Esta tese tem por objetivo analisar o comportamento mecânico de um solo coluvionar de arenito não saturado (Solo AV) em condições indeformadas e remoldados. Sua localização é na divisa dos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul. Os corpos de prova foram moldados com o mesmo índice de vazios na condição indeformada e na condição remoldada com o intuito de se avaliar o papel da estrutura deste solo. Para este estudo foi modificado o equipamento triaxial com sucção controlada, apresentado por Pereira (2006), inserindo os medidores de deslocamentos locais nos corpos de prova (sensores de efeito Hall). A partir dos medidores de deformação locais foi possível observar a influência da sucção nos módulos de deformabilidade do solo AV para a condição remoldada. Foram determinadas as envoltórias de resistência ao cisalhamento para os ensaios na condição não saturada para corpos de prova indeformados e remoldados. Na condição não saturada observou-se que o ângulo de atrito interno (’) é influenciado pelo nível de sucção e tensão normal líquida aplicada. As envoltórias no plano tensão cisalhante versus sucção são não lineares e resultam, para baixos valores de sucção, em valores de b sempre superiores a ’. Os resultados indicaram que os corpos de prova indeformados, na condição saturada, apresentaram parâmetros e resistência ao cisalhamento superiores aos corpos de prova remoldados. Entretanto, para a condição não saturada, os corpos de prova remoldados apresentaram resistência ao cisalhamento superiores a dos corpos de prova indeformados. Os resultados dos ensaios do hollow cylinder indicaram que a magnitude da tensão principal intermediária influencia na resistência ao cisalhamento obtida. Pela variação da direção da tensão principal maior observou-se um comportamento anisotrópico nos corpos de prova remoldados. Em termos de parâmetros de resistência ao cisalhamento os ensaios triaxiais e hollow cylinder apresentaram resultados consistentes, de acordo com a literatura. Os principais modelos de previsão de resistência ao cisalhamento existentes, baseados em dados básicos do Solo AV, não apresentaram um bom ajustes para as condições de moldagem. Baseado em análises estatísticas, foi possível obter duas equações de ajuste, sendo uma linear exponencial para a condição indeformada e uma parabólica para a condição remoldada. / This thesis aims to analyze the mechanical behavior of an unsaturated sandstone colluvium soil (Soil AV) in undisturbed and remolded conditions. The colluvium is located on the border of the states of Santa Catarina and Rio Grande do Sul. The specimens were prepared with the same void ratio for undisturbed and remolded conditions in order to evaluate the soil structure. For this study the triaxial apparatus with suction-controll, presented by Pereira (2006), was improved by inserting local displacement traducers (Hall effect sensors). These tranducers allowed the evaluation of the influence of the suction on the Young’s modulus for the soil AV in the remolded condition. Shear strength envelopes were determined based on tests on unsaturated condition on undisturbed and remolded specimens. For the unsaturated condition, it was noted that the internal friction angle ('’) is influenced by the level of suction and net normal stress applied. The shear envelopes on the shear stress versus suction plane are nonlinear and showed b higher than ’, for low suction values. The results showed that undisturbed specimens in saturated conditions presented shear strength parameters and shear strength higher than the remolded specimens. However, in the unsaturated condition the remolded specimens showed higher shear strength than undisturbed specimens. The Hollow Cylinder test results indicated that the intermediate principal stress has influence on shear strength of the soil. By varying the direction of major principal stress it was noticed an anisotropic behavior in the remolded specimens. In terms of shear strength parameters triaxial and hollow cylinder tests presented consistent results as it was observed in the literature. Some of the models used to predict the shear strength, based on basic parameters of the soil AV, have not shown good matches for both, undisturbed and remolded conditions. Based on statistical analysis, it was possible to obtain two adjustment equations being a linear exponential to the undisturbed conditions and a parabolic for the remolded condition.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-09-20T21:56:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Joanderson James Oliveira Morais.pdf: 7563483 bytes, checksum: d96232e18c14c5056e3083f0e96d1943 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-21T17:17:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Joanderson James Oliveira Morais.pdf: 7563483 bytes, checksum: d96232e18c14c5056e3083f0e96d1943 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-21T17:17:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Joanderson James Oliveira Morais.pdf: 7563483 bytes, checksum: d96232e18c14c5056e3083f0e96d1943 (MD5) Previous issue date: 2017-06-20 / A variação de volume em solos expansivos pode causar sérios danos às construções. Estes Solos Não Saturados estão presentes por todo o mundo e apresentam como principal característica um aumento de volume quando submetidos ao umedecimento, e contração quando são ressecados. A expansividade está associada a dois requisitos: o extrínseco (climatologia, hidrogeologia, vegetação e ocupação antrópica) e o intrínseco (composição mineralógica, textura e estrutura do solo). A presente pesquisa tem por objetivo avaliar o comportamento de um solo expansivo na condição natural, localizado no município de Paulista, no estado de Pernambuco. A estação de tratamento de esgoto do bairro Janga foi o local escolhido para a coleta das amostras indeformadas. Em seguida, procedeu-se aos ensaios de caracterização física, química e mineralógica, além dos ensaios edométricos simples e duplos para avaliar a tensão de expansão e expansão “livre” no solo natural. O solo natural de Paulista apresentou alto potencial de expansão por todos os métodos avaliados, constatando-se uma argila de alta compressibilidade (CH) e alto índice de plasticidade. Verificou-se através da análise química e mineralógica o indicativo da presença de minerais argílicos expansivos do tipo 2:1, Mica e expansivos (esmectitas e vermiculitas), além da presença da Caulinita. A caracterização Microestrutural apresentou uma grande quantidade de poros aplanados, fruto da expansão e contração típicas de argilas com alta atividade. O ensaio de cisalhamento direto, com amostras de solo inundadas previamente, apresentou uma redução de 60% na resistência máxima e de 93% na coesão. Na média da caracterização mecânica, o solo apresentou uma expansividade do seu volume superior aos 10% e tensão de expansão de 289 kPa. As análises realizadas indicaram que qualquer tipo de obra a ser realizada neste solo ou com este solo deve ser levado em conta o período climático, o alto grau de expansividade e as formas de estabilização. / The volume variation in expansive soils can cause serious damage to buildings. These unsaturated soils are present all over the world and have as main characteristic an increase of volume when submitted to the wetting, and contraction when they are dry. The expansivity is associated with two requirements: extrinsic (climatology, hydrogeology, vegetation and anthropic occupation) and intrinsic (mineralogical composition, texture and soil structure). The present research aims to evaluate the behavior of an expansive soil in the natural condition, located in the municipality of Paulista-PE. The sewage treatment plant of Janga neighborhood was the site chosen for the collection of undisturbed soil samples. Then, the physical, chemical and mineralogical characterization tests were carried out, besides the simple and double edometric tests to evaluate the "free" expansion and swelling tension in the natural soil. The natural soil of Paulista presented high potential for expansion by all the evaluated methods, being verified a clay of high compressibility (CH) and high index of plasticity. It was verified through the chemical and mineralogical analysis the indicative of the presence of expansive argillic minerals of the type 2: 1, Mica and expansive (smectite and vermiculite), besides the presence of Caulinite. The microstructural characterization presented a great amount of flattened pores, fruit of the expansion and typical contraction of clays with high activity. The direct shear test, with soil samples previously flooded, showed a reduction of 60% in maximum strength and 93% in cohesion. On average the soil presented an expansivity of its volume higher than 10% and expansion tension of 289 kPa. The analyzes indicated that any type of construction to be carried out on this soil or with this soil should be considered the climatic period, the high degree of expansivity and the forms of stabilization.

Apresenta-se um estudo paramétrico acerca da infiltração de água e sua repercussão no Fator de Segurança de talude em solos não saturados. Na análise adota-se um talude de referência com geometria fixada conforme a inclinação típica para taludes em areia argilo siltosa, característica do Centro-Oeste do estado de São Paulo. A análise paramétrica foi desenvolvida a partir de uma simulação de fluxo em regime transiente utilizando o programa SEEP/W, que utiliza o método de elementos finitos, e posteriormente uma análise de estabilidade do talude de referência utilizando o método de Bishop simplificado conforme apresentado no programa SLOPE/W. Foram analisados taludes homogêneos compostos por três diferentes tipos de solo, uma areia, um silte argiloso e uma areia argilo siltosa. Os parâmetros analisados compreendem a curva de retenção de água, a função condutividade hidráulica do solo e a intensidade de precipitação. Verificou-se que a função condutividade hidráulica e a pressão de entrada de ar são os principais determinantes do comportamento da infiltração e conseqüentemente da estabilidade do talude. As simulações de fluxo evidenciaram que os taludes em solos mais arenosos apresentam taxas de infiltração maiores que as apresentadas pelos taludes compostos por solos siltosos. Consequentemente, os escorregamentos ocasionados pela perda da contribuição da sucção para a resistência ao cisalhamento ocorrem primeiramente nos taludes compostos por solos arenosos e posteriormente naqueles compostos por solos siltosos, fato este que pôde ser confirmado pelas análises de estabilidade do talude de referência. / A parametric study is presented about water infiltration and its repercussion in the safety factor of unsaturated soil slopes. In the analysis it is adopted a reference slope with determined geometry according to the typical inclination for slopes in silty clayey sand, characteristic of the mid-western region of São Paulo State, in Brazil. The parametric analysis was developed from a flux simulation in transient regime using the SEEP/W software, which uses the finite elements method, and thereafter, a stability analysis of the reference slope using simplified Bishop method, as presented in the SLOPE/W software. Homogeneous slopes composed by three different types of soil (sand, clayey silt and silty clayey sand) were considered. The analyzed parameters include the water retention curve, the hydraulic conductivity function and the precipitation intensity. It was verified that the hydraulic conductivity function and the air entry value are the main determinants of the infiltration behavior and, subsequently, of the slope stability. The flux simulations have evidenced that coarser soils slopes show higher infiltration rates than the ones presented in finer soil slopes. Consequently, the slides caused by the loss of the suction\'s contribution to shear strength occur primarily in coarser soil slopes than in fine soil slopes, what could be verified in the stability analysis of the reference slope.

Apresenta-se neste trabalho uma análise de ruptura de um talude em solo não saturado. O talude, com cerca de 15 m de altura, é composto de areia fina a média argilosa, com grau de saturação da ordem de 55% e SPT variando entre 4 golpes no topo a 13 golpes na base. Determinaram-se as seguintes propriedades do solo: resistência, condutividade hidráulica saturada e não saturada e curva de retenção, além de medir-se a sucção matricial em campo ao longo do ano. Efetuaram-se análises paramétricas para avaliar o efeito da precipitação na mudança do perfil de sucção matricial do terreno e suas implicações na resistência e, por extensão, na estabilidade do talude. Construíram-se, também, ábacos que incluem o efeito da variação da sucção matricial, utilizáveis para taludes com características semelhantes ao talude estudado. Verificou-se que para as condições do talude natural, no auge da estação seca, as sucções matriciais são de tal magnitude que fornecem estabilidade ao talude. À medida que ocorrem precipitações, as sucções matriciais reduzem-se e o fator de segurança do talude diminui, o que justifica a ruptura ocorrida. / In this article is showing an slope back analysis in unsaturated soil. The slope, with about 15 m of height, it is composed of a fine to medium clayey sand, with degree of saturation of the order of 55% and SPT varying among 4 blows in the top to 13 blows in the base. The following properties of the soil were determined: resistance, saturated and unsaturated conductivity and it curves of retention, besides measuring the suction along the year. Parametric analyses were made to evaluate the effect of the precipitation in the changes of the ground matricial suction profile and its implications in the resistance and, by extension, in the slope stability. They were also made, some abaci that include the effect of the matricial suction variation, usable for slopes with similar characteristics to the studied slope. It was verified that for the conditions of the natural slope, next to the peak of the dry station, the matricial suction is of such magnitude that it supply stability to the slope. In the successive events of precipitations the matricials suctions is reduced and the slope security factor decreases, that justifies the happened rupture.

A combinação entre a falta de planejamento urbano e o crescimento indiscriminado de áreas impermeáveis é responsável pela ocorrência de enchentes em centros urbanos. O emprego de dispositivos de controle do escoamento superficial na fonte geradora, como poços e trincheiras de infiltração, pavimentos permeáveis e jardins de infiltração (rain gardens), é uma alternativa que permite restabelecer o processo de infiltração em áreas urbanas densamente impermeabilizadas. Neste contexto, efetuou-se uma análise paramétrica acerca da influência das funções condutividade hidráulica e das curvas de retenção dos solos no processo de infiltração de água em poços cilíndricos instalados em solos inicialmente não saturados. Para a realização das análises paramétricas, foi empregado o programa SEEP/W do pacote GeoStudio 2004, que utiliza a técnica dos elementos finitos na solução numérica da equação de Richards que rege o fluxo de água em meio não saturado. As análises paramétricas mostraram que o coeficiente de condutividade hidráulica saturada do solo é o parâmetro que apresenta maior relevância no processo de infiltração de água em poços. Com isto, desenvolveu-se uma técnica de dimensionamento de poços de infiltração que permite determinar o volume de água infiltrada em um dado poço em função do tempo de precipitação, do coeficiente de condutividade hidráulica saturada do solo e da área total do poço. Por fim, comparou-se o volume estimado de água infiltrada obtido através da técnica de dimensionamento com o volume medido em um ensaio de infiltração realizado por Lima (2009) em uma trincheira de pequenas dimensões e pôde-se constatar que o a técnica de dimensionamento desenvolvida é consistente com o ensaio de infiltração realizado em campo. / The chief consequence of unplanned urban sprawl is the turning to impervious large tracts of land. Impervious developed areas are prone to floods during heavy rains. Flooding may be mitigated by installation of devices that can control runoff at the source. Examples of control devices are infiltration wells, infiltration trenches, permeable pavement, and rain gardens. By facilitating infiltration, such devices serve to return to the soil below the waterproofed area the waters that would otherwise be lost as runoff, which overloads urban drainage. A study of infiltration wells was conducted through parametric analyses of hydraulic conductivity function and soil-water characteristics curve of unsaturated soils in the process of infiltration. This research used the computer program SEEP/W by GeoStudio 2004 to carry out the parametric analysis. SEEP/W uses the finite element method for the numerical solution of Richards equation, which describes water flow in the unsaturated zone. The parametric analysis showed that the saturated hydraulics conductivity of the soil is the parameter that has greater relevance in the process of infiltration of water into the soil surrounding the wells. Based on the results obtained, a technical procedure was developed to assist the consulting professional to size the infiltration wells. The variables employed in the proposed design procedure consist of time of precipitation, saturated hydraulic conductivity, and total surface area of well. Further, it was compared the estimated volume of infiltrated water obtained through this procedure to the measured volume obtained by Lima (2009) in a small trench. It was observed that the scaling procedure proposed by this work yields results consistent with infiltration field experiments such as that conducted by Lima (2009).

Submitted by Alfredo Lopes Saab null (alfredo.saab@hotmail.com) on 2017-02-01T17:00:09Z No. of bitstreams: 1 Alfredo Lopes Saab - Dissertacao.pdf: 12254886 bytes, checksum: 3adb2a1a44c1994fad82ff8230482cea (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-02-06T11:32:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 saab_al_me_bauru.pdf: 12254886 bytes, checksum: 3adb2a1a44c1994fad82ff8230482cea (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-06T11:32:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 saab_al_me_bauru.pdf: 12254886 bytes, checksum: 3adb2a1a44c1994fad82ff8230482cea (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nos solos não saturados mudanças sazonais de umidade ocorrem devido a ciclos de umedecimento e secagem. Tais mudanças dependem das características do solo e das condições climáticas da região, o que afeta a sucção no solo. Por esta razão, as propriedades dos solos não saturados dependem não apenas da história geológica e do ambiente de formação, mas também da variabilidade sazonal, fato que muitas vezes é negligenciado na prática da engenharia. Esta dissertação apresenta um estudo da influência da sucção na compressibilidade de um perfil de solo não saturado por meio de ensaios edométricos realizados em câmaras comuns e em câmaras que permitem o controle de sucção pela técnica de translação de eixos. Os ensaios foram realizados submetendo as amostras a trajetórias de carregamento-descarregamento com sucção constante. Parâmetros constitutivos mecânicos são apresentados e correlacionados ao longo da profundidade de acordo com as condições de campo. Os resultados indicam que a colapsibilidade e a variabilidade dos parâmetros são maiores na superfície do terreno, onde o solo interage com a atmosfera e, tende a decrescer com a profundidade e com a redução da sucção inicial no solo. O estudo realizado permite uma avaliação mais detalhada da colapsibilidade do solo e auxilia a interpretação de perfis de solos colapsíveis similares e de suas propriedades e parâmetros constitutivos. / Seasonal moisture content changes take place in the unsaturated soils as a result of wetting and drying cycles. These changes depend of soil characteristics and climatic conditions of the region, which affects the soil suction. Therefore, the properties of unsaturated soils depend not only on geological history and environment formation, but also the seasonal variability, a fact that is oftentimes neglected in engineering practice. This research presents an study of the influence of suction on compressibility of a collapsible unsaturated soil profile using conventional and suction controlled oedometer tests by the axis translation technique. The tests were performed submitting the specimen to loading-unloading paths under constant suction. Mechanical constitutive parameters are presented and correlated with the depth according to the in situ conditions. The results indicate that the soil collapsibility and the variability of constitutive parameters are greather on the ground surface, where the soil interacts with the atmosphere, and tends to decrease with depth and with the reduction of the initial soil suction. The study allow a more detailed evaluation of soil collapsibility and assist the interpretation of collapsible soils profiles and their properties and constitutive parameters.

Submitted by Rodrigo Botelho Dumont null (botelhodumont@hotmail.com) on 2017-02-01T18:36:09Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Rodrigo Dumont FINAL.pdf: 2885082 bytes, checksum: 1ce7aca2f53fea3c38a490103ddb8948 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-02-06T11:52:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dumont_rb_me_bauru.pdf: 2885082 bytes, checksum: 1ce7aca2f53fea3c38a490103ddb8948 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-06T11:52:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dumont_rb_me_bauru.pdf: 2885082 bytes, checksum: 1ce7aca2f53fea3c38a490103ddb8948 (MD5) Previous issue date: 2016-12-12 / Os solos não saturados são materiais multifásicos e de comportamento complexo que podem ser encontrados em depósitos de grande espessura onde são construídas as obras de engenharia civil. O entendimento do comportamento tensão-deformação/fluxo desses solos tem sido aprimorado com o desenvolvimento de experimentos e modelos constitutivos que são aplicados para a previsão de comportamentos e análises de desempenho das obras geotécnicas. Tais modelos têm sido utilizados para simular diversos resultados de ensaios de laboratório de solos não saturados compactados, porém, simulações de resultados de ensaios de campo em solos não saturados naturais ainda têm sido pouco exploradas. A proposta deste trabalho é simular numericamente o comportamento Hidro-Mecânico de um solo arenoso não saturado via método de elementos finitos em ensaios de prova de carga em placa. Os parâmetros constitutivos do solo são provenientes de resultados de ensaios de laboratório realizados com controle de sucção. O programa de elementos finitos Code_Bright foi utilizado para a simulação dos resultados dos ensaios das provas de carga em placa realizadas em campo. Os resultados obtidos numericamente demonstraram a capacidade do modelo constitutivo mecânico em reproduzir adequadamente os resultados dos ensaios. A partir dos resultados, constatou-se que os recalques são fortemente afetados pela variação da sucção, demonstrando o comportamento colapsível do solo diante de aplicação de tensões e mudanças de umidade e sucção. O parâmetro constitutivo mecânico po*, tensão de pré-adensamento isotrópica do solo saturado, influencia significativamente o comportamento do solo, assim como a magnitude do colapso por inundação. Os resultados demonstraram a importância da condição não saturada na previsão de comportamento e o quanto tal condição pode afetar o dimensionamento de fundações diretas em solo não saturado de comportamento colapsível. O trabalho oferece informações básicas no tocante à estimativa da tensão admissível considerando a variabilidade sazonal decorrente da sucção no solo. / Unsaturated soils are multiphase materials with complex behavior that can be found in large thickness deposits where civil engineering works are built. The understanding of the stress-strain/flow behavior of these soils has been improved with the development of experiments and constitutive models that are applied to behavior predictions and performance analysis of geotechnical works. Such models have been used to simulate several laboratory test results on compacted unsaturated soils, however, simulation of field test results on natural unsaturated soils have been little explored. This work aims to simulate numerically the Hydro-Mechanical behavior of an unsaturated sandy soil by finite element method in plate loading tests. Constitutive parameters of the soil come from the laboratory test results performed with controlled soil suction. The program Code_Bright was used to simulate plate loading test results. The results showed the capacity of the constitutive mechanical model to reproduce the test results. The settlements are strongly affected by the soil suction variation, demonstrating the collapsible behavior for stress, moisture content or soil suction changes. The constitutive mechanical parameter po*, preconsolidation stress for saturated condition, affected significantly the soil behavior, as well as the magnitude of the collapse by wetting. The results presented the great importance of the unsaturated status of the soil in prediction behavior and how this condition can affect the design of foundations in unsaturated soils with collapsible behavior. This study provides basic information concerning the estimation of admissible stress, taking the seasonal variability due to the soil suction.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-26T09:23:06Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Emilly Dias da Silva - 2016.pdf: 6131512 bytes, checksum: 2ebac9ad8e2116f4ee2c3159379816ca (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-26T09:23:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Emilly Dias da Silva - 2016.pdf: 6131512 bytes, checksum: 2ebac9ad8e2116f4ee2c3159379816ca (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T09:23:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Emilly Dias da Silva - 2016.pdf: 6131512 bytes, checksum: 2ebac9ad8e2116f4ee2c3159379816ca (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / The use of soil nailing technique can be an important alternative for the stabilization of a slope or an excavation. Nails are retaining elements that reinforce soil masses acting passively, requiring strains to mobilize their resistance. The mechanical behavior analysis of a structure with soil nailing technique can be made using limit equilibrium methods, being represented by loads applied to reinforcing layers or sub-horizontal slices of a slope. The slice has its base crossed by a reinforcing action line and the reinforcing nail is treated as a concentrated point load acting on the base point of intersection of a slice with the line of action. Thus, through analytical and numerical calculations, this dissertation studied the design of soil nailing structure considering variations of suction, which influences the soil resistance, simulating suction profiles of a typical soil of the Brazilian Midwest region. This study was conducted determining strength parameters on nail-soil interface by tests in the field, i.e. nail pullout tests, and soil strength and hydromechanical parameters determined in the laboratory. For this, two separate suction sections were studied, and in each case, numerically analyzed in soil nailing structures, obtaining the dimensions of the structure through a pre-sizing phase, and then analyzing the factor of safety of the structure using computer programming considering the Bishop method. In the first case, the distribution of suction was numerically simulated for the soil profile studied in a critical condition of rainfall in Goiania region. Then, the suction field profile was obtained for comparison with the first case. With the results of this research, it was possible to understand the increasement of resistance and safety fator of the structure when considering the suction effects at the design of soil nailed structures in a typical soil of Goiânia region. / A utilização de contenções em solo grampeado pode ser uma importante alternativa para a estabilização de um talude ou de uma escavação. Os grampos ou tirantes passivos são elementos de contenção ou de reforço de massas de solo que agem passivamente, requerendo deformações para mobilizar sua resistência. A análise do comportamento mecânico de uma estrutura onde existe solo grampeado pode ser feita através de métodos de equilíbrio limite, sendo representada por cargas de reforço aplicadas a camadas ou fatias sub-horizontais de um talude. A fatia tem a sua base atravessada por uma linha de ação de reforço e a carga de reforço é tratada como uma carga pontual concentrada agindo no ponto de intersecção da base de uma fatia com a linha de ação. Assim, através de cálculos por ferramentas analíticas e numéricas, o presente trabalho estudou o dimensionamento da estrutura de solo grampeado considerando a variação de sucção, que influencia a resistência do solo, simulando perfis de sucção de um solo típico da região do centro oeste brasileiro. Esse estudo foi realizado determinando parâmetros de resistência na interface grampo-solo por ensaios realizados em campo, como ensaios de arrancamento de grampo, e parâmetros de resistência e hidromecânicos do solo não saturado determinados em laboratório. Para isso, foram estudados dois perfis de sucção distintos e, para cada caso, analisou-se numericamente a estrutura de contenção em solo grampeado, obtendo-se as dimensões da estrutura através de um pré-dimensionamento, e, a seguir, analisando o fator de segurança da contenção utilizando programação computacional considerando o método de Bishop. No primeiro caso foi simulada numericamente a distribuição do perfil de sucção do solo estudado para uma condição de precipitação crítica na região de Goiânia. No segundo, foi obtido o perfil de sucção de campo para comparação com o primeiro caso. Com os resultados desta pesquisa, foi possível compreender o aumento da resistência e do fator de segurança da contenção ao considerar os efeitos de sucção no dimensionamento de uma estrutura de contenção em solo grampeado típico da região de Goiânia.

A combinação entre a falta de planejamento urbano e o crescimento indiscriminado de áreas impermeáveis é responsável pela ocorrência de enchentes em centros urbanos. O emprego de dispositivos de controle do escoamento superficial na fonte geradora, como poços e trincheiras de infiltração, pavimentos permeáveis e jardins de infiltração (rain gardens), é uma alternativa que permite restabelecer o processo de infiltração em áreas urbanas densamente impermeabilizadas. Neste contexto, efetuou-se uma análise paramétrica acerca da influência das funções condutividade hidráulica e das curvas de retenção dos solos no processo de infiltração de água em poços cilíndricos instalados em solos inicialmente não saturados. Para a realização das análises paramétricas, foi empregado o programa SEEP/W do pacote GeoStudio 2004, que utiliza a técnica dos elementos finitos na solução numérica da equação de Richards que rege o fluxo de água em meio não saturado. As análises paramétricas mostraram que o coeficiente de condutividade hidráulica saturada do solo é o parâmetro que apresenta maior relevância no processo de infiltração de água em poços. Com isto, desenvolveu-se uma técnica de dimensionamento de poços de infiltração que permite determinar o volume de água infiltrada em um dado poço em função do tempo de precipitação, do coeficiente de condutividade hidráulica saturada do solo e da área total do poço. Por fim, comparou-se o volume estimado de água infiltrada obtido através da técnica de dimensionamento com o volume medido em um ensaio de infiltração realizado por Lima (2009) em uma trincheira de pequenas dimensões e pôde-se constatar que o a técnica de dimensionamento desenvolvida é consistente com o ensaio de infiltração realizado em campo. / The chief consequence of unplanned urban sprawl is the turning to impervious large tracts of land. Impervious developed areas are prone to floods during heavy rains. Flooding may be mitigated by installation of devices that can control runoff at the source. Examples of control devices are infiltration wells, infiltration trenches, permeable pavement, and rain gardens. By facilitating infiltration, such devices serve to return to the soil below the waterproofed area the waters that would otherwise be lost as runoff, which overloads urban drainage. A study of infiltration wells was conducted through parametric analyses of hydraulic conductivity function and soil-water characteristics curve of unsaturated soils in the process of infiltration. This research used the computer program SEEP/W by GeoStudio 2004 to carry out the parametric analysis. SEEP/W uses the finite element method for the numerical solution of Richards equation, which describes water flow in the unsaturated zone. The parametric analysis showed that the saturated hydraulics conductivity of the soil is the parameter that has greater relevance in the process of infiltration of water into the soil surrounding the wells. Based on the results obtained, a technical procedure was developed to assist the consulting professional to size the infiltration wells. The variables employed in the proposed design procedure consist of time of precipitation, saturated hydraulic conductivity, and total surface area of well. Further, it was compared the estimated volume of infiltrated water obtained through this procedure to the measured volume obtained by Lima (2009) in a small trench. It was observed that the scaling procedure proposed by this work yields results consistent with infiltration field experiments such as that conducted by Lima (2009).

Um equipamento triaxial convencional originalmente utilizado para ensaios em amostras de solos saturados saturada foi modificado para que fosse possível a realização de ensaios triaxiais em solos não saturados. As principais modificações foram a instalação de uma pedra cerâmica de alto valor de entrada de ar (300 kPa) na nova base da câmara triaxial e uma nova linha de aplicação de pressão para aplicação de pressão de ar na amostra. A técnica de translação de eixos é utilizada para evitar cavitação no sistema de aplicação de pressão. O solo estudado nesta pesquisa consiste de um colúvio de arenito localizado nas encostas da Formação Serra Geral, entre os municípios de Timbé do Sul (SC) e São José dos Ausentes (RS). Ensaios triaxiais convencionais foram realizados nas condições drenado e não drenado em amostras indeformadas para tensões de confinamento iniciais variando de 50 até 500 kPa; ensaios triaxiais convencionais foram realizados na condição drenada em amostras remoldadas para as tensões de confinamento iniciais de 50, 100 e 200kPa. Ensaios triaxiais com sucção controlada foram realizados na condição drenado em amostras indeformadas para as tensões normais líquidas de 50, 100, 150 e 200 kPa em níveis de sucção variando de 25 até 150 kPa. A partir dos resultados dos ensaios triaxiais determinou-se os parâmetros de resistência ao cisalhamento: c’ – intercepto coesivo efetivo; f´ - ângulo de atrito interno efetivo; fb – ângulo de atrito interno que quantifica a contribuição da sucção na resistência ao cisalhamento. O comportamento encontrado foi de uma envoltória de resistência ao cisalhamento não saturada bilinear com acréscimo na resistência ao cisalhamento para baixos níveis de sucção até aproximadamente 75 kPa, e após um decréscimo na resistência ao cisalhamento. A tensão normal líquida não influencia no valor de fb e a sucção não provoca alteração no valor de f´. O valor de fb apresenta valores superiores ao valor de f´, quando se utiliza o critério de ruptura clássico de resistência ao cisalhamento. Alguns critérios de determinação dos valores máximos de ruptura foram aplicados para um melhor entendimento do comportamento resistente deste material. / A conventional triaxial equipment, originally used for testing saturated soil specimens, was modified in order to allow the testing of unsaturated specimens. The main modifications consisted of the installation of a high air-entry value porous ceramic (300 kPa) in the modified cell base and a new drainage line for application of pore-air pressure to the specimens. The axis-translation technique is used to prevent cavitation in the pressure measuring system. The soil studied consists of a colluvium of sandstone located on hillsides of the Serra Geral Formation, in the municipal districts of Timbé do Sul (SC) and São José dos Ausentes (RS). Saturated triaxial tests were carried out under drained and undrained conditions for undisturbed specimens for initial effective stresses of 50 to 500 kPa; saturated triaxial tests were carried out under drained conditions for remolded specimens for initial effective stresses of 50, 100 and 200 kPa. Unsaturated triaxial tests were carried out under drained conditions for undisturbed specimens for net normal stresses of 50, 100, 150 and 200 kPa with suction levels varying from 25 to 150 kPa. Shear strength parameters were determined from the results of those triaxial tests: c' – effective cohesion intercept; f´ - angle of internal friction; fb - angle of internal friction that indicates the rate of change in shear strength due to changes in matric suction. The observed behavior was of a bi-linear unsaturated shear strength envelope with increments of shear strength at low suctions until a value of suction equal to 75 kPa was reached; above this value a loss of shear strength was observed. The net normal stress has negligible influence on the fb value and suction does not cause changes in the f´ value. The fb value is higher than f´ value when the classic shear strength criterion is used. Other criteria for the determination of failure values were used for a better understanding of the shear strength behavior of the soil studied.