Em virtude da presença cada vez mais frequente de solicitações cíclicas nas estruturas de engenharia e do aprimoramento da análise de projetos, os ensaios em solos sob carregamentos cíclicos tiveram seu interesse renovado nos últimos anos. Os ensaios de laboratório são realizados de forma que simulem, da melhor maneira possível, as condições observadas em campo. Tais condições auxiliam na escolha dos ensaios a serem conduzidos para a determinação de parâmetros geotécnicos relevantes a cada situação observada em campo. Dentre os ensaios empregados na Engenharia Geotécnica, destaca-se o simple shear. Este ensaio é conhecido e utilizado para medir a resistência ao cisalhamento e a rigidez de solos. Este é o único ensaio de laboratório capaz de submeter uma amostra a condições de deformação plana sob volume constante e permitir a rotação das tensões principais. Tais condições são frequentemente representativas em diversas situações em campo como, por exemplo, o modo de cisalhamento adjacente ao fuste de uma estaca ou sob plataformas offshore com base gravitacional. Nesse contexto, um equipamento foi desenvolvido para a realização de ensaios do tipo simple shear. O aparato conta com uma câmara, na qual é aplicada pressão à amostra de solo. Diferenciando-se do equipamento comercial para tais ensaios, que emprega uma membrana com anéis metálicos, a amostra de solo neste equipamento é envolta por uma membrana de látex, o que possibilita a consolidação de forma isotrópica ou anisotrópica. Quanto ao carregamento, o equipamento desenvolvido permite que o carregamento seja realizado de forma monotônica ou clíclica. Quando do carregamento cíclico, este pode ainda ser realizado de forma a se manter a tensão controlada ou a deformação. Foram conduzidos ensaios de calibração e validação do equipamento empregando-se uma areia fina de granulometria uniforme cujas propriedades são amplamente conhecidas através de outros ensaios. Os resultados obtidos foram então comparados com estudos no mesmo material em equipamentos triaxiais, cisalhamento direto e outro simple shear. Os resultados mostraram-se satisfatórios, validando o equipamento desenvolvido. / In view of the ever more frequent presence of the cyclic solicitations on Engineering structures and the enhancement of design analysis, the soil testing under cyclic loading conditions had its interest renewed in the last years. The laboratory tests are conduced in a way that simulates, in the best way possible, the observed field conditions. Said conditions aid on the choice of the tests to be conducted in order to determinate the relevant geomechanics parameters.to each situation observed on the field. Among the employed tests in Geotechnical Engineering, it is highlighted the simple shear. This test is known and used to measure the shear strength and soil righty. This is the only laboratory test capable of submitting the sample to plane strain conditions under constant volume and allows the main stress rotations. Said conditions are frequently representative in many field situations, such as, the adjacent shear mechanism to the shaft of a pile or, under offshore platforms with gravitational base. In this context, a equipment was developed to perform simple shear tests. The apparatus has a chamber, in which it is applied confining pressure to the soil sample. Contrasting from the commercial equipment for said tests, that uses a membrane with metallic rings, in this equipment the soil sample is involved by a latex membrane, allowing the consolidation being carried out isotropically or anisotropically. The loading on this equipment can be conduced on monotonic or cyclic conditions. The cyclic loading can even be conduced by controlling the deformation or the stress. Calibration and validation testes where conduced on the equipment using a fine sand of uniform granulometry which properties are largely known through other tests. The obtained results where then compared to other tests carried out on the same material in triaxial tests, direct shear and other simple shear, The results obtained were considered satisfactory, validating the developed equipment.

O crescimento econômico acarreta na necessidade de aumento de capacidade de rodovias existentes. Quando localizadas em meia-encostas, muitas vezes estão vinculadas a ocorrências de instabilidade de modo que obras de aumento da capacidade geram grande impacto. O objetivo desta pesquisa é avaliar o aumento de capacidade de um trecho da Rodovia ERS/122, minimizando os impactos através da definição da seção-tipo com dimensões mínimas, segurança para o usuário, e utilização de um material leve como aterro a ser construído na meia encosta. O principal material avaliado para utilização como aterro são restos de pneus triturados, já encontrados no mercado atual. A avaliação desta solução de aterro em meia encosta decorre principalmente do fato de evitar desmontes de rocha que ocasionariam a interrupção do tráfego em uma importante rodovia do estado. Aliado a isso, é baixa a ocorrência de solos de boa qualidade no trecho, de modo que o aterro é geralmente realizado com materiais rochosos de ocorrência local ou materiais importados. A possibilidade de diminuir a utilização de um material nobre a ser explorado na natureza, juntamente com a utilização de materiais que ainda não possuem 100% de destinação adequada, aliada ao baixo peso específico e adequada resistência ao cisalhamento, incentivaram a realização dos estudos. Ensaios de resistência ao cisalhamento e comportamento de compressão foram realizados para avaliar os parâmetros geotécnicos, a fim de obter um modelo geomecânico. Devido aos resultados de teste satisfatórios, tem sido considerado possível o uso de tais materiais. Os parâmetros obtidos em condições de confinamento foram aceitáveis para aterros de rodovias especialmente quando as aparas de pneus foram misturadas com agregados rochosos. Seu uso como um material de aterro pode ser incentivado, a fim de reduzir o uso de rochas naturais, para obter uma utilização adequada de restos de pneus e para gerar uma maior estabilidade dos aterros com a substituição de solos com comportamento geotécnico pobre. Isto é conseguido principalmente pela diminuição do peso do aterro, pela melhoraria das condições de drenagem e pela definição de uma seção transversal geometricamente segura. / Economic growth leads to the need to increase the capacity of existing highways. When crossing natural slopes often are linked to occurrences of instability so that increased work capacity generate big impact. The objective of this research is to evaluate the increase in capacity of a highway stretch ERS / 122, minimizing impacts by setting the standard section with minimum dimensions, but safe for the user, using a lightweight material as fill. The main material evaluated for use as embankment is shredded tire debris, already found on the market. The evaluation of this embankment solution on natural slopes is mainly to avoid rock blasting which would interrupt the traffic on this important State highway. As there is few occurrences of good quality soil near the construction sites, the fills are usually built with local or imported rock materials. The ability to reduce the use of rock to be exploited from nature by the use of recycled materials combined with its low specific weight and adequate shear strength encouraged this study. Tests of shear strength and compression behavior were carried out to evaluate geotechnical parameters in order to obtain a geomechanical model. Due to satisfactory test results the use of such materials has been considered possible. The parameters obtained on confined conditions were acceptable for road fills especially when scrab tires were mixed with rock aggregates. Its use as an embankment material can be incentivatedf in order to reduce the use natural rocks, to obtain an adequate use for tire scraps and to generate a greater stability for embankments as replacement of soils with poor geotechnical behavior. This is achieved mainly by decreasing landfill weight, improving the drainage conditions and definition of geometrically safe embankment cross-section.

As características geotécnicas de um local têm grande influência no planejamento de áreas adequadas para a implantação de novos loteamentos e conjuntos habitacionais, dirigindo a expansão urbana para regiões mais favoráveis. Permitem mapear áreas de risco (instabilidade de taludes, inundação, adensamento...) ou então, a avaliação do tipo de fundação a ser utilizado em determinada obra de engenharia. Podem contribuir na seleção de locais apropriados para a exploração de depósitos minerais ou do melhor traçado para uma rodovia visando às características de suporte do subleito. A utilização de sistema de informação geo-referenciada (SIG) permite elaborar um mapa vinculado a um banco de dados. A estruturação de um banco de dados em estudos geotécnicos é de grande importância para armazenar informações e facilitar a comparação entre várias propriedades proporcionando maior compreensão dos solos. A área urbana do município de Novo Hamburgo/RS foi escolhida para este trabalho, onde se realizou o mapeamento geotécnico da região e montagem de um banco de dados de sondagens SPT. Um formulário eletrônico foi desenvolvido para facilitar o cadastro das informações constituindo um banco de dados que tem como principais campos resistência à penetração, nível do lençol freático, descrição do solo e unidade geotécnica. A metodologia empregada nesse trabalho tornou possível a geração de um mapa de estimativas das unidades geotécnicas e um modelo digital do terreno. O mapa geotécnico permitiu avaliar as aptidões e restrições em diferentes aplicações para os universos geotécnicos delimitados. O banco de dados com fotografias de perfis típicos e informações de sondagens SPT e o mapa geotécnico, tem seu acesso viabilizado por meio da tecnologia de SIG permitindo assim que o usuário faça a consulta aos dados diretamente no mapa. / The geotechinical features of a specific region have a strong influence on the adequate area’s planning to implement new building lots and residential neighborhoods, conducting the urban expansion to more favorable locations. This allow to map the risk areas (bank instability, inundation, consolidation...) or to evaluate the type of foundation that can be used for engineering constructions and can also to contribute to choose the appropriate area for the mineral deposit exploration or the best traced of a roadway, focusing the support characteristics of the road foundation. The use of geo-referenced information system (GIS) allows to develop a map linked to a database. The structure of a data base in geotechnical studies has a great importance to store information and to compare several properties providing a better understanding of the soils. Novo Hamburgo County – RS was chose to elaborate the geotechinical mapping and to build a SPT database. An electronic spreadsheet was developed to make easier to record the information, which their most important data are: penetration resistance, water fable, soil description and geotechenical units. The metothology used in this work made possible a mapping generation with the estimation of geotechinical units and a digital terrain model. The geotechinical map allow to evaluate the abilities and the restrictions in different applications on the delimitated geotechinical universes. The database with typical profiles images, standard penetration test information (SPT) and the geotechinical map, provide easy access to geotechnical information directly on the map and at the database.

A presente pesquisa teve por objetivo a análise do comportamento de diferentes combinações de liners de um determinado solo com e sem cimentação, submetidos à percolação de líquidos ácidos, com o objetivo de simular o comportamento de campo de liners de aterros especiais, que recebem resíduos à base de pirita. Tal resíduo em contato com água e oxigênio forma solução de ácido sulfúrico. Assim sendo, as pretensões deste trabalho foram a análise do comportamento compressivo de liners formados por um dado tipo de solo compactado, com e sem a adição de cimento, através do emprego de um equipamento de adensamento modificado desenvolvido especialmente para esta pesquisa. Da mesma forma, procedeu-se o estudo dos fenômenos de transporte de contaminantes por meio do liner em estudo, basicamente daqueles que comandam o transporte (difusão, advecção, sorção, retardamento da frente de contaminação e grau de afinidade entre o contaminante e o liner). Ensaios isotrópicos a altas tensões de confinamento também foram realizados a fim de se estudar a possível desestruturação dos liners quando percolados por resíduos ácidos. Os resultados obtidos destacam a desestruturação de amostras naturais do solo estudado quando percolado por rejeitos ácidos, em todas as concentrações estudadas, tanto em ensaios triaxiais isotrópicos quanto em ensaios de carregamento axial com deformações laterais nulas. Conclui-se que as águas ácidas quando percoladas por meio de um solo com presença de finos, tende a proporcionar um efeito de carreamento de partículas, aumentando conseqüentemente a porosidade, fator este que poderia proporcionar a falha operacional de um liner. / The objective of this work is to analyse the behavior of a liner formatted by different combinations of soil and cement, percolated by low pH waters under different hydraulic gradients and concentration of acid in the percolant, aiming to simulate in laboratory what would happen in the field to liners in contact with pyrite wastes, from mineral coal mining. Pyrite wastes in contact with water and oxygen result in sulphuric acid, what makes the objective of this research the study of the compressive behavior of the liner submitted to the percolation of acid waters, by means of a special column equipment developed during this research, which allows applying an axial load to the sample under flux. Also, the variation of the transport of contaminants values were investigated, basically diffusion, advection, sorption, retardation coefficient, distribution coefficient, hydrodynamic dispersion, ground water velocity and hydraulic conductivity). Triaxial Isotropic tests were carried out under high confinant pressures in order to verify the volume changes of the samples due to the low-pH contamination. The results show that liners formatted only by soil had rearrange of their structure due to acid percolations, according to both column and isotropic tests. The value of the hydrodynamic dispersion was considerated being totally dependent on the diffusion, because the hydraulic conductivity of the differente combination was low. The results also show that low-pH percolations make a rearrange of the fine particles into the sample, because after a grain size distribution test, the fine particles from the top of the samples were detected on the bottom of the sample, what increase the porosity on the top of the samples, what could lead the liner to a failure.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-05T19:15:21Z No. of bitstreams: 1 2009_CarlosEduardoVerasNeves.pdf: 9640387 bytes, checksum: f8c4288b550a2742d862906313060b37 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-03-06T01:40:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_CarlosEduardoVerasNeves.pdf: 9640387 bytes, checksum: f8c4288b550a2742d862906313060b37 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-03-06T01:40:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_CarlosEduardoVerasNeves.pdf: 9640387 bytes, checksum: f8c4288b550a2742d862906313060b37 (MD5) Previous issue date: 2009 / Assumir um meio como contínuo é a estratégia normalmente empregada em muitos problemas complexos de engenharia geotécnica, como por exemplo, construção de fundações, escavações, estruturas de contenção, túneis, problemas de estabilidade de taludes, entre outros. Porém, o solo é formado por partículas, macroporos e microporos. As características discretas do meio resultam num comportamento complexo sob condições de carregamento e descarregamento, e induzem características especiais como anisotropia, micro-fraturas ou instabilidades locais, as quais dificilmente são entendidas ou modeladas com os princípios da mecânica dos meios contínuos. Uma abordagem alternativa à mecânica dos meios contínuos trata o solo como um conjunto de partículas diretamente, enquanto as respostas macroscópicas-microscópicas sob carregamento podem ser obtidas numericamente por meio do Método dos Elementos Discretos (MED), o qual vem se tornando cada vez mais popular. No MED a segunda lei de Newton é resolvida para cada partícula e as forças de contato entre grãos são calculadas por meio de leis constitutivas específicas, permitindo uma nova forma de realizar a modelagem constitutiva do solo, já que parte-se do entendimento do comportamento mecânico dos grãos e de suas interrelações. Utilizando-se então do MED, com modelos constitutivos relativamente simples para as partículas, pode-se realizar a modelagem micromecânica e macromecânica do comportamento tensão-deformação de meios granulares, representar o seu comportamento não linear e estabelecer relações entre as suas propriedades macroscópicas e microscópicas. Além disso, é possível entender melhor a influência de alguns aspectos sobre o comportamento do solo normalmente ignorados pela abordagem tradicional, como o contato entre os grãos, formato das partículas e não homogeneidade na distribuição dos vazios do solo. Neste trabalho, o comportamento do solo é analisado por meio de um modelo numérico-computacional de ensaio biaxial, implementado no código comercial PFC2D. Foram codificadas a geometria do modelo e suas condições de contorno (tensões de confinamento, carregamentos monotônicos, carregamentos cíclicos, deslocamentos impostos, etc.). Foram realizadas análises paramétricas, com o intuito de determinar a influência das propriedades macroscópicas, microscópicas e suas interrelações, na resposta macroscópica elastoplástica não linear do material. Por fim, conclui-se que o MED é uma excelente ferramenta para realizar estudos fundamentais sobre o comportamento mecânico de meios granulares. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Assume the medium as a continuum, is the strategy usually adopted in many complex problems of geotechnical engineering, such as foundations, excavations, retaining structures, tunnels, problems of slope stability, among others. However, the soil consists of particles, macropores, micropores, pores containing fluids (like water, air etc.), and particles linked by cimentitious materials. The discrete characteristics of the medium results in a complex behavior under loading and unloading, and induce special features such as anisotropy, microfractures or local instabilities, which are hardly understood or modeled with the principles of traditional mechanics of continuum. An alternative approach to continuum mechanics treats soil as a set of particles directly, while the microscopic-macroscopic responses under loading can be obtained numerically using the Discrete Element Method (DEM), which has been becoming increasingly popular. In DEM, the Newton's second law is solved for each particle and the contact forces between grains are evaluated by specific constitutive laws, allowing a new way to perform the constitutive modeling of soil, because the understanding of its mechanical behavior starts with the grains and their interrelationships. Using the DEM, with relatively simple constitutive models for particles, the micromechanical and macromechanical modeling of stress-strain behavior of granular media can be carried out, representing its nonlinear behavior and establishing relations between its macroscopic and microscopic properties. Moreover, it can be better understood the influence of some aspects of soil behavior usually ignored by the traditional approach, as the contact between grains, particle shape and inhomogeneity in the soils void distribution. In this work, the behavior of soil is analyzed by numerical model of a biaxial test, implemented in the commercial code PFC2D. The geometry of the model and control conditions (confinement pressure, monotonic loads, cyclic loads, imposed displacements, etc.) were codified. Parametric tests were performed in order to determine the influence of macroscopic and microscopic properties, and its interrelationships in the non-linear elastoplastic material behavior. Finally it is concluded that the DEM is an excellent tool for fundamental studies on the understanding of the mechanical behavior of granular media.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / In this research we study the geomechanical behavior of municipal solid waste from the Metropolitan West Caucaia landfill (ASMOC) where tests were performed on the soil surface and on residue of an experimental cell of municipal solid waste (MSW). Laboratory tests for the soil samples characterization consisted of granulometric analyzes, density, consistency indices, compaction Energy Standard Proctor and Index Support California (ISC) and for the characterization of solid waste in situ tests were performed like composition of gravimetric, moisture and specific weight. In field, tests were developed to determine the natural moisture content, through Speedy, natural specific weight through sand flask, standard penetration test (SPT) and plate load test.To evaluate the capacity of the MSW landfill, it was also held a standard penetration test (SPT) and plate load tests on a portion of the former landfill waste inside the ASMOC. It was settled yet superficial landmarks for the settlements monitoring in the experimental cell. After analyzing the results, we evaluated the future use of the study area for instance the foundation of small buildings, subgrade small access roads or green area of playgrounds. Based on the results, it can be stated that it is possible to use the MSW disposal area as support from foundations of small buildings, subgrade small access roads and green area of playgrounds, since biodegradation processes have been terminated, drainage systems of gas and leachate are rightly designed and that the soil surface is properly compacted. / Na presente pesquisa estuda-se o comportamento geomecÃnico dos resÃduos sÃlidos urbanos provenientes do Aterro SanitÃrio Metropolitano Oeste de Caucaia (ASMOC), onde foram realizados ensaios no solo de cobertura e no resÃduo, de uma cÃlula experimental de resÃduos sÃlidos urbanos (RSU). Os ensaios de laboratÃrio para caracterizaÃÃo das amostras de solo constou de anÃlises granulometrica, massa especÃfica, Ãndices de consistÃncia, compactaÃÃo na Energia de Proctor Normal e Ãndice de Suporte CalifÃrnia (ISC) e para a caracterizaÃÃo dos resÃduos sÃlidos in situ foram realizados ensaios de composiÃÃo de gravimÃtrica, umidade e peso especÃfico. Em campo, foram desenvolvidos ensaios para determinaÃÃo do teor de umidade natural, por meio do Speedy, do peso especÃfico natural, atravÃs do frasco de areia, sondagens à percussÃo (SPT) e provas de carga direta. Para a avaliaÃÃo da capacidade de carga do aterro de RSU realizou-se ainda uma sondagem à percussÃo (SPT) e provas de carga direta em uma porÃÃo do aterro de resÃduo antigo no interior do ASMOC. Instalaram-se ainda marcos superficiais para o monitoramento dos recalques na cÃlula experimental. ApÃs a anÃlise dos resultados avaliou-se o uso futuro da Ãrea em estudo como: fundaÃÃo de pequenas edificaÃÃes, subleito de pequenas vias de acesso e como Ãrea verde de parques recreativos. Com base nos resultados pode-se afirmar que à possÃvel o uso da Ãrea de disposiÃÃo de RSU como suporte de fundaÃÃes de pequenas edificaÃÃes, subleito de pequenas vias de acesso e Ãrea verde de parques recreativos, desde que os processos de biodegradaÃÃo tenham sido cessados, os sistemas de drenagem de gases e de chorume estejam devidamente dimensionados e que o solo de cobertura esteja adequadamente compactado.

A extração e processamento de minério resultam na geração de elevadas quantidades de resíduos, cuja disposição gera impacto e risco ambiental. O lançamento direto em reservatórios contidos por diques consiste na forma mais comum de disposição dos resíduos de mineração em superfície. Estes diques podem ser construídos por alteamentos sucessivos a montante (upstream), prática desaconselhada em alguns países. Apesar de se tratar de um processo de baixo custo, o tipo de aterro a montante é uma operação de risco, pois a montante as barragens são sensíveis à liquefação e também porque a estabilidade das barragens pode ser ameaçada pelo excesso de poro pressão gerado dentro do depósito durante a construção. Para atender às exigências de projetos de áreas de disposição de resíduos é, portanto, fundamental entender o comportamento destes materiais. Resíduos exibem considerável variabilidade em suas características físicas, químicas e mineralógicas, que conferem um comportamento distinto dos geomateriais usualmente encontrados em depósitos naturais. Entre os diferentes resíduos destacam-se ouro e bauxita cuja prática de exploração no Brasil é revestida de considerável interesse econômico e ambiental. Nesta tese estes materiais são analisados a partir de uma extensa campanha de investigação geotécnica baseada em um programa de ensaios de laboratório destinados à caracterização destes resíduos e à definição de parâmetros constitutivos. Para fins comparativos são realizados ensaios com um material siltoso, porém inerte. A condutividade hidraúlica e compressibilidade dos resíduos foram obtidas através de ensaios oedométricos executados com estágios de carga e gradientes hidráulicos constantes. Ensaios triaxiais foram realizados com altos níveis de tensões de confinamento e distintas trajetórias de tensões, para a definição da linha do estado crítico e a identificação do comportamento destes materiais através de ensaios com Bender Elements. A análise dos resultados obtidos permitiu comparações entre a linha de consolidação oedométrica (LCO), a linha de consolidação isotrópica (LCI) e a linha do estado crítico (LEC) que definiram a resposta de liquefação estática do material. No espaço e - log (p´) o aparecimento de um comportamento instável alterou significativamente a inclinação da LEC com relação a LCI e a LCO. A mesma mudança de inclinação é observada tanto no parâmetro de estado como no módulo cisalhante do solo quando plotados contra a tensão efetiva média. Com base nessas evidências, é defendido que o LEC de resíduos de mineração é altamente não-linear, e servem como indicativo de três respostas distintas do solo: uma resposta estável quando LCO, LCI e a LEC exibem paralelismo, um comportamento meta-estável em baixas tensões de confinamento levando à liquefação e quebra de grãos para altas tensões de confinamento da amostra. O avanço nas pesquisas relativas à disposição de resíduos provenientes de indústrias de mineração com o conhecimento dos fenômenos que se processa, poderá evitar a ocorrência de ruptura de barragens, que teria como conseqüência desastres ambientais de grande impacto. / Production and deposition of mining tailings is a problem confronting geotechnical engineers given the dimension of tailings deposits and environmental risks. The direct launching of tailings in reservoirs contained by dikes consists in a common type of waste disposal. These dikes can be constructed by successive upstream embankments, a relatively simple and economical process adopted in some countries. Although it is a low cost process, the upstream embankment is an operation of great risk, especially because tailings are susceptible to liquefaction and also because the stability of the dams can be threatened by excess of pore pressures generated inside the deposit during construction. To meet design requirements of disposal of residues it is therefore essential to understand the behavior of these materials. Tailings show a considerable variability in their physical, chemical and mineral characteristics that confer a distinct behavior to the geo-materials usually found in natural deposits. The present work gives emphasis to gold and bauxite tailings that encompass substantial economic and environmental interest in Brazil. In the thesis, an extensive laboratory geotechnical investigation program is carried out in an attempt to characterize these residues and to establish design constituent parameters. For comparative purposes an inert silty material is also tested. Compressibility and hydraulic conductivity were measured in oedometer tests performed at constant load and constant hydraulic gradient tests. Triaxial tests were carried out at high stress levels and different stress paths in order to establish the position and shape of the critical state line. In addition measured with Bender Elements are evaluated. The results between the oedometer consolidation (OCL), isotropic consolidation (ICL) and critical sate (CSL) lines allowed the static liquefaction response to be directly assessed. In a e-log (p’) space, the onset of a meta-stable behaviour significantly changes the slope of the CSL relative to both ICL and OCL. The same change in slope is observed on both the state parameter and the small strain shear modulus measured by bender elements when plotted against mean stress. Based on these evidences it is advocated that the CSL of the tailing is highly non-linear in nature, which lead to three distinct soil responses: a stable response when OCL, ICL and CSL exhibit similar slopes, a meta-stable beahaviour at lower stress leading to liquefaction and a crushable response for higher mean stresses. Advanced research on tailings from mining industries with due recognition of the phenomena of liquefaction may prevent dam failure, and consequently may prevent major environmental disasters.

Este trabalho apresenta o estudo de um colúvio localizado na rodovia RS-115 entre o km 23+300 e o km 23+600 no município de Três Coroas, RS. Esse colúvio consiste de um depósito de encosta, formado por pacotes de materiais pouco coesos, originários da alteração de dois tipos distintos de litologias: rochas vulcânicas da Formação Serra Geral e os arenitos da Formação Botucatu, que também constituem seu substrato. O objetivo principal desta pesquisa é a definição da geometria do movimento, da poropressão existente em diversas profundidades e dos parâmetros de resistência dos materiais do colúvio para o entendimento dos movimentos verificados. Para isso foram realizadas (a) leituras de inclinômetros para a caracterização da profundidade dos movimentos, (b) uma campanha complementar de investigação geotécnica com cinco sondagens mistas para reconhecimento, (c) a instalação de piezômetros nas perfurações realizadas, (d) coleta de amostras dos materiais do colúvio e (e) ensaios de laboratório nas amostras de solo. Durante a campanha de investigação complementar foi constatada a existência de uma camada argilosa bastante plástica localizada junto à base do colúvio, no contato deste com o substrato, coincidente com a zona onde foram observados os maiores deslocamentos horizontais. A amostra obtida desta camada foi submetida a um ensaio ring shear para determinação do ângulo de resistência residual, tendo como resultado o valor de 10,5º. Análises de microscopia eletrônica e de difração por raios-X do material ensaiado mostraram a presença do argilomineral montmorilonita, responsável pelo aspecto e comportamento de alta plasticidade e baixa resistência residual. Os dados de piezometria obtidos indicaram que os níveis freáticos verificados na massa coluvionar são regidos por aquíferos regionais que afloram junto ao pé dos derrames basálticos situados a montante da encosta, tendo as precipitações locais apenas um papel coadjuvante na definição desses níveis. Com os resultados obtidos foram realizadas retroanálises utilizando o software Slope/W e foi elaborada uma proposta de estabilização do colúvio através da implantação de um sistema de drenagem profunda. / This work presents a study of a colluvium deposit located at the RS-115 highway between km 23 +300 and km 23 +600 in Três Coroas, RS. The colluvial deposit is formed by low cohesive materials originated by the wheathering of two lithologies: volcanic rocks of the Serra Geral Formation and sandstones of the Botucatu Formation, which also constitute its substrate. The main objectives of this research are to define the geometry of the landslide, the porepressure acting at various depths and shear strength parameters of the materials in order to understand the observed movements. For that, the following actions were taken (a) inclinometer readings to characterize the movement depth, (b) an additional campaign of geotechnical investigation with five boreholes, (c) the installation of piezometers in the boreholes, (d) collection of soils samples and (e) laboratory tests on the samples. During the investigation campaign it was found the existence of a very plastic clay layer in the contact with the substrate at the base of the colluvium and coincident with the zone where the largest horizontal displacements were observed. A sample of this layer was subjected to a ring shear test to determine the residual angle of friction, resulting in the value of 10.5 degrees. Scanning electron microscopy and X-ray diffraction of the material tested showed the presence of montmorillonite clay, responsible for the soil aspect and behavior of high plasticity and low residual strength. The piezometric data obtained indicated that the groundwater levels observed in the mass colluvium are governed by regional aquifers that outcrop underneath the basalt flows which are just upstream of the slope, and the local rainfall has only a small role in these levels. Back-analysis of the slide were carried out with these results using the software Slope/W and a proposal was made to stabilize the colluvium through the implementation of a deep drainage system.

O presente trabalho detalha o conceito de Projeto Interativo aplicado à obra de ampliação dos Molhes da Barra do Rio Grande-RS, uma das maiores obras de infraestrutura portuária do Brasil, a qual se desenvolve em substrato argiloso de baixa capacidade de suporte e elevada compressibilidade, com espessura média de 10m. A obra de ampliação dos molhes e sua estratigrafia são detalhados após a revisão de critérios de alerta aplicados à aterros sobre solos moles. Posteriormente com o intuito de aferir modelos, fez-se uma análise da sensibilidade dos parâmetros de projeto, através da aplicação dos conceitos de segurança segundo o Método dos Volumes Deslocados, a qual definiu que a relação de volumes deslocados (dVv/dVh - razão de volume vertical deslocado, dVv, por volume horizontal deslocado, dVh) é suscetível às condições de drenagem, aos parâmetros de resistência e compressibilidade do solo de fundação, da geometria da área carregada e dos locais onde as leituras são realizadas. A dependência das leituras a este conjunto de fatores reforça a necessidade de análises numéricas específicas para definição de níveis de alerta. A análise paramétrica observou também que a aferição de parâmetros deve ser feita distintamente entre parâmetros de resistência e compressibilidade. De posse destas observações foram aferidos os parâmetros de projeto. Sequencialmente fez-se a reavaliação das seções de simulação numérica através de uma retroanálise quando do alteamento dos molhes à cota +2m. Observou-se que as simulações conseguiram capturar o comportamento em campo, em termos de deslocamentos horizontais e verticais, distorções e poro pressão. Este procedimento foi repetido até a fase de fechamento dos molhes, retroanalisando-se etapas anteriores de construção para refinar a estimativa das etapas subsequentes, garantindo-se as condições de segurança da obra. Com base neste estudo apresenta-se uma discussão quanto à postulação de critérios de segurança em obras geotécnicas, observando que estes devem ser abrangentes, de acordo com as características da obra, definindo deformações máximas e controle de taxas de deformação e, em particular, a taxa de distorção que cresce linearmente próximo à ruptura e diminui quando do aumento da estabilidade durante o período de adensamento. / The concept of Interactive Design applied to a marine breakwater in Rio Grande-RS, southern Brazil, is described in the present paper. Besides a literature review concerning constructions control methods applied in soft soil embankments, the characteristics of the site and construction work are presented and, the stratigraphy is detailed, which is characterized by a soft foundation substrate of low capacity and high compressibility, with a thickness about 10m. Based on the need to postulate security levels in geotechnical projects, according the soft layer that support the current construction, the first steep was to perform a parametric evaluation of the breakwater using the Displaced Volume Method, a field stability control for embankments on soft soil. This parametric analyses shows that dVv/dVh (ratio of vertical volume displaced, dVv, per horizontal volume displaced, dVh) is a function of drainage conditions, strength and compressibility parameters, loaded area geometry, and location of measured points. The analysis is shown to be particularly sensitive to friction angle and compressibility .Given the sensitivity of the security analysis to several different parameters and geometrical conditions, it has been stressed that specific numerical analysis should be performed for every geotechnical problem. Using these observations, soil foundation parameters, obtained in the breakwater region, were checked, and recalibrated. After that, some back analysis to verify the models was made in all instrumentation sections. It was observed that the simulations were able to capture the measured behavior of horizontal and vertical displacements, distortions, and pore pressures. The analysis was repeated for different construction phases, so that a back-analysis of a previous stage could refine the predictions of the following stage. Finally, a field control is presented according to acceptable ranges of displacements, distortion and specially distortions rates, which increases linearly near the failure and decreases when increasing stability due to consolidation effects.

A presente pesquisa teve por objetivo a análise do comportamento de diferentes combinações de liners de um determinado solo com e sem cimentação, submetidos à percolação de líquidos ácidos, com o objetivo de simular o comportamento de campo de liners de aterros especiais, que recebem resíduos à base de pirita. Tal resíduo em contato com água e oxigênio forma solução de ácido sulfúrico. Assim sendo, as pretensões deste trabalho foram a análise do comportamento compressivo de liners formados por um dado tipo de solo compactado, com e sem a adição de cimento, através do emprego de um equipamento de adensamento modificado desenvolvido especialmente para esta pesquisa. Da mesma forma, procedeu-se o estudo dos fenômenos de transporte de contaminantes por meio do liner em estudo, basicamente daqueles que comandam o transporte (difusão, advecção, sorção, retardamento da frente de contaminação e grau de afinidade entre o contaminante e o liner). Ensaios isotrópicos a altas tensões de confinamento também foram realizados a fim de se estudar a possível desestruturação dos liners quando percolados por resíduos ácidos. Os resultados obtidos destacam a desestruturação de amostras naturais do solo estudado quando percolado por rejeitos ácidos, em todas as concentrações estudadas, tanto em ensaios triaxiais isotrópicos quanto em ensaios de carregamento axial com deformações laterais nulas. Conclui-se que as águas ácidas quando percoladas por meio de um solo com presença de finos, tende a proporcionar um efeito de carreamento de partículas, aumentando conseqüentemente a porosidade, fator este que poderia proporcionar a falha operacional de um liner. / The objective of this work is to analyse the behavior of a liner formatted by different combinations of soil and cement, percolated by low pH waters under different hydraulic gradients and concentration of acid in the percolant, aiming to simulate in laboratory what would happen in the field to liners in contact with pyrite wastes, from mineral coal mining. Pyrite wastes in contact with water and oxygen result in sulphuric acid, what makes the objective of this research the study of the compressive behavior of the liner submitted to the percolation of acid waters, by means of a special column equipment developed during this research, which allows applying an axial load to the sample under flux. Also, the variation of the transport of contaminants values were investigated, basically diffusion, advection, sorption, retardation coefficient, distribution coefficient, hydrodynamic dispersion, ground water velocity and hydraulic conductivity). Triaxial Isotropic tests were carried out under high confinant pressures in order to verify the volume changes of the samples due to the low-pH contamination. The results show that liners formatted only by soil had rearrange of their structure due to acid percolations, according to both column and isotropic tests. The value of the hydrodynamic dispersion was considerated being totally dependent on the diffusion, because the hydraulic conductivity of the differente combination was low. The results also show that low-pH percolations make a rearrange of the fine particles into the sample, because after a grain size distribution test, the fine particles from the top of the samples were detected on the bottom of the sample, what increase the porosity on the top of the samples, what could lead the liner to a failure.