Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

O conhecimento dos mecanismos de interação entre o solo e os geossintéticos é fundamental para o dimensionamento de obras em solo reforçado. Entretanto, em função das diferentes formas geométricas das superfícies das inclusões, a interação pode ocorrer de maneiras distintas. Para as geogrelhas, o arrancamento representa o mecanismo de interação que, em alguns casos, melhor retrata as situações que ocorrem no campo. Esta tese apresenta uma análise dos principais fatores que influenciam na interação entre o solo e as geogrelhas quando solicitadas ao arrancamento, utilizando equipamentos de teste de portes grande e pequeno, bem como um equipamento que testa isoladamente os elementos longitudinais e transversais das geogrelhas. Apresenta-se ainda dois modelos numéricos que permitem avaliar o comportamento de geogrelhas de comprimento qualquer a partir de resultados de ensaios de arrancamento de pequeno porte ou dos ensaios nos elementos isolados da geogrelha. Os resultados dos ensaios realizados são comparados entre si, sugerindo a viabilidade de se utilizar equipamentos de pequenas dimensões para executar ensaios de arrancamento em geogrelhas em meio a solos finos, em detrimento dos testes de grande porte que demandam uma grande quantidade de solo e de mão-de-obra para serem executados. Por fim, apresenta-se um método que, utilizando os resultados obtidos dos testes de pequeno porte, pode ser usado para determinar os esforços de tração nas inclusões de estruturas em solo reforçado, considerando aspectos como a interação solo–reforço e a rigidez à tração das inclusões / The knowledge of interaction mechanisms between soil and geosynthetics is fundamental for designing reinforced-soil structures. However, due the variety of surface geometry found in commercially available geosynthetics, the interaction between soil and inclusions can occur on different ways. For the geodrids, the pullout interaction mechanisms is the one that, in some cases, best represents the field situations. This thesis presents an analysis of the main factors influencing the soil-geogrid interaction during pullout phenomena, using large and small-scale test boxes, as well as an device that tests longitudinal and transversal geodrid elements isolated. Two numerical models for evaluating the pullout behavior of large geogrid samples using small-scale and on element tests are also presented. The results of different tests are compared, showing the viability of using small-scale tests for testing geogrids embedded in fine soils instead of large-scale tests, that demand large quantities of soil and labor to be done. On the penultimate chapter, a method for evaluating the maximum tensile effort of reinforced slopes and walls is presented. This method uses the results obtained from small-scale pullout tests and considers some important aspects as soil-geogrid interaction and reinforcement rigidity

O conhecimento dos mecanismos de interação entre o solo e os geossintéticos é fundamental para o dimensionamento de obras em solo reforçado. Entretanto, em função das diferentes formas geométricas das superfícies das inclusões, a interação pode ocorrer de maneiras distintas. Para as geogrelhas, o arrancamento representa o mecanismo de interação que, em alguns casos, melhor retrata as situações que ocorrem no campo. Esta tese apresenta uma análise dos principais fatores que influenciam na interação entre o solo e as geogrelhas quando solicitadas ao arrancamento, utilizando equipamentos de teste de portes grande e pequeno, bem como um equipamento que testa isoladamente os elementos longitudinais e transversais das geogrelhas. Apresenta-se ainda dois modelos numéricos que permitem avaliar o comportamento de geogrelhas de comprimento qualquer a partir de resultados de ensaios de arrancamento de pequeno porte ou dos ensaios nos elementos isolados da geogrelha. Os resultados dos ensaios realizados são comparados entre si, sugerindo a viabilidade de se utilizar equipamentos de pequenas dimensões para executar ensaios de arrancamento em geogrelhas em meio a solos finos, em detrimento dos testes de grande porte que demandam uma grande quantidade de solo e de mão-de-obra para serem executados. Por fim, apresenta-se um método que, utilizando os resultados obtidos dos testes de pequeno porte, pode ser usado para determinar os esforços de tração nas inclusões de estruturas em solo reforçado, considerando aspectos como a interação solo–reforço e a rigidez à tração das inclusões / The knowledge of interaction mechanisms between soil and geosynthetics is fundamental for designing reinforced-soil structures. However, due the variety of surface geometry found in commercially available geosynthetics, the interaction between soil and inclusions can occur on different ways. For the geodrids, the pullout interaction mechanisms is the one that, in some cases, best represents the field situations. This thesis presents an analysis of the main factors influencing the soil-geogrid interaction during pullout phenomena, using large and small-scale test boxes, as well as an device that tests longitudinal and transversal geodrid elements isolated. Two numerical models for evaluating the pullout behavior of large geogrid samples using small-scale and on element tests are also presented. The results of different tests are compared, showing the viability of using small-scale tests for testing geogrids embedded in fine soils instead of large-scale tests, that demand large quantities of soil and labor to be done. On the penultimate chapter, a method for evaluating the maximum tensile effort of reinforced slopes and walls is presented. This method uses the results obtained from small-scale pullout tests and considers some important aspects as soil-geogrid interaction and reinforcement rigidity