiui variável diretamente proporcional aos desvios percentuais de aferição. Ou seja, quanto menor o tamanho médio dos grãos e menor o índice de vazios do material, menores serão os desvios percentuais de aferição de sucção. Quanto à extensão do período de exposição do papel-filtro à água intersticial do solo (tempo de equilíbrio), concluiu-se que o aumento do tempo de interação entre o papel-filtro e o solo pode compensar eventuais dificuldades de acesso da água intersticial ao papel-filtro. Inicialmente, a água atinge o papel-filtro nas regiões onde há contacto efetivo. Então, de maneira progressiva, a água passa a migrar pelo papel-filtro, umedecendo-o uniformemente. Quanto ao grau de deficiência de contacto entre o papel-filtro e a superfície do meio poroso, concluiu-se que a relação desta variável com o desvio percentual de aferição é de proporcionalidade direta. Ou seja, quanto maior a privação de contacto a que for submetido o papel-filtro, tanto mais afastado do valor de sucção matricial plena estará o valor de sucção aferido. Graficamente, isto se observa como um destacamento da curva de retenção levantada para contacto deficiente em relação à curva de retenção levantada para sucção matricial plena. Observou-se também que o destacamento entre as curvas de retenção não ocorreu de maneira uniforme. Para baixos teores de umidade volumétrica, foram maiores os desvios percentuais de aferição. Deste modo, o afastamento entre as curvas deu-se como uma combinação de translação e distorção. / The purpose of this work is to verify the susceptibility of the filter-paper method to variations in three experimental parameters: roughness of porous medium (structure of porous matrix), period of exposition of the filter-paper to pore water (equilibration time) and degree of deficiency in contact between the filter-paper and the porous medium. In order to study roughness of porous medium (structure of porous matrix), three particulate materials have been used. Individually considered, they present a poorly graduated grain size distribution. They differ one from another for their average grain size, which assumes specific values for each material. As a summary description, it would be possible to classify them as kaolin, fine sand (F = 0.15 mm) and coarse sand (F = 0.60 mm). Such peculiar grain size distribution may disqualify these materials as representative of soils which normally occur in engineering problems. In fact, for the purposes of the present work, soil samples are instruments of investigation, while the method of suction measurement is the object of study. A set of samples was designed in order to make feasible simultaneous gauging of all relevant information. Thus, experimental procedure yielded at once data concerning all three parameters. Three groups of samples (each one assembling 9 elements) were created so that remarks could be made on equilibration time. Each of them is called family, being inspected according to a determined periodicity (7 days, 14 days and 28 days). On their turn, families are composed by smaller groups called branches (each branch gathers three samples, all made of the same material). Branches are intended to make possible the evaluation of the effect of average grain size on the accuracy of the filter-paper technique. Finally, in order to evaluate the role of deficient contact between the filter-paper and the soil, samples of a single branch (thus made of the same material) were designed to present a circular perforation on one of their faces. Within each single branch, from sample to sample, perforation diameter increases to generate growing lack of contact between the filter-paper and the soil sample (lack of contact may assume three different values: 20%, 50% or 80% of the filter-paper surface). Perforation depth doesn\'t vary from sample to sample, always being equal to the thickness of the perforated disk used in total suction measurements (which is 2 mm). As for roughness of porous medium (structure of porous matrix), it has been noticed that both average grain size and void ratio are directly proportional to percent measurement deviation. In other words, the smaller the average grain size and the void ratio, the smaller will be percent measurement deviations. As for period of exposition of the filter-paper to pore water (equilibration time), it has been noticed that extending time for interaction between filter-paper and soil may compensate difficulties interstitial water might have to access filter-paper. At first, water reaches the filter-paper on regions where there is effective contact. Then, progressively, water tends to migrate through the filter-paper, wetting it uniformly. As for degree of deficiency in contact between the filter-paper and the porous medium, it has been noticed that such variable is directly proportional to percent measurement deviations. In other words, the greater the lack of contact between the filter-paper and the soil, the further is suction measurement from its full matric suction equivalent. Graphically, it corresponds to a detachment between the retention curve associated with partial matric suction and the retention curve associated with full matric suction. Additionally, it has been noticed that detachment between retention curves hasn\'t occurred uniformly. For lower volumetric water contents, percent measurement deviations were greater. Hence, detachment occurred as a combination of translation and distortion.

O principal enfoque deste estudo é investigar alguns aspectos da resistência ao cisalhamento e as propriedades de retenção de água de um solo residual compactado no estado não saturado. Foi utilizado um solo residual de gnaisse retirado do campo experimental de geotecnia da Universidade de São Paulo. Com base na curva de compactação foram escolhidos três pontos de moldagem para o estudo, estando os mesmos associados à umidade ótima, ao ramo seco e ao ramo úmido. Foram realizadas algumas series de ensaios triaxiais sob condições saturadas (CAU e CD), e um grande número de ensaios triaxiais não saturados com teor de umidade constante (CW). Os ensaios triaxiais CW não saturados, foram feitos com medição de sucção utilizando um tensiômetro de alta capacidade (TAC) colocado na base do corpo de prova. Estudos específicos relacionados com a técnica de medição de sucção com o uso do TAC foram feitos. Com os resultados dos ensaios de resistência foram obtidas, para diferentes pressões confinantes, as variações dos valores da resistência ao cisalhamento (q) em função da sucção. Estas relações permitiram a definição das superfícies de ruptura para as três condições de moldagem. Foram investigados também aspectos relativos à forma de carregamento, a velocidade de carregamento, o tipo de compactação e a trajetória de umedecimento. São apresentados detalhes de como a resistência do solo é afetada por estas variáveis. O estudo define os procedimentos para obtenção das superfícies de resistência do solo no estado não saturado, com o uso de ensaios de compressão simples, feitos com medição de sucção durante o ensaio, e com a envoltória do solo saturado. As curvas de retenção do solo foram obtidas sob diversas condições de moldagem e umedecimento, e utilizado as técnicas de translação de eixos, placa de sucção, tensiômetro e papel filtro. Estas curvas foram utilizadas como ferramenta para se verificar a aplicabilidade dos modelos de previsão de resistência propostos por Vanapalli et al (1996) e Khalili e Khabbaz (1998), ao solo estudado. / The main focus of this study is to investigate some aspects of the shear strength and water retention properties of a compacted residual soil, under unsaturated condition. A residual of gneiss obtained from the geotechnical experimental site of the University of São Paulo was used. Based on the compaction curve three molding conditions were adopted for the study: one associated with the optimum water content, and two others located at the dry side and wet side of the compaction curve. A series of triaxial tests were performed under saturated conditions (CAU and CD), and a great number of triaxial tests under unsaturated conditions at constant water content (CW). The CW tests were performed with suction measurement using a high capacity tensiometer (HCT) placed at the base of the sample. Investigations were carried out associated with the use of the CHT. Based on the shear strength tests performed under different confining pressure the relation between shear strength and suction were determined. With this relation it was possible to define the shear surface for the three molding conditions. It were also investigated aspects related with type of loading, speed of the test, type of compaction and moisture path after compaction. It is presented details on how the shear strength is affected by these parameters. The study defines a procedure to obtain the shear surface of an unsaturated soil using unconfining tests, with suction measurement and using the shear envelope obtained at saturated condition. The retention curves were obtained at different molding conditions, following distinct moisture path. The retention curves were determined using axis translation technique, suction plate, filter paper and tensiometer. The retention curves were used as a tool to evaluate the applicability of the models presented by Vanapalli et al (1996) and Khalili and Khabbaz (1998) to infer the shear strength of the residual soil studied.

O estudo do comportamento mecânico dos solos é muitas vezes feito por meio de ensaios de campo, cujos resultados permitem a definição do perfil estratigráfico, posição do nível d\'água e estimativa realista dos parâmetros dos materiais envolvidos, bem como a avaliação de sua variabilidade. Os solos tropicais apresentam comportamento peculiar, devido aos processos geológicos e/ou pedológicos inerentes a sua formação e sua condição não saturada. Por isso, a Mecânica dos Solos Clássica apresenta limitações para prever seu comportamento, principalmente quando se leva em conta a variabilidade sazonal. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento não convencional de perfis de solos tropicais não saturados, com ênfase a influência da variabilidade sazonal na estimativa de parâmetros geotécnicos considerando o efeito da sucção. Os ensaios de campo realizados foram os de Cone (CPT) e de Dilatômetro (DMT), em conjunto com sísmica downhole. Os locais estudados foram os Campos Experimentais da USP de São Carlos e da Unesp de Bauru. Resultados desses ensaios foram reavaliados com o intuito de melhor compreender a variabilidade espaçotemporal. Foi possível verificar que as variações sazonais nos perfis de umidade, e consequentemente da sucção, afetaram os resultados dos ensaios de campo, destacando a importância de considerar a variabilidade sazonal na interpretação dos mesmos. Novas campanhas de ensaios de campo, sempre com a determinação de perfis de umidade e curvas de retenção de água no solo para a estimativa de sucção foram realizadas nesses dois campos experimentais. A interpretação dos resultados desses ensaios considerando o efeito da sucção e microestrutura presentes nos solos tropicais possibilitou avaliar a aplicabilidade das metodologias existentes para a definição do perfil estratigráfico e, em especial, para a estimativa de parâmetros geotécnicos de projeto. Os perfis de qc, KD e ED foram normalizados considerando o efeito da sucção nas tensões efetivas, o que possibilitou uma avaliação mais adequada dos perfis de solo estudados. Concluiu-se que para o entendimento do comportamento mecânico desses solos tropicais é necessário compreender a influência da variabilidade sazonal, bem como identificar a presença de microestrutura nos mesmos. O emprego de técnicas híbridas, como o SCPT e o SDMT, em conjunto com perfis de umidade e curvas de retenção de água no solo permitiram uma melhor caracterização dos perfis investigados. / The study of the mechanical behavior of tropical soils is quite often carried out by in-situ tests. In-situ test data allow defining the stratigraphic profile, position of the ground water level and a realistic estimative of the geomaterials parameters, as well as assessing their variability. Tropical soils present a peculiar behavior due to the geological and/or pedological processes inherent to their formation and to its unsaturated condition. For this reason, the Classical Soil Mechanics has limitations to predict such behavior. In this context, this work aims to study the unusual behavior of unsaturated tropical soils with emphasis on the influence of the time-spatial variability in the estimative of geotechnical parameters caused by soil suction. The in-situ tests were the Cone (CPT) and Dilatometer (DMT) together with downhole seismic tests. The experimental research sites are the Unesp-Bauru and USP-São Carlos. CPT, DMT and downhole seismic tests data were reinterpreted for better understanding the time-spatial variability. It was possible to verify that the seasonal variations in the water content profiles, and consequently on the soil suction, caused changes in the in-situ test data. As a result, the seasonal variability should be considered in the interpretation of the in-situ tests carried out in unsaturated tropical soils. Further in-situ test campaigns, always together with water content profiles determination and soil water retention curves, were carried out in both research sites. The interpretation of the tests data considering the influence of the soil suction and cementation effects in tropical soils allows evaluating the applicability of the classical methodologies for the definition of the stratigraphic profile and the estimative of geotechnical parameters. The qc, KD e ED were normalized considering the soil suction influence on the effective stresses. This procedure allowed a proper site characterization of the studied soil profiles. It was concluded that for the understanding of the mechanical behavior of the studied tropical soils it is necessary to figure out the influence of the seasonal variability, as well as identifying the presence of microstructure on these soils. The use of hybrid techniques, such as SCPT and SDMT, together with moisture content profiles and soil water retention curves allowed a better site characterization of the investigated soil profiles.

Este trabalho apresenta resultados de provas de carga em tubulões a céu aberto, com o monitoramento do teor de umidade através do processo de tradagem, a cada metro, até uma profundidade de 9,0 m, em um maciço de solo não-saturado e colapsível, representativo da região centro-oeste do interior do Estado de São Paulo. Ao todo, realizaram-se dez provas de carga, no Campo Experimental de Fundações da EESC/USP, com e sem inundação do terreno, com carregamento do fuste, foram introduzidas placas de isopor (E.P.S) a fim de, durante a realização dos ensaios, obter separadamente as parcelas de resistência de base e por atrito lateral. A partir dos dados obtidos, procedeu-se uma análise da influência da pressão de sucção, da inundação do terreno e do intervalo de tempo entre a escavação e os outros dois, concretados logo após a etapa de escavação. Observou-se que a sucção tem um efeito importante no comportamento dos tubulões a céu aberto: com o aumento da sucção maiores se tornam as resistências de base e por atrito lateral. Consequentemente, a influência do colapso apresenta-se mais significativa com o aumento da pressão de sucção. / This work presents results of static load tests, in large diameter bored piles, with measurements of soil moisture content in an unsatured collapsible soil, considered as representative of the middle - west region of the State of São Paulo, Brazil. Ten load tests were performed at Foundation Experimental Field of the EESC/USP, with and without wetting of the pit and the with quick maintained load (QML). In the large diameter bored piles were introduction, between the base and the shaft, an layer of \"isopor\", to separate the skin friction and the base resistance, during the static load tests. The gathered data allowed an assessment of the influence the soil suction, of the soil soaking and the effect between excavation and concrete in the behaviour these isolate elements of foundation.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2996441 bytes, checksum: f739a460b120b46bfec2445936cf3edb (MD5) Previous issue date: 2007-03-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In tropical countries, like Brazil, soils in non saturated condition are frequently encountered. Besides, the majority of geotechnical works load the ground according to stress paths in which the three principal stresses are different and vary independently. Therefore, the need to develop equipments able to test in the laboratory non saturated soil samples following these stress paths. In this thesis, a new cubic triaxial cell is presented. The equipment was developed to test soil samples in dry, saturated or with matric suction controlled conditions. Results of a test program realized with the new equipment in a young residual soil samples are presented. A bibliographic review is made dealing with axisymmetrical and cubical triaxial equipments able to test soil samples in non saturated conditions, and principal features of non saturated soil behavior. Following, components of the cubical triaxial device are described in full detail and, in the next Chapter, the main characteristics of the young residual soil tested, as well as the methodology used during the test program, are presented. Finally, test results are presented and discussed, including tests with saturated and non saturated soil samples, realized in conventional stress paths in which two principal stresses are equal, and in non conventional stress paths in which the three principal stresses vary independently. The main conclusions state that the developed equipment is working adequately and seems to be appropriate to study the behavior of non saturated soils. / Em países de clima tropical como o Brasil, frequentemente, se encontram solos em condições não-saturadas. Além disso, a maioria das obras geotécnicas solicita o solo em trajetórias de tensão nas quais as três tensões principais são diferentes e variam independentemente. Daí a necessidade de se construir equipamentos capazes de ensaiar no laboratório amostras de solos não saturados seguindo essas trajetórias de tensão. Nesse trabalho, um novo equipamento triaxial cúbico é apresentado. O equipamento foi desenvolvido para ensaiar amostras de solo em condições secas, saturadas ou com sucção matricial controlada. Faz-se uma revisão bibliográfica sobre equipamentos triaxiais assimétricos e cúbicos capazes de ensaiar solos não-saturados, e sobre aspectos importantes do comportamento de solos não saturados. Em seguida, apresentam-se e descrevem-se todos os elementos que compõem a célula triaxial cúbico sedo feita uma descrição detalhada de todo o equipamento. O Capítulo seguinte apresenta as principais características do solo residual jovem ensaiado, bem como a metodologia usada durante a realização do programa de ensaios. Finalmente, apresentam-se e discutem-se os resultados dos ensaios realizados com o solo residual em condições saturadas, não saturadas, em trajetórias de tensão convencionais, em que duas tensões principais são iguais, e em trajetórias não convencionais, nas quais as três tensões principais variam independentemente. As principais conclusões apontam que o equipamento desenvolvido está funcionando adequadamente e parece ser muito apropriado para estudar o comportamento de solos não saturados.

Esta tese apresenta um estudo de solos colapsíveis utilizando provas de carga em placas executados com inundação da cava. Durante o ensaio a sucção foi monitorada com tensiômetros instalados em cinco profundidades distintas. A inundação da cava foi também monitorada pelo uso da técnica de reflectometria no domínio do tempo. Desta forma pode-se acompanhar a evolução da frente de infiltração e da sucção durante todas as fases do ensaio. Foi introduzido também o uso da tomografia computadorizada para registrar as alterações causadas no solo pelo carregamento e posterior inundação. O acompanhamento da frente de infiltração durante o ensaio foi importante para conhecer a profundidade de influência do colapso no maciço do solo. De posse dos valores de sucção, foi possível a utilização de modelos para solo não saturado para verificar a sua aplicabilidade na previsão de comportamento de estruturas de fundação. A tomografia computadorizada forneceu informações a respeito da distribuição de massa específica do solo antes e depois do carregamento, permitindo concluir que a região mais afetada pelo colapso se restringe a 0,25 D. / This thesis presents a soil collapse study using plate load tests performed with soaking the test pit. During the test suction was monitored by tensiometers embedded at five different depths. Thus, it was possible to follow the wetting front and suction evolution all over the tests stages. lt was also introduced the computerized tomography technique to record the soil changing caused by loading and wetting. Monitoring the wetting front during the test was important to know the influence depth of collapse at soil mass. Having the suction values it was possible to use behaviour models of unsaturated soils to verity their applicability on predicting foundations structure settlements. The computerized tomography yields informations about soil unit weight distribution before and after loading, allowing concludes that collapse most affected region is restrained up to 0.25 D.