Os solos sobre-adensados da Formação Guabirotuba principal unidade geológica de Curitiba e região metropolitana são estudados, buscando-se alcançar um melhor entendimento de seu comportamento geomecânico. Uma revisão de aspectos geológicos é realizada, caracterizando-se o contexto regional, a gênese e os tipos de sedimentos da Formação Guabirotuba. Os dados disponíveis e informações referentes a argilas rijas e duras são analisados, no intuito de se identificar possíveis causas de problemas em obras geotécnicas. Ênfase é dada ao papel que as fraturas exercem no comportamento do material. Um amplo trabalho experimental é conduzido no Sítio Experimental de Geotecnia da UFPR, através de ensaios de campo e laboratório. As investigações geotécnicas envolvem desde o tradicional SPT e abertura de poços até ensaios de cone, dilatômetro e pressiômetro autoperfurante. Os trabalhos de campo contemplam o estudo de efeitos de escala na resistência ao cisalhamento do terreno, conduzindo-se ensaios de carregamento dinâmico em estacas escavadas com diferentes diâmetros. No laboratório, a composição e a estrutura do solo são analisadas com técnicas de difratometria de raios-X e microscopia eletrônica. Ensaios de caracterização permitem delinear propriedades índice do Sítio Experimental. Curvas características e ensaios de adensamento de solo indeformado e remoldado fornecem dados que auxiliam no entendimento da história de tensões. Os efeitos de escala, que se devem ao fraturamento do material, são avaliados também com ensaios de cisalhamento direto e triaxiais, utilizando-se amostras de diferentes dimensões. As conclusões da pesquisa permitem identificar possíveis agentes de sobre-adensamento, efeitos do intemperismo químico, fatores que interferem no estado de tensões de campo e mecanismos associados à resistência ao cisalhamento. / The overconsolidated soils of the Guabirotuba Geological Formation are studied in order to achieve a better understanding of its geotechnical behavior. These soils are the main occurrence in the Curitiba Metropolitan Area. A revision of its geology is provided. The genesis and the sediments are described. The available data of the soils and published information about stiff and hard clays are analyzed in order to understand the unexpected behavior of foundations, excavations and slopes. It is given emphasis to the role of the fissures in the material behavior. A comprehensive experimental work is carried out at the Geotechnical Experimentation Site of the UFPR including field and laboratory studies. The geotechnical investigation comprises SPT, exploratory trenches, cone penetration, dilatometer and self boring pressuremeter tests. Scale effects in bored piles are assessed with high strain dynamic tests performed in elements with different cross sections. In the laboratory the composition and the microfabric are analyzed with X-ray diffraction and electron microscopy. Laboratory index soil tests are presented. Consolidation tests and characteristic curves of undisturbed and remolded samples provide information related with the stress history. The scale effects due to the fissures are assessed with direct shear and triaxial testing of specimens with different sizes. The conclusions indicate possible overconsolidation factors, chemical weathering effects and mechanisms affecting the in situ stress state and the shear strength.

Os solos sobre-adensados da Formação Guabirotuba principal unidade geológica de Curitiba e região metropolitana são estudados, buscando-se alcançar um melhor entendimento de seu comportamento geomecânico. Uma revisão de aspectos geológicos é realizada, caracterizando-se o contexto regional, a gênese e os tipos de sedimentos da Formação Guabirotuba. Os dados disponíveis e informações referentes a argilas rijas e duras são analisados, no intuito de se identificar possíveis causas de problemas em obras geotécnicas. Ênfase é dada ao papel que as fraturas exercem no comportamento do material. Um amplo trabalho experimental é conduzido no Sítio Experimental de Geotecnia da UFPR, através de ensaios de campo e laboratório. As investigações geotécnicas envolvem desde o tradicional SPT e abertura de poços até ensaios de cone, dilatômetro e pressiômetro autoperfurante. Os trabalhos de campo contemplam o estudo de efeitos de escala na resistência ao cisalhamento do terreno, conduzindo-se ensaios de carregamento dinâmico em estacas escavadas com diferentes diâmetros. No laboratório, a composição e a estrutura do solo são analisadas com técnicas de difratometria de raios-X e microscopia eletrônica. Ensaios de caracterização permitem delinear propriedades índice do Sítio Experimental. Curvas características e ensaios de adensamento de solo indeformado e remoldado fornecem dados que auxiliam no entendimento da história de tensões. Os efeitos de escala, que se devem ao fraturamento do material, são avaliados também com ensaios de cisalhamento direto e triaxiais, utilizando-se amostras de diferentes dimensões. As conclusões da pesquisa permitem identificar possíveis agentes de sobre-adensamento, efeitos do intemperismo químico, fatores que interferem no estado de tensões de campo e mecanismos associados à resistência ao cisalhamento. / The overconsolidated soils of the Guabirotuba Geological Formation are studied in order to achieve a better understanding of its geotechnical behavior. These soils are the main occurrence in the Curitiba Metropolitan Area. A revision of its geology is provided. The genesis and the sediments are described. The available data of the soils and published information about stiff and hard clays are analyzed in order to understand the unexpected behavior of foundations, excavations and slopes. It is given emphasis to the role of the fissures in the material behavior. A comprehensive experimental work is carried out at the Geotechnical Experimentation Site of the UFPR including field and laboratory studies. The geotechnical investigation comprises SPT, exploratory trenches, cone penetration, dilatometer and self boring pressuremeter tests. Scale effects in bored piles are assessed with high strain dynamic tests performed in elements with different cross sections. In the laboratory the composition and the microfabric are analyzed with X-ray diffraction and electron microscopy. Laboratory index soil tests are presented. Consolidation tests and characteristic curves of undisturbed and remolded samples provide information related with the stress history. The scale effects due to the fissures are assessed with direct shear and triaxial testing of specimens with different sizes. The conclusions indicate possible overconsolidation factors, chemical weathering effects and mechanisms affecting the in situ stress state and the shear strength.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第22157号 / 工博第4661号 / 新制||工||1727(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科都市社会工学専攻 / (主査)教授 三村 衛, 教授 大津 宏康, 准教授 肥後 陽介 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DGAM

The focus of this thesis is to deal with reverse engineering of high-rise building settlements. This is modeled via the finite element method performed in the Plaxis 3D program. In the first part of this thesis, a calibration of input parameters of an appropriate material model – Hardening soil – is conducted. This calibration is a result of oedometric test data which were obtained within a geotechnical survey. An influence of soils over consolidation affecting calibration and the material model choice is described. Final values of reference stiffness parameters are used in a mathematical model of the focused area. This model is created for one half of the high-rise building plan, including vestibule. The high-rise building is founded in a foundation pit. The foundations of this building consist of raft foundation and piles of jet grouting. In the model, there are also changes in pore pressure during an excavation of foundation pit included. The functional model is used for parametric analyses, namely examining cases of object´s foundations and the possible influence of foundation pit´s symmetry on the object´s settlement. All the calculated processes in the object´s settlements are then compared to data obtained from geotechnical monitoring of the structure.