O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da variação do teor de umidade no valor do índice de suporte CBR de uma brita estabilizada granulometricamente e de seis solos coletados em rodovias do interior do Estado de São Paulo. Os seis solos estudados foram divididos em três pares, com curvas granulométricas próximas, mesma classificação HRB e USCS, sendo cada par formado por um solo de comportamento laterítico e um solo de comportamento não-laterítico. Os corpos-de-prova foram moldados na umidade ótima e massa específica seca máxima obtidos com os resultados do ensaio de Proctor normal. Os materiais foram analisados sob quatro condições de umidade: sem imersão, após alcançar metade da umidade de estabilização, após quatro e oito dias de imersão. Observou-se a distribuição da umidade interna dos corpos-de-prova para cada uma das situações. Foi analisada a influência do envelhecimento dos materiais solto e compactado por quatro dias e sem imersão, nos resultados dos ensaios de CBR. Com os resultados pôde-se correlacionar a influência da granulometria e da gênese dos materiais nos resultados dos ensaios de índice de suporte CBR nas diversas condições de umidade avaliadas. / The aim of this dissertation is to evaluate the variation influence of the moisture content on the value of the CBR support index of a granulometrically stabilized crushed stone and six soils. The soils studied were divided into three pairs with similar particle size distribution curves and same HRB and USCS classification. Each pair is formed by a soil of lateritic and non-lateritic behaviors. The specimens were moulded in the optimum moisture content and maximum dry density obtained from the results of the standard Proctor tests. The materials were analysed under four moisture conditions: without immersion, after reaching half of the stabilization moisture, and after four and eight days of immersion. The internal moisture distribution of the specimens was observed for each situation. The internal distribution moisture was observed for each situation. The influence of the aging of the loose and compacted materials was analysed for four days without immersion in the test results of CBR. According to the results it was possible to correlate the influence of both granulometry and genesis of the materials on test results of CBR support index in the diverse moisture conditions evaluated.

Laboratory characterization of subgrade soils and unbound granular materials is an essential component of the Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (Pavement ME). The design thickness and performance of a pavement structure are highly dependent on the deformation behaviour of subgrade and granular material. Specifications for granular materials vary among transportation agencies based on the availability of materials, climatic conditions, and function. Specifications aim to provide durable materials that meet design requirements and achieve the target design life with cost effective materials. The objectives of the research are to: • evaluate resilient modulus of typical fine-grained soils under traffic loading. • evaluate resilient modulus, permanent deformation, and permeability of typical unbound granular materials. • evaluate the effect of moisture and fines fraction on the performance of unbound granular materials and subgrade soil. • develop prediction models for resilient modulus to improve reliability of Level 2 inputs in the Pavement ME. • provide test data in support of updating Manitoba Infrastructure and Transportation specifications for unbound granular materials to improve the performance of pavement structures. Resilient modulus tests were conducted on three types of subgrade soil (high plastic clay, sandy clay, and silty sand/sandy silt) at four levels of moisture content. Resilient modulus, permanent deformation and permeability tests were conducted on six gradations representing two types of granular material (100% crushed limestone and gravel) at two levels of moisture content. Prediction models were developed for resilient modulus and compared to the models developed under the Long Term Pavement Performance program. The proposed models provided more reliable predictions with lower root mean square error. The deformation behaviour of the granular materials was classified according to the shakedown and dissipated energy approaches. Among the tested fines contents, limestone and gravel materials with optimum fines contents of 4.5% and 9%, respectively, had better resistance to plastic deformation and higher resilient modulus. The dissipated energy approach can be used to determine the stress ratio for the boundary between post compaction and stable zones from multistage triaxial testing. Result of permeability tests showed that the hydraulic conductivity of unbound granular material increased as the fines content decreased. / February 2016

Šiame darbe susisteminti ir palyginti pagrindiniai grunto standumo koeficientų nustatymo metodai. Aprašoma metodika, kaip iš grunto santykinio tankio galima apskaičiuoti dinaminį bei statinį tamprumo modulius. Pateikiamos šių grunto parametrų koreliacinės priklausomybės. Eksperimentiniais tyrimais įrodyta, kad silpnuose gruntuose egzistuoja netiesinė grunto tamprumo modulio priklausomybė nuo šalia grunto esančios priekrovos. Priekrovą traktuojant kaip tiesiškai priklausančią nuo gylio, išvesta tamprumo modulio silpnuose gruntuose priklausomybė nuo gylio. Rezervuarų skaičiavimui buvo pasinaudota 2 panašių konstrukcijų skaičiavimo metodikomis (tunelių metodika bei vamzdžių m.). Taip pat pasinaudota СНиП 2.06.09-84 tunelių projektavimo nurodymais. Konstrukcija sumodeliuota projektavimo programomis Robot Structural Analysis Pro, SCAD, Plaxis 2D. Taip pat pateiktas patobulintas modelis, atramas išskirstant į ploto vienetą, autoriaus nuomone, tinkamesnėmis plonasienėms mažo standumo konstrukcijoms. Skaičiuotiniuose modeliuose įvertinami visi pagrindiniai rezervuarų konstrukciniai elementai: galiniai kupolai, lengvosios sąstandos, špangautai. Laboratoriniais bandymais nustatytos ir įvertintos polimerinio kompozito konstrukcinės savybės: virtualus tamprumo modulis, Puasono koeficientas, valkšnumo koeficientas bei senėjimo faktorius. Išvadose apibendrinami rezultatai, taip pat suformuojami pasiūlymai, naudingi tolesniems tiriamiesiems darbams, bei panašių konstrukcijų... [toliau žr. visą tekstą] / Main methods to determine subgrade reaction is systemized in this master thesis work. Determination of static and dynamic deformation modulus, when relative soil density is known, are also familiarized. Correlation between the parameters is given in section 2. Experiments were made to prove that there is a link between deformation modulus and surcharge. If surcharge depends linearly from depth, then a function was created to predict deformation modulus values in weak soil when depth varies. 2 similar construction (pipes and tunnels) methods were used to design a buried tank. Design model was created by these design programs: Robot Structural Analysis Pro, SCAD, and PLAXIS 2D. An additional tank modelling method has been suggested by the author. Supports were assigned in plane instead of in a straight line. The updated model seems to better fit for low stiffness construction materials like GRP composites. In these design models all common tank structural elements were included: longitude domes, light and heavy stiffeners, orthotropic material. Main design parameters like virtual elastic modulus, Poisson ratio, creep factor, factor of durability. Results are summarized in conclusions. Suggestions were provided to help future researchers and designers with this kind of problems: structural design of composite polymer structures, design of buried thin-shelled tanks and evaluation of deformation modulus.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArthurGDA_DISSERT.pdf: 3193366 bytes, checksum: 6e05d0803e66a8ae37a24358be586be8 (MD5) Previous issue date: 2013-12-10 / An experimental study has been conducted to investigate the behavior of continuous flight auger (cfa) bored piles and metalic driven H-section piles under lateral loading in cohesionless soils. The piles were tested in two different areas at the same site. Both areas consisted of a 3-m thick compacted superficial fill of pure fine sand, underlain by layers of naturally occurring pure fine-thick sand. Fills are differentiated by the relative densities which were compressed, 45% e 70%, respectively. Each area received one identical pair of cfa piles and two identical pairs of H-piles. A static lateral loading test was performed in each pair of piles. In this work, the pile load test results are reported and interpreted. The horizontal coefficient of subgrade reaction was determined from the results of the loading tests and compared with values determined by correlations based on penetration resistance index of SPT tests (NSPT). p-y formulations describing the static behavior of the piles were applied to the problem under evaluation. Back Analyses were made through theoretical and experimental p-y curves for obtaining input parameters for the analytic models, among which the coefficient of horizontal reaction. The soil pile system horizontal loading at rupture was determined by the theoretical methods and the results were compared with the experimental results, checking its validity / Um estudo experimental foi realizado para investigar o comportamento de estacas escavadas h?lice cont?nua e estacas cravadas met?licas submetidas a carregamentos laterais em areia. As estacas foram ensaiadas em duas ?reas diferentes no mesmo local. Ambas as ?reas eram compostas por um aterro superficial de 3 m de espessura de areia fina, seguido de camadas naturais de areia fina a grossa. Os aterros diferenciam-se pela densidade relativa com que foram compactados, 45% e 70%, respectivamente. Cada ?rea recebeu um par id?ntico de estacas h?lice cont?nua e dois pares id?nticos de estacas met?licas com perfil H . Em cada par de estacas foi executada uma prova de carga est?tica. Neste trabalho, os resultados das provas de carga s?o apresentados e interpretados. O coeficiente de rea??o horizontal do solo foi determinado atrav?s dos resultados das provas de carga e comparado com valores obtidos a partir de correla??es baseadas no ?ndice de resist?ncia ? penetra??o do ensaio SPT (NSPT). Curvas p-y foram constru?das para prever o comportamento de estacas submetidas a carregamentos horizontais. Retro an?lises foram efetuadas atrav?s das curvas p-y te?ricas e experimentais para obten??o de par?metros de entrada para os modelos anal?ticos, dentre os quais o coeficiente de rea??o horizontal. A carga de ruptura do sistema solo estaca foi determinada atrav?s de m?todos te?ricos e os resultados foram comparados com os resultados experimentais, verificando sua validade

O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da variação do teor de umidade no valor do módulo de resiliência (MR) de um solo argiloso de subleito, tendo em vista que este parâmetro é muito susceptível à variações climáticas ambientais. Foram realizados ensaios triaxiais cíclicos para se estimar o módulo de resiliência de corpos de prova ensaiados em diversas condições de umidade. Verificou-se que o MR é influenciado pela tensão desvio, de forma que aquele aumenta com o acréscimo desta. Constatou-se que os corpos de prova moldados na Wot e submetidos a trajetórias de secagem e umedecimento alcançaram valores de MR superiores e inferiores, respectivamente, ao se comparar com o MR de corpos de prova ensaiados na Wot. Este fato foi também observado para os corpos de prova moldados com massa específica seca máxima, em teores de umidade abaixo e acima do teor ótimo. Determinou-se, ainda, a sucção no solo através do método do papel filtro e levantou-se a sua curva característica. Verificou-se que à medida que a umidade aumenta, a sucção diminui. Observou-se que o valor do MR aumenta com o aumento da sucção no solo. Este crescimento é tanto maior quanto maior seja a tensão desvio aplicada. Foi possível determinar a relação entre o MR, a tensão desvio e o módulo tangente inicial (Eo), proveniente dos ensaios de compressão simples. Relacionou-se, também, o Eo e a sucção no solo. / The aim of this work is to evaluate the influence of moisture content variation in resilient modulus value (MR) of a subgrade clayey soil, considering that this parameter is very susceptible to environmental climatic variations. Cyclic triaxial tests were performed to acess resilient modulus of specimens tested in several moisture conditions. lt has been verified that MR is influenced by deviator stress, so that the former increases with the latter increases. lt has been confirmed that specimens molded in Wot and submited to a drying and moistening route reached MR values higher and lower, respectively, to compare with MR of specimens tested in Wot. This fact was also observed for the specimens molded with dry density, in moisture contents below and above of optimum moisture content. lt has been also determined the soil suction using filter paper method and it has been built its characteristic curve. lt has been verified that when moisture increases, the suction decreases. lt has been observed that MR value increases with the soil suction increase. This increase is as bigger as bigger the applied deviator stress be. lt was possible to determine the relationship between MR, deviator stress and parameters from compressive strength tests. lt has been related parameters from compressive strength tests and soil suction.

Na construção de rodovias, as condições de umidade e densidade observadas na compactação são, geralmente, próximas daquelas correspondentes ao pico da curva de compactação obtida no ensaio Proctor. É sabido que variações ambientais no decorrer da vida do pavimento podem alterar, de maneira significativa, a umidade do subleito e dos seus componentes e assim, as suas propriedades resilientes. O objetivo principal desta pesquisa é avaliar a influência da variação da umidade pós-compactação no módulo de resiliência de solos de rodovias do interior paulista a partir de resultados de ensaios de laboratório. Foram coletados e caracterizados setenta e três solos, e, dentre estes, selecionados trinta para a etapa de estudo da variação da umidade pós-compactação, após a realização de ensaios MCT, difração de raios-x, microscopia eletrônica de varredura e azul de metileno para determinação da gênese. Os solos selecionados apresentam características distintas quanto à gênese, sendo metade laterítico e metade não-laterítico. Os corpos-de-prova foram compactados na umidade ótima e submetidos a processos de secagem e umedecimento e, posteriormente, realizados ensaios triaxiais cíclicos. Os resultados permitiram a modelagem do 'M IND.R' em função do estado de tensão para diferentes umidades e a avaliação da competência de alguns modelos matemáticos nesta representação. Estudou-se a influência da gênese e da granulometria sobre o valor do 'M IND.R' e avaliou-se a conseqüência da variação da umidade sobre este para solos lateríticos e não-lateríticos. Determinou-se uma expressão para estimar a variação do 'M IND.R' com a variação da umidade a partir do parâmetro k1, independentemente do estado de tensão. Pesquisou-se a existência de relações entre os parâmetros de regressão do modelo composto e os resultados dos ensaios de compressão simples e as propriedades físicas dos solos, de forma a permitir a estimativa do módulo de resiliência a partir do resultado de ensaios mais simples. Investigou-se a possibilidade de se utilizar as relações entre a variação do módulo tangente inicial com a variação da umidade para estimar os efeitos sobre o 'M IND.R'. / On road construction, the field compaction conditions are usually close to those determined from Proctor tests. Environmental variations may lead to changes in the pavement moisture and also changing its resilient properties. The main objective of this research is to study the influence of post-compaction moisture content variation on the resilient modulus of soils from São Paulo state pavements, using laboratory tests. To accomplish this objective, seventy three soils samples were collected and characterized. Among them, thirty samples were selected, after four different tests were carried out to determine the soils genesis, to study the post-compaction moisture content variation. Half of these selected soils are lateritic ones, and the other half are non-lateritic soils. The specimens were compacted at optimum moisture content and submitted to drying and moistening processes prior cyclic triaxial test to be carried out. The results allowed the resilient modulus modeling as a function at the stress state and the performance evaluation of five different models. The genesis and grain size distribution influence on the resilient modulus values were studied. The effects of moisture content variations on lateritic and non-lateritic soils were investigated. An expression to estimate the resilient modulus variations with the moisture variations was determined, independently of the stress state. The existence of relations of the compound model regression parameters with the results of unconfined compressive strength and soil properties were studied. The possibility of using the initial tangent modulus variations with the moisture variations to estimate the effects on the resilient modulus were also investigated.

Este trabalho parte de um acervo pré-existente de provas de carga em placa (segundo os procedimentos ABNT-NBR-6489 e ASTM-D-1196) em solos da Formação Guabirotuba, importante unidade geológica da região metropolitana de Curitiba. O objetivo do trabalho é favorecer o entendimento destes solos no que diz respeito à sua competência como subleito para pavimentos industriais rígidos. É realizada uma revisão sobre modelos de fundação de pavimento, aspectos geológicos e geotécnicos da Formação Guabirotuba, e métodos de determinação do coeficiente de recalque. A análise baseia-se no coeficiente de recalque \"k\" obtido em trinta e duas provas de carga em placa e utiliza uma classificação prática dos solos, quanto ao seu nível de intemperismo: argilas cinzas \"inalteradas\", argilas vermelhas \"laterizadas\" e argilas variegadas \"intemperizadas\", as quais mostram valores decrescentes de coeficiente de recalque, nessa ordem. Notou-se que algumas correlações existentes na literatura permitiram obter razoáveis previsões do coeficiente de recalque, como aquelas baseadas em valores de SPT e de CBR. Os valores de coeficiente de recalque medidos para estes solos mostram-se superiores àqueles sugeridos por tabelas práticas. Devido à variabilidade de resultados encontrada e à influência do subleito no desempenho final do sistema de fundação, fica evidenciada a importância da realização de provas de carga em placa para obtenção dos parâmetros de dimensionamento de pavimentos industriais rígidos. / The present work employs a data base of plate load tests (performed according the ABNT-NBR-6489 and ASTM-D-1196 procedures) in soils of the Guabirotuba Formation, important geological unit of Curitiba metropolitan region. The purpose of the work is the improving of the knowledge of these soils related to their behavior as subgrade for rigid industrial pavements. It is provided a revision about pavements foundation models, geological and geotechnical aspects of the Guabirotuba Formation and methods of the determination of the modulus of subgrade reaction. The analysis is based on the modulus of subgrade reaction \"k\" from 32 plate loading tests and uses a practical classification of the soils, according to their weathering level: intact gray clays, lateritic red clays and weathered variagate clays that showed a derease of the modulus in this order. Some correlations were found to predict fair values of \"k\", such as those based on SPT and on DCP. It was also noticed that the values of the modulus of subgrade reaction obtained are higher than the usual recommendations of the literature. The variability and the influence of the subgrade in the final performance of the pavaments make evident the importance of the plate load tests for obtaining reliable design parameters.

En los proyectos de infraestructura vial, se contemplan imprevistos debido a la presencia de suelos arcillosos. La causa principal de estos problemas se debe a sus malas características mecánicas, la cual puede ser medida mediante el ensayo de california bearing ratio (CBR). Esto puede ocasionar que la vida útil de la carretera se vea reducida, además, la mala calidad de la subrasante podría ocasionar mayor necesidad de mantenimientos. Sin embargo, diversos estudios concuerdan que, al mezclar escoria de acero blanca con los suelos arcillosos, se logra aumentar los valores del CBR. Esta investigación, aplica la estabilización del suelo de la ruta N°LI-810 con trayectoria: Emp.PE-3N (Quiruvilca) – Bandurria con escoria de acero blanca de SIDERPERU. Se utilizaron tres diferentes porcentajes de escoria blanca según al peso de la muestra (7.5%, 15% y 22.5%) en el ensayo de CBR. Los ensayos de laboratorios brindaron resultados favorables con el aumento de la capacidad de soporte (CBR). Analizando los efectos de la estabilización, se determinó que el 10% de escoria de acero blanca según el peso de la muestra, es el porcentaje optimo que logra aumentar su CBR a un 3% (porcentaje mínimo establecido por el Ministerio de Transporte y Comunicaciones) y transformarlo de una subrasante inadecuada a una subrasante pobre que se pueda utilizar con fines viales. / In road infrastructure projects, contingencies are contemplated due to the presence of clay soils. The main cause of these problems is due to its poor mechanical characteristics, which can be measured by the California bearing ratio (CBR) test. This can cause the useful life of the road to be reduced, in addition, the poor quality of the subgrade could cause a greater need for maintenance. However, various studies agree that, by mixing white steel slag with clay soils, it is possible to increase the CBR values. This research applies the stabilization of the soil of route N ° LI-810 with trajectory: Emp.PE-3N (Quiruvilca) - Bandurria with white steel slag from SIDERPERU. Three different percentages of white slag were used according to the weight of the sample (7.5%, 15% and 22.5%) in the CBR test. Laboratory tests provided favorable results with increased bearing capacity (CBR). Analyzing the effects of stabilization, it was determined that 10% of white steel slag according to the weight of the sample, is the optimal percentage that manages to increase its CBR to 3% (minimum percentage established by the Ministry of Transportation and Communications) and transform it from an unsuitable subgrade to a poor subgrade that can be used for highway purposes. / Trabajo de investigación

El presente proyecto de investigación tuvo por finalidad evaluar el uso del geocompuesto (geomalla Triaxial y geomembrana HDPE), como refuerzo en la interfaz subrasante-subbase de una estructura de pavimento flexible. Para ello, se propone un diseño de estructura de pavimento reforzado con geocompuesto en un tramo de la Av. Prolongación Defensores del Morro-Chorrillos que permita aumentar la capacidad de soporte de la subrasante, optimizar los espesores en las capas granulares, y prolongar la vida útil del pavimento. Con este propósito se planteó el diseño de una estructura de pavimento convencional y otra reforzada con geocompuesto para comparar y elegir el diseño más óptimo. La recolección de datos se realizó utilizando los formatos de clasificación vehicular del MTC, inspección visual de la vía, estudio de mecánica de suelos y análisis experimental. Luego del análisis de los datos recolectados se determinó que el PCI del tramo en estudio es de 21%, esto significa que el nivel de servicio de la vía es malo y necesita intervención. Por ello se realizó el diseño de tres alternativas de pavimento flexible: la primera alternativa es una sección convencional no reforzada, mientras que las otras dos alternativas consisten en secciones reforzadas con geomalla triaxial y geomembrana HDPE. Los resultados obtenidos muestran que el pavimento reforzado con geocompuesto y diseñado por el método Giroud-Han obtuvo un 47.62% de reducción en el espesor de la estructura del pavimento flexible con respecto al pavimento diseñado por el método AASHTO 93. Finalmente, luego de un análisis económico de las alternativas de diseño de pavimento flexible se concluye que el costo del pavimento reforzado con geocompuesto es 5.07% menor que el del pavimento tradicional (AASHTO 93). / The purpose of this research project was to evaluate the use of the geocomposite (Triaxial geogrid and HDPE geomembrane), as reinforcement in the subgrade-subbase interface of a flexible pavement structure. To do this, a design of a pavement structure reinforced with geocomposite is proposed in a section of Av. Prolongación Defensores del Morro-Chorrillos that allows increasing the support capacity of the subgrade, optimizing the thicknesses in the granular layers, and prolonging the life useful of the pavement. For this purpose, the design of a conventional pavement structure and another reinforced with geocomposite were proposed to compare and choose the most optimal design. Data collection was carried out using the MTC vehicle classification formats, visual inspection of the road, soil mechanics study and experimental analysis. After analyzing the data collected, it was determined that the PCI of the section under study is 21%, this means that the level of service of the road is bad and needs intervention. Therefore, the design of three flexible pavement alternatives was carried out: the first alternative is a conventional unreinforced section, while the other two alternatives consist of sections reinforced with triaxial geogrid and HDPE geomembrane. The results obtained show that the pavement reinforced with geocomposite and designed by the Giroud-Han method obtained a 47.62% reduction in the thickness of the flexible pavement structure with respect to the pavement designed by the AASHTO 93 method. Finally, after an economic analysis of the flexible pavement design alternatives, it is concluded that the cost of pavement reinforced with geocomposite is 5.07% lower than that of traditional pavement (AASHTO 93). / Tesis

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