Na engenharia em geral existem técnicas consagradas de construção e materiais com comportamentos exaustivamente estudados para um melhor aproveitamento de suas características a favor do engenheiro. Pode-se dizer que uma construção está cada vez mais integrada com o meio ambiente, tanto na economia de materiais quanto no reaproveitamento dos mesmos. O uso mais racional dos materiais também é uma importante alternativa para minimizar custos em uma obra, tais como transporte, escolha do material mais adequado a ser utilizado, tanto por suas características quanto por sua disponibilidade de uso. Já foram realizadas e ainda hoje têm sido realizadas inúmeras pesquisas sobre solos artificialmente cimentados na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, visando seu emprego como camada de suporte para fundações superficiais, no encapsulamento de solos contaminados e como barreiras de contenção de contaminação. Analisando as características mecânicas de areia fina artificialmente cimentada, o objetivo desta pesquisa é verificar a validade do uso do fator vazios/cimento na estimativa da resistência à compressão simples, rigidez inicial, resistência à compressão triaxial em condições drenadas com medidas de G0, comportamento tensão-dilatância e comportamento tensão-deformação da areia de Osório. Para tanto foi verificado que o fator vazios/cimento mostrou-se ser um parâmetro muito eficaz e confiável no que diz respeito à previsão de comportamento do material para dosagem de solo-cimento, em projetos geotécnicos que utilizem a areia de Osório. / In traditional engineering, there are special construction techniques and exhausted studies in materials behavior, for a better employment of it due to the characteristics by the engineer. Today, constructions are increasingly integrated in the environment, both in the economy as in the reuse of materials from them. The more rational use of materials is also important alternative to minimize costs in a work such as transportation, choice of the most appropriate material to be used, either by their characteristics, or their availability for use. Many researches have been made until today on artificially cemented soils in the Federal University of Rio Grande do Sul, targeting their employment as layer of support for foundations surface in the encapsulation of contaminated soil and barriers of contamination containment. Analyzing the mechanical characteristics of fine artificially cemented sand, the objective of this research is to verify the validity of the use of the void/cement ratio in the estimation of the unconfined compressive strength, initial stiffness, triaxial compressive strength in drained conditions with measures of shear modulus (G0), stress-dilatancy behavior and stress-strain behavior of the Osório sand. Thus was verified that the void/cement ratio has proven to be a very effective and reliable parameter regarding prediction of material behavior for soil-cement, dosage in geotechnical projects that use the sand of Osório.

A engenharia geotécnica brasileira é fortemente dependente dos resultados do ensaio SPT, sendo de fundamental importância aprimorar os métodos de investigação e elaboração de projetos nesta área. Embora bastante utilizado, o ensaio tem sido objeto freqüente de críticas, abrangendo tanto aspectos relacionados à dispersão de resultados, quanto à dependência do operador e diversidade de equipamentos e procedimentos. Devido a estas limitações, estudos de medição de energia têm sido desenvolvidos visando a padronização do ensaio, sendo inúmeras as contribuições nesta área. Para validar abordagens baseadas em conceitos de energia e dinâmica foram projetados, construídos e testados equipamentos de penetração dentro dos princípios de escala e similaridade com o objetivo de avaliar as semelhanças geométricas envolvidas no processo de cravação dinâmico. Os equipamentos foram projetados de acordo com uma análise dimensional, que objetiva estabelecer condições de semelhança física entre os ensaios considerando-se relações entre as áreas transversais dos amostradores correspondentes a 0,5, 1,5 e 2,0 vezes a área do amostrador padrão. A engenharia geotécnica brasileira é fortemente dependente dos resultados do ensaio SPT, sendo de fundamental importância aprimorar os métodos de investigação e elaboração de projetos nesta área. Embora bastante utilizado, o ensaio tem sido objeto freqüente de críticas, abrangendo tanto aspectos relacionados à dispersão de resultados, quanto à dependência do operador e diversidade de equipamentos e procedimentos. Devido a estas limitações, estudos de medição de energia têm sido desenvolvidos visando a padronização do ensaio, sendo inúmeras as contribuições nesta área. Para validar abordagens baseadas em conceitos de energia e dinâmica foram projetados, construídos e testados equipamentos de penetração dentro dos princípios de escala e similaridade com o objetivo de avaliar as semelhanças geométricas envolvidas no processo de cravação dinâmico. Os equipamentos foram projetados de acordo com uma análise dimensional, que objetiva estabelecer condições de semelhança física entre os ensaios considerando-se relações entre as áreas transversais dos amostradores correspondentes a 0,5, 1,5 e 2,0 vezes a área do amostrador padrão. / The Brazilian geotechnical practice is heavily dependent on SPT tests and for this reason it is fundamental the improvements of interpretation method throughout systematic research in this area. Although widely used, the test has been the object of frequent criticism, due to aspects related to scatter in test data, dependence of the operator and diversity of equipment and procedures. Because of these limitations, studies of measured energy have been developed to standardize the test are of ultimate importance and so are the methods of interpretation based on energy. To validate approaches based on the concepts of energy and dynamic, an equipment was constructed and tested following the principles of scale and similarity in an attempt of evaluating the geometrical similarities involved in the dynamic driving process. The equipment has been designed according to a dimensional analysis, which aims to establish conditions of physical similarity between the tests considered to be 0.5, 1.5 and 2.0 times the area of the standard sampler. The use of a numerical program developed by Lobo et al (2007) allowed numerical simulations to be carried out in order to predict the sampler penetration ρ, as well as the energy and dynamic force produced during penetration. Through experimental analysis performed, it was possible to test the different geometries, using open and closed samplers, and two different lifting mechanisms for lifting the hammer, using steel wire and sisal rope. Despite the scatter, the various equipments and procedures produce similar when the principles of scale and similarity have been considered. Scatter is attributed to soil heterogeneity, efficiency and other factors inherent to dynamic penetration testing. From the experimental program, it has been concluded that concepts of similarity applied to dynamic tests have great potential in the interpretation of SPT data, which opens up new alternatives to the empirical methods currently adopted in practice.

Na engenharia geotécnica o principal material utilizado, o solo, é complexo e muito variável, sendo que nem sempre satisfaz as necessidades da obra a ser realizada. Com a constante busca de soluções que proporcionem melhoria no solo, redução de custos e preservação dos recursos naturais, o aproveitamento de resíduos vem se destacando, como é o caso da utilização da cinza volante na estabilização de solos com cal. Contudo, ainda não existem metodologias de dosagem dessas misturas baseadas em critérios mais racionais, como a relação água/cimento para o concreto. Assim, esta pesquisa tem como objetivo quantificar a influência das variáveis de interesse quantidade de cal, quantidade de cinza volante, porosidade e do tempo de cura sobre a resistência de um solo estabilizado com cal e cinza volante, verificando a adequação do uso da relação vazios/cal na estimativa da resistência à compressão simples destas misturas. Para isso foram realizados ensaios de compressão simples e medidas de sucção matricial. Os resultados demonstram que o aumento da quantidade de cal e cinza volante, do peso específico aparente seco e do tempo de cura provoca o aumento da sua resistência à compressão simples. Sendo que, a resistência à compressão simples cresce linearmente com o aumento da quantidade de cal e exponencialmente com a redução da sua porosidade. Assim, verifica-se que, a relação vazios/cal, definida pela razão entre a porosidade da mistura compactada e o teor volumétrico de cal, ajustado por um expoente, demonstra ser um parâmetro adequado na estimativa da resistência à compressão simples das misturas estudadas. Além disso, a existência de relações únicas e distintas no controle da resistência à compressão simples do solo estudado em função da porosidade, do teor volumétrico de cal e da quantidade de cinza volante para 28, 60 e 90 dias de cura mostrou-se muito eficiente para relações de dosagem. Contudo, a análise estatística dos dados obtidos em um experimento é de extrema importância. Uma metodologia utilizada para analisar estes dados é a metodologia de Projeto de Experimentos, que é apoiada fortemente em conceitos estatísticos, destinada a otimizar o planejamento, a execução e análise de um experimento. Assim, a análise a ser realizada neste experimento baseia-se em um projeto fatorial completo que investiga todas as combinações de níveis dos fatores controláveis quantidade de cal, quantidade de cinza volante, porosidade e tempo de cura. Os resultados demonstram, a partir da análise da variância, que todos os fatores controláveis escolhidos no experimento são significativos, bem como todas as interações entre eles. A metodologia de Projeto de Experimentos mostrou-se eficiente na determinação de quais fatores intervenientes são importantes para o fenômeno em estudo. / The main material used in the geotechnical engineering, the soil, is complex and highly variable, and does not always meet the needs of the work to be performed. With the constant search for solutions that provide soil improvement, costs reduction and natural resources preservation, the waste recovery has been increasing, such as the use of fly ash in the soils stabilization with lime. However, there are still no dosage methods of these mixtures based on more rational criteria such as the water/cement ratio for the concrete. Thus, this research aims to quantify the influence of variables of interest lime amount, the fly ash quantity, porosity and curing time on the strength of soil stabilized with lime and fly ash, verifying the adaptation of the use of the voids/lime ratio in the estimation of unconfined compression strength of these mixtures. Unconfined compression strength tests and measurement of matric suction were carried out in present work. The results show that increasing lime and/or fly ash amount, dry unit weight and curing time has as consequence the increase of unconfined compression strength. Unconfined compression strength increases linearly with the increase of lime amount and exponentially with the reduction of its porosity. The voids/lime ratio, defined as the ratio of the compacted mixture porosity and the lime volumetric content, adjusted by an exponent, proves to be an appropriate parameter to estimate the unconfined compression strength of the soil-ash-lime studied. Furthermore, the existence of unique and distinct relationships in the control of unconfined compression strength of the soil studied as a function of porosity, lime volumetric content and fly ash quantity for 28, 60 and 90 days of curing was very efficient for dosage relationships. However, the statistical analysis of data from an experiment is utmost importance. A methodology to analyze these data is the methodology of Design of Experiments, which is strongly supported by statistical concepts, designed to optimize the planning, the implementation and analysis of an experiment. The analysis to be performed in this experiment is based on a complete factorial design to investigate all combinations of levels of controllable factors lime amount, fly ash quantity, porosity, and time curing. The results show, from the analysis of variance, that all controllable factors chosen in the experiment and all interactions between them are significant. The methodology of Design of Experiments was efficient in determining which involved factors are important for the phenomenon under study.

A contaminação do solo com resíduos tóxicos tornou-se um dos maiores problemas ambientais. Na maioria das vezes, as condições do local incluem a contaminação da água subterrânea. Neste contexto, os metais pesados têm sido motivo de preocupação, destacando-se o cromo hexavalente como poluente de elevada toxicidade e mobilidade. Quando um problema de contaminação no solo é identificado, ações de remediação devem ser aplicadas. Dentre as tecnologias existentes, uma das mais promissoras é o uso de barreiras reativas permeáveis. A barreira é construída com materiais reativos de forma a interceptar a pluma contaminada, atenuando a concentração do contaminante a níveis aceitáveis ou controláveis. É possível converter resíduos agrícolas em carvões ativados, material adsorvente resultante de processo pirolítico. Esses carvões podem apresentar desempenhos diferenciados em aplicações específicas. A presente tese tem como objetivo geral avaliar a aplicação de carvões ativados, oriundos da pirólise de casca de arroz, em barreiras reativas permeáveis. Os objetivos específicos consistem em estudar o desenvolvimento de carvões quimicamente ativados e investigar, por meio de ensaios de laboratório, sua aplicação na remoção de cromo hexavalente de meios aquosos e de meios porosos saturados. Para a preparação dos carvões ativados, foi desenvolvida uma unidade pirolítica rápida a vácuo com características escaláveis e com ênfase no controle e registro das variáveis do processo. Foram preparados carvões por ativação química com K2CO3 e KOH e determinadas suas características físico-químicas, texturais e análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura. Ensaios de batelada e um ensaio de coluna com soluções de cromo foram realizados para avaliação da atenuação do contaminante. Os carvões ativados apresentaram baixa densidade aparente, similares valores de pH e de condutividade elétrica e elevado conteúdo de cinzas quando comparados com carvões de outras biomassas. A ativação química com reagentes alcalinos, associada às condições pirolíticas, resultou em superfícies menos ácidas, característica favorável para adsorção de Cr(VI). Resultaram em adsorventes mesoporosos, característica necessária para a adsorção de íons de elevado peso molecular; exibiram baixas áreas superficiais e similaridade morfológica entre si com a predominância da estrutura de sílica. Embora os carvões tenham apresentado baixas áreas superficiais, a adsorção teve a predominância da influência do diâmetro médio dos poros, seguido da área de mesoporos e da carga superficial negativa, indicando o potencial de aplicação dos carvões na remoção de Cr(VI). O ensaio de coluna possibilitou demonstrar o emprego do carvão ativado de casca de arroz em barreiras reativas, indicando suas limitações em pHs próximo à neutralidade e candidatando-o a situações de tratamento em série ou seqüenciais. Os trabalhos realizados estabeleceram base segura para o desenvolvimento de equipamento adequado para a pirólise e domínio do processo de manufatura do carvão ativado. A análise conjunta dos resultados sugere que as condições do processo pirolítico a vácuo adotado, juntamente com a ativação química com baixas concentrações de reagente ativantes, configuram uma rota atrativa para a elaboração de material poroso a partir de casca de arroz, com potencial aplicação na remoção de Cr(VI) em barreiras reativas permeáveis. / Soil contamination with toxic waste has become one of the biggest environmental problems. Site conditions often include groundwater contamination. In this context, heavy metals have been a matter of concern with chromium hexavalent recognized as pollutant of high toxicity and mobility. When a problem of soil contamination is identified, remediation tasks must be applied. Amongst the new technologies, the use of permeable reactive barriers is one of the most promising. This barrier is constructed with reactive materials in order to intercept the contaminated plume, attenuating the contaminant concentration to acceptable or controllable levels. It is possible to convert agricultural waste into activated carbon, an adsorbent material resulting from the pyrolytic process. This carbon can perform differently face to environmental applications. The present thesis has as a major objective to evaluate the application of activated carbons, derived from rice husk pyrolysis, in permeable reactive barriers, with emphasis on the remediation of contaminated soil with heavy metals. The specific objectives consist of studying the development of activated carbon from chemical activation and also investigating, through laboratory tests, its application in chromium removal from watery and saturated porous media. With the purpose of preparing activated carbons, a fast pyrolytic unit of rice husk was developed, with characteristics that can be scaled up and with emphasis on the control and register of process variables. Chemical activated carbons using K2CO3 and KOH have been prepared in different activation conditions and determined their physico-chemical and textural parameters. The morphological analysis was performed by scanning electron microscopy. Batch tests and a column test with solutions of chromium were performed to evaluate the attenuation of the contaminant. The activated carbons showed a low apparent density, similar values of pH and electrical conductivity and high ash content compared to carbons from other biomass. The chemical activation with alkaline reagents, associated with pyrolytic conditions, resulted in less acidic surface, characteristic favorable for Cr(VI) adsorption. The adsorbent manufactured results in mesoporous carbons, a characteristic necessary for the adsorption of ions of high molecular weight, exhibited low surface areas and morphological similarities between them, with the predominance of the structure of silica. Despite the carbons have shown low surfaces areas, the adsorption showed the predominant influence of the average pore diameter, followed by the mesopores area and surface negative charge, indicating the potential application of these carbons in Cr(VI) removal. The column test has demonstrated the use of activated carbon from rice husk in reactive barriers, showing its limitations in pHs close to neutrality and pointing it to cases of serial or sequential processing. The work carried out established safe basis for the development of suitable equipment for the pyrolysis and for the domain of the manufacturing process of activated carbon. The analysis of the results suggests that the conditions of the adopted vacuum pyrolytic process, jointly with the chemical activation with low concentrations of activate reagent, constitute an attractive route for the preparation of porous material from rice husk, with potential application in removing Cr (VI) in permeable reactive barriers.

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.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-22T19:03:06Z No. of bitstreams: 1 000127262.pdf: 2308851 bytes, checksum: c26207a6208da5ed93d566773dcf7c5b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-22T19:03:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000127262.pdf: 2308851 bytes, checksum: c26207a6208da5ed93d566773dcf7c5b (MD5) Previous issue date: 1971-12 / A teoria do adensamento dos solos é revista, dando-se destaque aos trabalhos sobre Adensamento Radial. Justifica-se e desenvolve-se a programação automática em linguagem FORTRAN para calculo das curvas de Porcentagem de Adensamento Radial ''versus'' Fator Tempo para qualquer relação de diâmetros (circulo de influência / dreno). Analisa-se a influência da precisão adotada no calculo das raízes e influência do número destas. Apresentam-se os diagramas de blocos e as listagens do programa. Em Apêndice estão exemplos de aplicação do programa para diferentes relações n de diâmetros, e a indicação de como estender o programa a fim de a tender à determinação da poro-pressão (e grau de adensamento) em qualquer ponto e instante. Descreve a verificação experimental, a título ilustrativo, da aplicação do programa de computação a ensaios de adensamento radial centrípeto (dreno central de areia com mica), realizados pelo Autor no Labora tório de Mecânica dos Solos da COPPE-UFRJ. Este ensaio visa à determinação do coeficiente de permeabilidade horizontal do solo argiloso, dado este essencial do projeto de drenos verticais de areia, executados para acelerar o adensamento de solos argilosos. / A review of consolidation theory of soils specially radial drainage consolidation, pointing out original works by Brazilian Engineers. With the automatic programming in FORTRAN language to calculate degree of radial consolidation against Time Factor for any diameter ratio (circle of influence/drain well). The adopted precision is analized regarding the calculation and the number of roots. Block diagrams and listing are presented. The appendix contains examples of application of developed program for different diameter ratios n. Also shown how to extend the program in order to determine pore-water pressure (and degree of consolidation) for any point and time. Describs the experimental study per-formed at the Soil Mechanics Laboratory of COPPE-UFRJ by the Author. It was intended only to illustrate the application of the computer program to tests of radial consolidation (cen-tripetal drainage towards a vertical drain of sand and mica). This test aims at the determination of the coefficient of horizontal permeability of clayey soils, which is important for designing sand vertical drains to accelerate consolidation of such soils.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-23T13:12:43Z No. of bitstreams: 1 127156.pdf: 1982795 bytes, checksum: 61427189e4a147d4198c8d4f98f6726d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T13:12:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 127156.pdf: 1982795 bytes, checksum: 61427189e4a147d4198c8d4f98f6726d (MD5) Previous issue date: 1971-07 / Estuda, em laboratório, a adequação do ácido fosfórico à estabilização de um solo laterítico fino. O solo estudado foi uma "terra roxa legítima", oriunda da Cidade de Campinas, Estado de São Paulo. Este é um solo laterítico, proveniente da alteração de diabásio, contendo 20% de Fe2 O3 livre, tendo 100% passado na peneira número 20 (0,84 mm) e 74,1% na número 200 (0,076 mm). Utilizando-se o ensaio de compressão simples, principalmente, investigaram-se as variáveis seguintes: I- Percentagem de ácido fosfórico (em relação ao peso do solo seco); II- Quantidade de solução empregada na compactação; III- Tempo de cura; IV- Energia de compactação; V- Temperatura de cura. Além das investigações acima citadas, que constituem o objeto principal do trabalho, realizaram-se também dois pequenos estudos: a) determinação da resistência à tração pelo método da compressão diametral; b) determinação da resistência à compressão simples de corpos de prova de solo tratado pelo cimento Portland, para comparação com um aditivo estabilizador comum. Os resultados mostram que o solo em questão, que era inadequado para uso como camada de um pavimento, após o tratamento com ácido fosfórico poderá vir a ter esta utilização. / A laboratory research work was performed in order do verify the possibilities of stabilizing a fine lateritic soil with phosphoric acid. A sample of "terra roxa legítima" from Campinas, São Paulo, was studied. This is a lateritic soil resulting from the weathering of a diabase, and presenting 20% of free Fe2 O3; it has 100% passing no. 20 sieve and 74.1% passing no. 200 sieve. The experimental work was carried out mainly through unconfined compression tests in order to observe the influence on strength of the following variables. I- Percentage of phosphoric acid (on a dry soil weight basis); II- Amount of solution used in compacting the soil; III- Curing time; IV- Compaction energy; V- Curing temperature. A few other secondary studies were also performed: a) tensile strength from diameter compression tests; b) unconfined compression tests of soil treated with Portland cement, to compare with a common stabilizing agent. According to the results obtained, the soil that was inadequate to be used in a pavement layer, became strong enough for that purpose when treated with phosphoric acid.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-06-26T17:45:14Z No. of bitstreams: 1 134824.pdf: 2835721 bytes, checksum: 66611c7cdb817bf66575c485f8efb40d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-26T17:45:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 134824.pdf: 2835721 bytes, checksum: 66611c7cdb817bf66575c485f8efb40d (MD5) Previous issue date: 1972-12 / Introdutoriamente fazemos uma rápida descrição das hipóteses apresentadas por diversos autores sobre a origem e formação da planície do Recife. Apresentamos os problemas mais comuns de fundações sobre argila mole em nossa região. Da literatura consultada, procuramos apresentar os assuntos mais interessantes em ligação com o nosso trabalho, onde destacamos principalmente a influência da matéria orgânica e a identificação mineralógica por difração por Raio X e Análise Termo-Diferencial das argilas da planície recifense, assim estudadas pela primeira vez entre nós. O trabalho visa o estudo da influência da matéria orgânica, nos resultados de ensaios para determinação dos limites de liquidez e plasticidade, umidade (perda por aquecimento), densidade real, sob duas condições distintas: 1a - A temperatura de 110ºC e pressão ambiente. 2a - A temperatura de 45ºC e vácuo de -25" Hg. Estes resultados conforme veremos adiante, apresentam diferenças relativas, entre si, da ordem de até 30%. A análise granulométrica parece ser afetada pelo teor de matéria orgânica visto que, o percentual de argila é maior para teores de matéria orgânica elevados, mesmo que a plasticidade se mantenha constante. A Análise Termo-Diferencial demonstrou claramente a presença da matéria orgânica e sua influência nos termogramas. Para isto fizemos repetir as análises térmicas para amostras com e sem matéria orgânica. Procuramos também determinar o valor da resistência ao cisalhamento para estes solos através de ensaios Triaxial, Compressão Simples e "Vane Test". As amostras foram coletadas em tubos "shelbies" de 41,2 mm (1 5/8") de diâmetro interno. As sondagens com "Vane" foram realizadas em revestimentos de 75 mm (3") de diâmetro interno. A dimensão das palhetas era 63,5 mm (2 1/2"). Pelos ensaios de Compressão Simples e "Vane Test" verificamos que o grau de sensibilidade indica argilas sensíveis e mais raramente extra-sensíveis em algumas profundidades. / The origin and formation of Recife plain is reviewed in an introductory manner, and thereby the main foundation soil problems described. Main concern is the influence of organic matter into the Atterberg limits, natural moisture content, specific gravity and grain size analysis of dark grey to black soft organic clays from subsoil of Recife plain. No previous work has been registred for this region. Samples were treated in two different ways for the identification tests and mineralogical analysis (X-Ray Diffraction and Differential Thermal Analysis): oven-dried at 105ºC and normal atmospheric pressure, or oven-dried at 45ºC and - 25" Hg vacuum. Quite large differences of results (up to 30%) were obtained. Grain size analysis also seem to be affected by amount of organic matter; the clay percentage increases with organic matter content, even for same plasticity values. Through DTA the organic matter was disclosed comparing results obtained with pretreated samples and with normal samples. Shearing strength of shelby samples 41,2 mm (1 5/ 8") - diameter were obtained through triaxial tests and unconfined compression tests. Also inplace vane shear tests were performed in 75 mm (3") - casing and 63,5 mm (2 1/2") vane. Unconfined compression and vane tests show that clays are generally sensitive and exceptionally extrasensitive at some depth locations.