[pt] O estudo dos mecanismos de interação solo-geogrelha foi abordado a partir de um programa detalhado de ensaios de laboratório, executados em equipamentos de grandes dimensões, no Laboratório de Geotecnia do CEDEX (Madri). O programa experimental foi elaborado visando a reprodução dos diferentes mecanismos de interação desenvolvidos na interface solo-geogrelha, em maciços reforçados. Foram utilizados 3 tipos distintos de geogrelhas e 2 tipos de solo em ensaios de arrancamento, cisalhamento direto e triaxiais. Os ensaios de arrancamento objetivaram a investigação detalhada dos efeitos da tensão confinante, tipo de solo, densidade relativa, geometria da malha e presença de elementos danificados no comportamento de geogrelhas. Os resultados mostram que a densidade relativa exerce uma influência semelhante à tensão confinante na resistência da interface solo-geogrelha. A magnitude da resistência ao arrancamento pode ser desmembrada em três parcelas, que correspondem à mobilização do atrito, da adesão e da resistência passiva dos elementos transversais. Dependendo do tipo de geogrelha, observase a predominância de uma das parcelas. Com os ensaios de cisalhamento direto, foram obtidos os parâmetros de resistência da interface e a variação da resistência ao cisalhamento com a inclinação da geogrelha. Observou-se que existe uma inclinação ótima da geogrelha, próxima a q=60o, correspondente a um valor máximo de resistência. Os resultados sugerem que, em maciços reforçados, a geogrelha deve ser posicionada na direção horizontal. Análises experimental e numérica da configuração deformada da geogrelha na caixa de cisalhamento permitiram definir que a zona central, onde ocorre o cisalhamento, corresponde a aproximadamente 40% da altura da caixa. Os ensaios triaxiais em corpos de prova permitiram o estudo da influência do número de camadas de geogrelha na resistência e deformabilidade do material reforçado. Observou-se que a introdução do reforço exerce uma influência similar a um aumento da tensão confinante. Finalmente, os ensaios de tração não confinada, arrancamento e cisalhamento direto possibilitaram uma investigação da influência do dano mecânico na interação solo-geogrelha. O dano natural, provocado por simulações de procedimentos de compactação, mostrou-se mais acentuado quando se utilizam solos de granulometria grosseira e métodos de compactação agressivos. Em solicitações de cisalhamento direto, os resultados sugerem que, em situações com superfície de ruptura perpendicular à geogrelha, a ocorrência de danos não compromete a integridade do maciço reforçado. Este tipo de situação ocorre usualmente nas camadas superiores dos maciços reforçados. / [en] A study of soil-geogrid interaction mechanisms was carried out through a detailed testing program in large dimensions equipments at the Geotechnical Laboratory of Cedex, Spain. Three different types of geogrids on sand and clayey-silt were considered in pullout, direct shear and triaxial tests. Additional tension tests on geogrid specimens were also carried out. The pullout tests were performed for investigating the effects of confining pressure, relative density, geogrid geometry and damaged elements on the behavior of geogrids. Based on he test results, it is shown that the pullout strength may be divided into three main components, corresponding to friction, adhesion and passive resistance of transversal elements. The direct shear tests were used for obtaining interface strength parameters and the effect of the inclination angle between the geogrid and the failure surface. It is shown that the optimum inclination is about 60 degrees. This suggests that, in reinforced fills, geogrid layers shall be positioned horizontally. Experimental results and numerical analysis indicate that only the central portion of the direct shear box is subjected to shear stresses and strains. This central zone corresponds to about 40% of the specimen height. The triaxial tests were performed for evaluating the effect of the number of geogrid layers on the deformability and strength of reinforced specimens. Introduction of additional reinforcement layers has a similar effect to an increase of confining pressure. The unconfined tension tests allowed a detailed investigation of the effects of grid damage on the strength parameters of geogrids. Natural damage, induced by compaction procedures, is shown to be more intense when coarse soil is used.

A execução de obras apoiadas em solos moles constitui um desafio para a engenharia geotécnica. Pela baixa capacidade de suporte do solo mole, tais obras estão sujeitas a sofrer colapso, geralmente por ruptura do solo de base; e recalques excessivos, que ocorrem ao longo do tempo por efeito do adensamento do solo mole. Em virtude destes problemas, quaisquer soluções que promovam o aumento da capacidade de carga do solo mole representam uma enorme contribuição ao tema. Este trabalho apresenta resultados de uma série de provas de carga realizadas em laboratório sobre uma camada de areia apoiada em solo mole. A camada de areia foi ensaiada em três condições: sem reforço, reforçada apenas por geocélulas e pela associação de geocélulas e geogrelha. Foram utilizadas geocélulas de geotêxtil com ligações costuradas e geocélulas de polietileno com ligações soldadas nas alturas de 5, 10 e 15 cm. Os resultados apontam uma melhora significativa quando do confinamento com geocélulas, tanto em termos de recalque quanto de capacidade de suporte. A utilização de geocélulas conjugadas a um reforço basal com geogrelha permitiu uma melhora do desempenho ainda mais significativa / Works resting on soft soils represent a large task to geotechnical engineers. Due to the soft soil low bearing capacity, such works might present a rotational failure or present large settlements that occurwith time due to consolidation. For these problems any technical contribution that would allow an increase fo the bearing capacity of the soft soils would represent an enormous help to geotechnical engineering. This work presents results of laboratory loading plate tests carried out on a sandy layer resting on the topo of a soft soil deposit. The sandy layer was tested in there different conditions: unreinforced, reiforced with geocells and with geocells and geogrids. Geocells made out of strips of non woven geotextile with sewed joints and made from welded joint poliethylene strips were used. The results of plate tests showed a significant improvement not only in terms of bearing capacity but also in terms of settlement reduction when geocells alonge were used. The use of geocells associated with geogrids allowed further improvements in the bearing capacity and settlement reductions

Os ensaios de arrancamento cíclicos são utilizados para avaliar o comportamento de sistemas de solo reforçado quando submetidos a carregamentos cíclicos, podendo ser aplicados na área de pavimentos reforçados com geossintéticos ou em comportamento sísmico de solos reforçados com geossintéticos. O comportamento de sistemas de solo reforçado submetidos a carregamentos cíclicos ainda não é bem compreendido. Em vista disso, equipamentos de arrancamento cíclicos de geossintéticos são desejáveis para o estudo deste comportamento. O equipamento de arrancamento de geossintéticos existente no laboratório de geossintéticos da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo foi modificado para a realização de ensaios de arrancamento cíclico de geossintéticos. Dois tipos de ensaios foram implementados para avaliar o comportamento cíclico de sistemas de solo reforçado com geogrelhas: o ensaio de módulo de cisalhamento de resiliência de interface solo-geogrelha, Gi, e o ensaio de resistência pós-ciclagem. Foram realizados 20 ensaios, entre ensaios de arrancamento monotônico, cíclicos e de testes, de geogrelhas. Foram avaliados dois sistemas, um deles de inclusão longa, de 510 mm de comprimento e 310 mm de largura; e o outro de inclusão curta, de 240 mm de comprimento e 310 mm de largura. Os ensaios para a obtenção de Gi mostraram que para o sistema de inclusão longa, foi possível ajustar os valores obtidos através de vários modelos de calibração e no caso do sistema de inclusão curta, foi impossível realizar medidas de deslocamento devido à precisão dos LVDT. Os ensaios de resistência pósciclagem foram realizados em um sistema análogo ao sistema de inclusão curta do ensaio para obtenção de Gi. Os resultados dos ensaios de resistência pós-ciclagem mostraram-se consistentes com os valores esperados em termos de resistência e deslocamentos cíclicos. Os ensaios de resistência pós-ciclagem mostram que o sistema de solo reforçado avaliado é susceptível a atingir a condição de ruína quando submetidos a carregamentos cíclicos de amplitude alta, mesmo sendo estáveis para carregamentos monotônicos de serviço. No entanto, sob uma amplitude de ciclagem baixa o sistema se comporta de maneira estável em termos de evolução de deslocamentos mesmo em condições cíclicas. As incertezas de medição, as vibrações transmitidas, a ausência de representatividade do comprimento da inclusão, presença de ruídos elétricos, bem como as limitações do equipamento evidenciam a necessidade de melhoria dos procedimentos de ensaio recomendados para a obtenção de Gi, e melhorar a qualidade da avaliação do comportamento da resistência pós-ciclagem. / Cyclic pull out tests have been used to evaluate the behavior of reinforced soil systems when subjected to cyclic loading. These tests are applied in areas such as geosynthetic reinforced pavements or geosynthetics reinforced soil systems when subjected to seismic loadings. Cyclic behavior of reinforced systems is not yet well understood. In this sense, cyclic test apparatus are desirable to study this behavior. Pull out test apparatus of the School of Engineering of São Carlos of the University of São Paulo was modified to perform cyclic pull out tests of geosynthetics. Two types of tests were conducted to evaluate cyclic behavior of geogrid reinforced systems: soil-geogrid interface resilient shear modulus test, Gi, and postcycling resistance test. Twenty tests were carried out such as monotonic, cyclic and calibration tests of geogrids. Two systems were evaluated: the first called long inclusion, with 510 mm length and 310 mm width, and the second system called short inclusion, with 240 mm length and 310 mm width. Concerning the long inclusion system, Gi tests showed that it was possible to adjust the values obtained through various calibration models; the short inclusion system presented deficiency to measure displacements due to LVDTs accuracy. Post-cycling resistance tests were performed on a system similar to the short inclusion test. Post-cycling resistance tests showed good performance when compared to the literature values regarding to resistance and cyclic displacements. These tests showed that the reinforced system evaluated could suffer rupture when subjected to high amplitude cyclic loading, even when this system is stable for the same monotonic load levels. Besides that, the system behaved stably under a low amplitude cyclic loading in terms of cyclic displacements evolution, even under cyclic condition. Uncertainty in measures, transmitted vibrations, lack of inclusion length representativeness, electric noises, and equipment limitations need improvements in test procedures to evaluate Gi as well to enhance the evaluation quality of the post-cycling resistance.

The study of innovative pavements is of significant importance in geotechnical engineering in Brazil, due to the continued need to increase the network of roadways. This requires optimized projects, not only for economic, but also for technical reasons. Technical solutions that use geosynthetics in asphalt overlays have been identified to minimize fatigue and reflective cracks. However, the majority of the application of this technology has ignored the possible additional structural benefits brought by the inclusion of geosynthetics as reinforcement in asphalt layers. The objective of this research is to assess the reinforcement benefits of geogrids placed within asphalt overlays on the structural performance of flexible pavements. In addition, this study investigates the tensile-strain response of geogrids under traffic conditions, induced by cyclic wheel loads generated by a new accelerated pavement testing facility (APT) that was specifically developed for this research. The APT facility consists of a large steel testing box, in which field-scale pavement layers could be constructed. Pavement materials included subgrade soil, aggregate base, hot mix asphalt concrete, asphalt emulsion and a PVA geogrid. Pavement performance was assessed by applying a cyclic wheel load pressure of 700 kPa to the pavement surface. The pavement sections investigated in this study included a geogrid-reinforced and an unreinforced asphalt overlay sections, a single new geogrid-reinforced asphalt layer, and a geogrid-reinforced asphalt overlay with reduced base course thickness. A variety of sensors were used to measure asphalt concrete strains, surface plastic and elastic displacements, and induced traffic loads. Displacements along the geogrid specimens were measured using a tell-tail system. As result, several reinforcement mechanisms of this technique could be quantified in the present study. Polymeric geogrid reinforcements were found to have considerably reduced strains developed at the bottom of asphalt layers, as well as to have reduced vertical stresses in pavement lower layers. Resistance to rutting and lateral movement induced by the geogrids were also clearly evidenced in the presented study. The measurement of displacements along the geogrid provided understanding of the distribution of strains during traffic loading. A mobilized length was identified in geogrid-reinforced sections, showing that the bonding between geogrids and asphalt layers and the stiffness of the geogrid ensured satisfactory performance of the pavement sections. The results also illustrated that the lateral restraining mechanisms effect is a governing mechanism to improve the performance of the asphalt layers by the development of shearing resistance with the geogrids. Overall, it was concluded that geogrids within asphalt overlays act as reinforcement and not merely to delay cracks, providing enhanced performance to flexible pavement structures. / O estudo de pavimentos é de grande importância na Engenharia Geotécnica brasileira devido à crescente necessidade de melhora da situação da rede rodoviária nacional. Para tanto, o desenvolvimento e a aplicação de novas técnicas são necessários, principalmente no âmbito econômico. A técnica do uso de reforços geossintéticos em capa asfáltica é identificada como uma alternativa ao aumento da vida útil do pavimento através da mitigação de trincas por fadiga e de reflexão. No entanto, a maioria das aplicações desta técnica não correlaciona os benefícios estruturais da inclusão do geossintético na capa asfáltica para a melhora do desempenho global do pavimento. O objetivo desta pesquisa é investigar os benefícios estruturais no desempenho de pavimentos flexíveis trazidos pelo reforço de geogrelhas em camadas asfálticas. Ainda neste estudo, será investigada a reposta tensão-deformação destas geogrelhas sobre as condições de tráfego através do uso de ensaios acelerados de pavimento. Um equipamento foi desenvolvido para esta pesquisa e consiste numa caixa metálica de grande porte, em que seções de pavimento em escala real podem ser construídas. O desempenho das seções de pavimento foi avaliado com a aplicação de cargas cíclicas de roda com pressão de contato de 700 kPa. Os materiais que compõem as seções de pavimento incluem solo de subleito, brita graduada simples, concreto betuminoso usinado à quente, emulsão asfáltica e geogrelha de PVA. Foram estudadas uma seção com geogrelha como reforço no recapeamento da camada asfáltica, uma seção idêntica não reforçada, uma seção com uma única capa asfáltica reforçada com geogrelha e uma seção com geogrelha no recapeamento da camada asfáltica, porém com espessura de base reduzida em relação aos demais ensaios. Sensores nas camadas do pavimento mediram tensões e deformações, e deslocamentos plásticos e elásticos na superfície. Deslocamentos ao longo da geogrelha foram monitorados utilizando o sistema tell-tales. Como resultado, mecanismos de reforço foram identificados neste estudo. O uso de uma geogrelha polimérica reduziu consideravelmente as deformações na fibra inferior da capa asfáltica, assim como as tensões verticais nas camadas subjacentes do pavimento. Resistência à formação de trilhas de roda e solevamentos laterais foram também evidenciadas. As medidas de deslocamentos ao longo da geogrelha forneceram entendimento da distribuição de deformações durante o carregamento. Foi identificado o comprimento de geogrelha mobilizado durante os ensaios, mostrando que a aderência entre a geogrelha e as camadas asfálticas e a rigidez da geogrelha asseguraram o desempenho satisfatório das seções de pavimento. Os resultados também mostraram que o efeito do mecanismo de restrição lateral é um mecanismo que governa a melhora no desempenho da capa asfáltica com o uso da geogrelha através do desenvolvimento de resitência ao cisalhamento. Estas observações permitem concluir que a geogrelha na camada asfáltica atua como reforço e não apenas reduzindo a o potencial de trincamento, levando à um aumento no desempenho de estruturas de pavimentos flexíveis.

A presente pesquisa tem por objetivo desenvolver, montar e testar um equipamento de grandes dimensões (largura de 1,5 x 1,5 m e altura de 1,2 m) para o ensaio em laboratório de estruturas de pavimentos com materiais, espessuras de camadas e condições de carregamento similares às de campo. Ainda nesta pesquisa analisou-se o emprego de geossintético como reforço da camada de base de novos pavimentos sobre o efeito da variação da umidade do subleito. O carregamento cíclico é gerado a partir de um cilindro pneumático. A instrumentação é constituída de LVDTs, células de carga e de tensão total que permitem o monitoramento das cargas aplicadas, das tensões no interior das camadas, e deformações elásticas e permanentes na superfície do pavimento. O carregamento cíclico, com frequência de 1 Hz, foi aplicado sobre placas rígidas com diâmetros de 300 mm e 216 mm e magnitudes de 40 kN e 20 kN, respectivamente. A partir das bacias de deflexões obtidas, foi possível, por meio de retro-análise, a determinação dos módulos de resiliência dos materiais e a partir das curvas de recalque obter uma equação da deformação plástica em função do número de ciclos de carga. O equipamento apresentou bom funcionamento, atendeu às expectativas e os transdutores forneceram medidas com a precisão exigida. E a utilização de geogrelha como reforço de camada de base mostrou eficaz tanto na redução das deformações permanentes como elásticas. / This research aims at develop, assembly and test of application of large-scale equipment (width of 1.5 x 1.5 m and height of 1.2 m) for the testing in pavement structures laboratory, with materials, thicknesses of layers and loading conditions similar to the field ones. The research still studied the application of geosynthetics as base layer reinforcement to news pavements by effect of variation in subgrade layer moisture. The loading is cyclic and generated from a pneumatic actuator. The instrumentation is constituted of LVDTs, load-cells and soil pressure transducers that permit monitoring the applied loads and the stress distribution in the interior of the layers, as well as plastic and elastic deformations. The cyclic-loading (frequency of 1 Hz) was applied on a 30-mm-diameter and a 26-mm-diameter rigid plate with force of 40 kN and 20 kN, respectively. From the deflection basin obtained, it is possible, by means of back calculation, the determination of the resilient modulus of the materials and from the deformation basin obtained the equation of permanent deformation in function of the cycle number. The equipment showed a good operation, attended to the expectations and the transducers supplied measures with the precision required.

Este trabalho apresenta um estudo comparativo da eficiência de diferentes geossintéticos no reforço de base de pavimentos de obras viárias com ensaios de arrancamento de pequeno porte. Utilizou-se geogrelhas de polipropileno, poliéster e de fibra de vidro e geotêxtil tecido de polipropileno. Um solo com 58% de argila (subleito) e um pedregulho areno-siltoso (camada de base) foram empregados. Os ensaios de arrancamento foram executados com diferentes combinações entre solos e geossintéticos. Nestes foi utilizado um novo sistema de medida direta de deslocamentos ao longo da inclusão com sensores óticos a laser. Além de analisar os resultados com curvas força de arrancamento x deslocamentos, foi possível utilizar gráficos rigidez x deformação para determinar o melhor geossintético no reforço de base de pavimentos. Como o corpo-de-prova de geossintético é de tamanho reduzido, garante-se a mobilização completa do reforço durante o ensaio de arrancamento e assim, é possível obter a deformação do mesmo. A abertura frontal da caixa de arrancamento tem influência no valor da força máxima ao arrancamento registrada no ensaio. Os resultados mostram que a interação solo-reforço é mais importante que a rigidez não-confinada do geossintético no comportamento do material em situação de confinamento no interior do maciço de solo. Observou-se que a resistência de junta, a geometria e o agulhamento da geogrelha, além da granulometria do solo, afetam a rigidez inicial do sistema. A melhor opção para os solos e geossintéticos estudados segue a seguinte ordem: (1) geogrelha de polipropileno, (2) geogrelha de poliéster, (3) geotêxtil tecido de polipropileno e (4) geogrelha de fibra de vidro. / This work presents an evaluation of various geosynthetics efficiency in reinforced base course of road pavements using small scale pullout tests. It was used polypropylene, polyester and glass fiber geogrids and polypropylene woven geotextile. A soil with 58% of clay (subgrade), and a sandy-silty gravel (base course) were used. The pullout tests were conducted with different combinations among soils and geosynthetics. In these tests, a new system of direct measurement of inclusion displacements with laser optical sensors was used. Beyond analyzing the results with curves pullout force x displacements, it was possible to use graphics rigidity x deformation in order to determinate the best geosynthetic in base course reinforcement. As the geosynthetic specimen is of small size, the complete mobilization of the reinforcement is guaranteed and, therefore, it is possible to obtain its deformation. The frontal aperture of the pullout box influences the maximum pullout resistance. The results show that the soil-reinforcement interaction is more important than the unconfined rigidity of the geosynthetic on the material behavior in confinement situation inside the soil block. The joint resistance, the geogrid geometry and its nailing, besides the soil particles size, affect the initial system rigidity. Therefore, they are important for base course reinforcement of road pavements. The results showed that the best option for the soils and geosynthetics studied are in the following order: (1) polypropylene geogrid, (2) polyester geogrid, (3) polypropylene woven geotextile and (4) glass fiber geogrid.

[pt] No presente trabalho foi estudado o comportamento de um muro de solo reforçado com 5m de altura e 1700m de extensão, construído como parte do dique que compõe o Depósito de Resíduos de Bauxita 7 da ALCOA Alumínio S.A. em Poços de Caldas, MG. Neste muro foram empregados um solo residual siltoargiloso obtido no local e geogrelhas. O muro foi instrumentado para medição de deslocamentos horizontais e verticais durante a construção. Na mesma área, também foi construído um aterro experimental de 2,6m de altura que permitiu a realização de 16 ensaios de arrancamento de grandes dimensões. Foram realizados ensaios de laboratório para definir os parâmetros de resistência e deformabilidade do solo. Os parâmetros obtidos foram empregados em simulações numéricas da construção do muro e dos ensaios de arrancamento pelo Método dos Elementos Finitos, utilizando-se o programa PLAXIS 2D v.8. Os resultados obtidos demonstraram que os deslocamentos ocorridos durante a construção do muro são comparáveis a valores reportados por outros autores. As previsões numéricas da construção do muro e dos ensaios de arrancamento apresentaram boa concordância com os resultados medido em campo. Constatou- se que a resistência ao arrancamento obtida foi superior às previsões baseadas em formulações tradicionais da literatura. / [en] The behavior of a 5m high and 1700m long reinforced soil wall was studied in this work. The wall constitutes the upper part of a dike constructed in Poços de Caldas-MG, Brazil, by Alcoa Aluminum S.A. to contain Bauxite residues. The wall was constructed using geogrids and a residual silty-clay. Two wall sections were instrumented. Horizontal and vertical displacements were monitored during construction. An 2.6m high experimental fill was constructed to conduct 16 large-scale pullout tests. Soil laboratory tests were conducted to define the strength and deformability parameters. The construction of the wall and the pullout tests were simulated using the PLAXIS 2D v.8 Finite Element Method code. The numeric predictions agree well with the field results. The measured horizontal displacements show good agreement with results reported by other authors and the pullout resistance was found to be greater than the values estimated by traditional methods.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-22T14:23:35Z No. of bitstreams: 1 KÊNIA ARAÚJO DE LIMA SCARIOT - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 3614373 bytes, checksum: debef6a639457f042d11c7f1a33519ea (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-22T14:23:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KÊNIA ARAÚJO DE LIMA SCARIOT - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 3614373 bytes, checksum: debef6a639457f042d11c7f1a33519ea (MD5) Previous issue date: 2018-06-08 / Capes / Os movimentos de massa de solo em morros, taludes e encostas têm se intensificado nas últimas décadas. A região Nordeste lidera no Brasil o ranking de maior número de desabrigados afetados por problemas de instabilidade, uma vez que a ruptura de um maciço ocasiona danos materiais e perdas sociais e econômicas. Para mitigar os efeitos da instabilidade dos taludes são aplicadas técnicas de consolidação, melhoramento e reforços no intuito de gerar uma redistribuição global das tensões e deformações. Entre elas pode-se citar as técnicas como estabilização química e contenção com geossintéticos. A presente pesquisa teve por objetivo realizar um estudo paramétrico da resistência ao cisalhamento de um solo de baixa capacidade de suporte, no seu estado natural e após o emprego de técnica de estabilização química e da inserção de materiais de reforço (geotêxtil não-tecido e geogrelha). A pesquisa foi dividida em três etapas para atingir os fins propostos: caracterização do solo, estabilização química do solo e avaliação do comportamento mecânico do solo. Na primeira etapa foram realizados ensaios de caracterização física, química e mineralógica do solo. Na segunda fase foram realizados ensaios de compressão simples com o propósito de determinar um teor ótimo para a estabilização química do solo. Posteriormente submeteu-se amostras de solo natural, solo estabilizado e solos reforçados a ensaios de compressão triaxial não adensado e não drenado (UU), a fim de analisar os parâmetros geotécnicos de cada modelo e os ganhos de resistência e de rigidez dos solos melhorados em comparação ao solo natural. Em geral, os resultados indicaram que as inserções do geotêxtil não-tecido e da geogrelha contribuem para o aumento da resistência ao cisalhamento. A técnica de estabilização química do solo, comparada as técnicas de reforço com geossintéticos proporcionou melhor comportamento resistente, visto que a inserção do cimento ao solo promoveu resultados superiores de resistência ao cisalhamento do solo pesquisado. Entretanto, a presente pesquisa não considerou as vantagens técnicas, econômicas e ambientais de cada tecnologia, visto que estes aspectos podem inviabilizar as construções com solo melhorado. / Soil mass movements in hills, slopes and slopes have intensified in recent decades. The Northeast Region is the leader in Brazil of the highest number of homeless people affected by instability problems, since the rupture of a massif causes material damages and social and economic losses. To mitigate the effects of slope instability are applied consolidation techniques, improvement and reinforcement in order to generate a global redistribution of stresses and deformations. Among these may be mentioned the techniques as chemical stabilization and containment with geosynthetics. The objective of this research was to perform a parametric study of the shear strength of a soil with low support capacity, in its natural state and after the use of chemical stabilization technique and the insertion of reinforcement materials (non-woven geotextile and geogrid). The research was divided in three stages to reach the proposed ends: soil characterization, soil chemical stabilization and evaluation of soil mechanical behavior. In the first stage, physical, chemical and mineralogical characterization of the soil were performed. In the second phase, simple compression tests were carried out with the purpose of determining an optimum content for soil chemical stabilization. Subsequently, samples of natural soil, stabilized soil and reinforced soils were submitted to non-densified and non-drained triaxial (UU) compression tests in order to analyze the geotechnical parameters of each model and the strength and stiffness gains of the improved soils in compared to natural soil. In general, the results indicated that the insertions of the non-woven geotextile and the geogrid contribute to the increase in shear strength. The soil chemical stabilization technique, compared to the geosynthetic reinforcement techniques provided better resistant behavior, since the cement insertion in the soil promoted superior results of shear strength of the studied soil. However, the present research did not consider the technical, economic and environmental advantages of each technology, since these aspects can make feasible the constructions with improved soil.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-07-27T13:47:11Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mateus Porto Fleury - 2018.pdf: 9102583 bytes, checksum: 40d5daa4efc28f9073bc7aace7846d2a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-07-27T13:55:25Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mateus Porto Fleury - 2018.pdf: 9102583 bytes, checksum: 40d5daa4efc28f9073bc7aace7846d2a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-27T13:55:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mateus Porto Fleury - 2018.pdf: 9102583 bytes, checksum: 40d5daa4efc28f9073bc7aace7846d2a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-05-11 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The impacts caused by waste generation from construction industry stimulate the adoption of techniques that made the recycled construction and demolition wastes (RCDW) an attractive filling material for the geotechnical purpose. The utilization of this new construction material with geosynthetics in reinforced soil structure (RSS) shows a promising path related to environmental and technical aspects, once the utilization of both materials can afford similar behavior as structures with natural aggregates. Despite this favorable scenario, it is essential to assess the mechanical damages on the reinforcement elements caused by the filling materials, which decrease its strength and compromise its behavior and functionality. In this way, this study aims to quantify the mechanical damages during installation caused by RCDW on geogrids by its reproduction in an experimental site plant. The site plant with precast concrete beams has been constructed to simulate constructive process of a RSS. Three different geogrids were adopted as reinforcement elements: one with polyvinyl alcohol (PVA) yarns and two with polyester (PET) yarns. Seven samples of RCDW were collected for laboratory technical characterization to assess the variability of the parameters relevant to the geotechnical application. It was investigated two installation damages mechanisms: i) launch height of the filling material, and ii) compaction procedures – with a vibratory roller and percussion equipment. Furthermore, it was evaluated the effects of a protection layer – with the same material (RCDW) – on the mechanical damages. The damages were quantified, with the adoption of statistical analysis, by reduction factors related to the ultimate tensile strength, as well as the modifications on the strain and stiffness (for 2% and 5% strains). The technical characterization of the RCDW samples revealed characteristics similar to gravels or sands, non-plastic behavior, and a considerable variability. The tensile strength reduction caused by compaction procedures prove to be more severe than the reductions caused by the launching height process. The abrasion damage can be considerate the major visual damage verified by the visual analysis of damaged specimens. It was concluded that the geogrids reduction factors caused by RCDW (related to installation damages) could be adopted to make feasible the utilization of these materials in RSS, taking in account the technical and environmental characteristics desired for this type of application. / Os impactos causados pelos resíduos da indústria da construção civil estimulam a adoção de técnicas de beneficiamento que tornam os resíduos de construção e demolição reciclados (RCD-R) atrativos como material de preenchimento em obras geotécnicas. Desse modo, a utilização conjunta desse novo material de construção com geossintéticos em estruturas de solo reforçado (ESR) mostra-se interessante quanto aos aspectos ambientais e técnicos, uma vez que o conjunto pode apresentar comportamento equivalentes aos de estruturas executadas com materiais convencionais. Contudo, apesar desse cenário positivo, faz-se fundamental investigar os danos mecânicos que o material de aterro pode causar ao elemento de reforço, o que pode contribuir para a diminuição de sua resistência e comprometer o seu desempenho e a sua funcionalidade. Nesse contexto, este estudo propôs quantificar os danos mecânicos de instalação gerados por RCD-R em geogrelhas por meio de sua reprodução em um experimento de campo. Para tanto, uma instalação experimental de peças pré-moldadas de concreto foi construída para simular os processos construtivos de uma estrutura de soloreforçado. Os elementos de reforço adotados consistiram de três diferentes tipos de geogrelhas – uma com fibra de álcool polivinílico (PVAL) e duas de poliéster (PET). Um total de sete amostras de RCD-R foram coletadas a fim de efetuar a sua caracterização em laboratório e verificar a variabilidade dos parâmetros de interesse para aplicação em obras geotécnicas. Buscou-se investigar a influência de dois condicionantes de dano de instalação: i) a altura de lançamento de material e ii) os processos de compactação – com rolo vibratório e à percussão. Investigou-se, também, o efeito do uso de uma camada de proteção – constituída do próprio RCD-R – nos danos mecânicos das geogrelhas. Os danos foram quantificados, com o auxílio de análise estatística, por meio de fatores de redução relacionados à resistência à tração de pico, assim como a alteração da deformação na ruptura e rigidezes (para deformações de 2% e 5%). A caracterização geotécnica das amostras de RCD-R revelou características semelhantes às observadas para solos pedregulhosos/arenosos, comportamento não plástico e variabilidade considerável. As reduções de resistência à tração decorrentes dos processos de compactação foram superiores em relação aos procedimentos de lançamento de material. As análises visuais das amostras danificadas revelaram que o dano de abrasão foi o principal dano visual observado. Conclui-se que os RCD-R apresentaram fatores de redução de resistência em geogrelhas, devido aos danos de instalação, que podem ser adotados de modo a viabilizar o uso destes materiais em ESR atendendo às caraterísticas técnicas e ambientais desejadas para esse tipo de obra.

O melhor comportamento de uma estrutura de solo reforçado com geossintéticos não depende só da elevada resistência à tração da inclusão, mas também da sua rigidez e do nível de carregamento sob o qual a estrutura está submetida. Dessa maneira, a interação entre o reforço e as respectivas camadas de solo ao seu redor torna-se de grande importância, pois a mobilização cisalhante combina a deformação da interface solo-reforço e o alongamento do geossintético. Sendo que a melhor forma de avaliar a interação entre o solo e a geogrelha é por meio de ensaios de arrancamento, pensa-se na realização de ensaios de arrancamento cíclico para analisar a interação dinâmica entre o solo e a inclusão quando certas estruturas são submetidas a esse tipo de solicitação. Por causa disso, o objetivo principal deste trabalho é analisar o efeito produzido por carregamentos monotônicos e cíclicos de interface numa geogrelha biaxial de polipropileno, quando inserida na interface de um solo argiloso e um solo arenoso sob diferentes tensões de confinamento. Para isso, são utilizados os equipamentos de pequenas e grandes dimensões do Laboratório de Geossintéticos da EESC-USP, visando avaliar a sua relação e a viabilidade de uso do equipamento de pequenas dimensões. Inicialmente foram realizados ensaios de arrancamento monotônico em ambos os equipamentos sob tensões de confinamento de 25, 50 e 100 kPa, sendo que as resistências obtidas com as tensões de 25 e 100 kPa permitiram definir as amplitudes do carregamento cíclico correspondentes ao 20% de tais valores. Adicionalmente, após a aplicação dos 10.000 ciclos de carga correspondentes à capacidade do equipamento, foi aplicado novamente um carregamento monotônico com o intuito de determinar o efeito do carregamento dinâmico na resistência ao arrancamento e assim poder realizar as respectivas comparações com os valores iniciais. Com base nos resultados obtidos, foi possível observar a diferença no grau de confinamento entre ambos os equipamentos, sendo maior no de grandes dimensões por causa da melhor distribuição das tensões sobre a área ocupada pela geogrelha. Adicionalmente, o grau de confinamento em ambos os equipamentos também influenciou a diferença no efeito do carregamento dinâmico, sendo de desconfinamento no de grandes dimensões e de densificação no de pequenas dimensões. / The best behavior of a reinforced soil structure with geosynthetics not only depends on the high tensile strength of the inclusion, but also on its rigidity and the loading level in which the structure is subjected. Thus, the interaction between the reinforcement and the respective layers of soil around, becomes very important because the shear mobilization combines the deformation of the soil-reinforcement interface and the lengthening of the geosynthetic. Since the best way to assess the soil-geogrid interaction is through pullout tests, it is thought in performing cyclic pullout tests to examine the dynamic soil-inclusion interaction when some structures are submitted to that kind of loads. Because of that, the main objective of this work is to analize the effect that is produced by monotonic and cyclic interface loading on a biaxial polypropylene geogrid, when it is inserted into the interface of a clayey soil and a sandy soil under different confinement stresses. For that, the small and large dimensions equipments of the Geosynthetics Laboratory at EESC-USP are used, looking to evaluate their relationship and the feasibility of using a small dimensions equipment. Initially, they were performed monotonic pullout tests in both equipments under confinement stresses of 25, 50 and 100 kPa, wherein the pullout strengths obtained with 25 and 100 kPa allowed the definition of the load cyclic amplitudes, which corresponded to 20% of such values. Additionally, after applying 10.000 load cycles, corresponding to the capacity of the equipment, it was applied a monotonic loading in order to determine the dynamic loading effect on pullout strength, being useful to compare such values with the initial response. Based on the obtained results, it was possible to observe the difference in the confinement degree between both equipments, being higher in the large one because of the better stress distribution on the geogrid area. Aditionally, the confinement degree in both equipments also influenced the difference in the dynamic loading effect, being deconfinement in the soil-geogrid interface of the large one and densification in the other one.