Este trabalho apresenta resultados de provas de carga em tubulões a céu aberto, com o monitoramento do teor de umidade através do processo de tradagem, a cada metro, até uma profundidade de 9,0 m, em um maciço de solo não-saturado e colapsível, representativo da região centro-oeste do interior do Estado de São Paulo. Ao todo, realizaram-se dez provas de carga, no Campo Experimental de Fundações da EESC/USP, com e sem inundação do terreno, com carregamento do fuste, foram introduzidas placas de isopor (E.P.S) a fim de, durante a realização dos ensaios, obter separadamente as parcelas de resistência de base e por atrito lateral. A partir dos dados obtidos, procedeu-se uma análise da influência da pressão de sucção, da inundação do terreno e do intervalo de tempo entre a escavação e os outros dois, concretados logo após a etapa de escavação. Observou-se que a sucção tem um efeito importante no comportamento dos tubulões a céu aberto: com o aumento da sucção maiores se tornam as resistências de base e por atrito lateral. Consequentemente, a influência do colapso apresenta-se mais significativa com o aumento da pressão de sucção. / This work presents results of static load tests, in large diameter bored piles, with measurements of soil moisture content in an unsatured collapsible soil, considered as representative of the middle - west region of the State of São Paulo, Brazil. Ten load tests were performed at Foundation Experimental Field of the EESC/USP, with and without wetting of the pit and the with quick maintained load (QML). In the large diameter bored piles were introduction, between the base and the shaft, an layer of \"isopor\", to separate the skin friction and the base resistance, during the static load tests. The gathered data allowed an assessment of the influence the soil suction, of the soil soaking and the effect between excavation and concrete in the behaviour these isolate elements of foundation.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:27:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5560855 bytes, checksum: 0c79ed0415d735fd465a255031f6750a (MD5) Previous issue date: 2006-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research presents the development of equipment for CRS tests with controlled suction and tests with artificially cemented unsatured soils. It was designed and constructed four apparatus at the geotechnical laboratory of the Federal University of Viçosa. The cells have an interchangeable high air entry value ceramic disc on its base. It was also designed a software for data acquisition and an apparatus for measurement of the volume of water dislocated from the sample. It was used two residual soils from Minas Gerais. Samples prepared by compaction were used in order to assure homogeneity and to avoid deviations in test results and interpretation. The tests were carried out with different levels of applied suction. Part of the samples was prepared with the addition of different amounts of Portland cement to simulate soil matrix. After cure, these samples added with cement were saturated and subjected to CRS compression tests, using the consolidation test apparatus developed. It was noticed a structure failure at low-tension levels because of the sample elaboration method. The equipment was testified as functional. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de equipamentos para ensaios CRS com sucção controlada e ensaios em solos não saturados cimentados artificialmente. Foram projetadas e construídas quatro células no Laboratório de Geotecnia da Universidade Federal de Viçosa. As células têm em sua base uma pedra porosa, de alto valor de entrada de ar, intercambiável. Também foram desenvolvidos um aparato de medição de volume de água deslocado do corpo-de-prova e um programa para aquisição de dados. Utilizaram-se dois solos residuais jovens de Minas Gerais. Foram usadas amostras remoldadas por compactação com o intuito de assegurar a homogeneidade e evitar desvios nos resultados dos testes e na interpretação dos dados. Os ensaios foram conduzidos com diferentes níveis de sucção. Parte das amostras foi preparada com a adição de teores de cimento Portland pra gerar uma estruturação no solo. Após o período de cura, as amostras com adição de cimento foram saturadas e submetidas ao ensaio CRS, usando os aparatos desenvolvidos. Observou-se uma quebra da estrutura com baixos níveis de tensão devido ao método adotado na elaboração das amostras. Constatou-se um bom funcionamento dos equipamentos desenvolvidos.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2857097 bytes, checksum: 6b461d27fbface3dd178a5bbe1ed092c (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Slopes of soil and/or rock exist naturally or are manmade in excavations (cut slopes) or landfills. When precipitation occurs on the slope, part of the rainwater infiltrates and, as the ground layers are being saturated, the suction forces decrease, eventually leading to the slope failure. This paper discusses the effect of infiltration of rainwater on the variation of safety factor values of a slope made of gneiss residual soil located at the Federal University of Viçosa (UFV) campus, next to another slope that failed in December, 2011. Results of laboratory tests - characterization, direct shear, water retention curve, and saturated permeability - in disturbed and undisturbed soil samples of the different soils existing in the slope and identified by standard penetration tests (SPT), are presented. Following, The variation of water content and suction in the slope are calculated, together with the safety factor along the year 2011, considering the climatic data measured at the UFV weather station - precipitation, temperature, speed and direction of winds. The infiltration of water in the slope was calculated using the commercial program VADOSE / W and the daily stability analyzes by the program SLOPE/W both from GeoStudio. The analyses showed that during rainy periods the value of the safety factor decreases, the lowest value being 1,545, in December. In dry periods, the safety factor tends to increase, but with lower rates compared to the decrease occurred during rainy periods. By analyzing the suction and the safety factor together throughout the year, it was observed that the behavior of the two variables is similar, ie, as described in the literature, when suction decreases, resistance also decreases, and the safety factor diminished. / Taludes de solo e/ou rocha existem naturalmente, ou são construídos pelo homem em escavações (taludes de corte) ou aterro. Em países tropicais, como o Brasil, muitos taludes encontram-se em parte ou totalmente com os solos na zona vadosa. Nestes casos, ocorrem forças de sucção que aumentam a resistência dos materiais que compõem o talude. Quando acontece uma precipitação sobre o talude, parte das águas pluviais infiltra e, à medida que as camadas de solo vão sendo saturadas, as forças de sucção diminuem o que, eventualmente, pode ocasionar a ruptura do talude. Neste trabalho discute-se o efeito da infiltração das águas pluviais na variação dos fatores de segurança de um talude de solo residual de gnaisse localizado no campus da Universidade Federal de Viçosa (UFV), ao lado de outro talude onde houve um significativo escorregamento em dezembro de 2011. São apresentados resultados de ensaios de laboratório caracterização, cisalhamento direto, curva de retenção de água e permeabilidade saturada em amostras deformadas e indeformadas dos solos identificados no talude por meio de sondagem à percussão. Em seguida, descreve-se a variação da umidade volumétrica, da sucção e do fator de segurança do talude ao longo do ano de 2011, considerando os dados climáticos medidos na estação meteorológica da UFV precipitação, temperatura, velocidade e direção dos ventos. O balanço hídrico e a infiltração de água no talude foram feitos com o auxílio do programa VADOSE/W e a análise diária de estabilidade feita com o programa SLOPE/W da GeoStudio. As análises mostraram que em períodos chuvosos o valor do fator de segurança diminui, tendo obtido o menor valor de 1,545, em dezembro, o que justifica numericamente a estabilidade observada em campo. Em períodos secos o valor tende a aumentar, porém em taxas menores quando comparados com a diminuição ocorrida em períodos chuvosos. Ao analisar a sucção e o fator de segurança conjuntamente ao longo do ano, observou-se que comportamento similar para as duas variáveis, ou seja, assim como descrito na literatura, quando a sucção diminuiu a resistência do talude também diminui, o que diminuiu o valor do fator de segurança.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-12T20:13:37Z No. of bitstreams: 1 PABLLO DA SILVA ARAUJO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 6927035 bytes, checksum: 9da5e680617a44b7eff618d9c75ffcf3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-12T20:13:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PABLLO DA SILVA ARAUJO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 6927035 bytes, checksum: 9da5e680617a44b7eff618d9c75ffcf3 (MD5) Previous issue date: 2017-03-29 / Capes / Uma das formas de tratamento de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) que mais se destaca são os aterros sanitários, que possui como vantagens, a facilidade de operação, menor custo quando comparado às outras técnicas (triagem, tratamento biológico, incineração, entre outras) e a existência de um plano de monitoramento contínuo. O aterro sanitário utiliza uma camada de cobertura final de solo compactado com a finalidade de isolar os resíduos do meio externo, minimizar a entrada de água para o interior do maciço sanitário, reduzir as emissões de gases para a atmosfera, evitar a proliferação de roedores e vetores de doença, entre outras. As Normas Brasileiras não regulamentam o tipo de solo a ser utilizado, nem técnicas de execução de camadas de coberturas de aterros, nem a forma de monitoramento, possuindo como única exigência o atendimento de um coeficiente mínimo de permeabilidade à água. Diante disso, este trabalho tem como objetivo analisar o desempenho do solo compactado utilizado na camada de cobertura final de um aterro de resíduos sólidos, tendo como campo experimental o Aterro Sanitário de Campina Grande/PB. Para isso foi realizada a caracterização física do solo utilizado na camada, verificação de seus parâmetros quanto à viabilidade para uso em aterros sanitários, análise físico-química e mineralógica, obtenção da curva de retenção de água no solo e análise dos pontos experimentais da curva aos ajustes propostos na literatura. Foi verificado o comportamento do solo frente aos processos de umedecimento/secagem e expansão/contração, observação da relação entre a umidade ótima de compactação e o ponto de entrada generalizada de ar (GAE), além da verificação da variação da umidade do solo em um perfil experimental da camada de cobertura por meio de sensores capacitivos. Os resultados demonstraram que, o solo possui permeabilidade à água admissível para uso em aterros sanitários segundo as normas nacionais e internacionais. O ajuste da curva de Van Genuchten aos pontos experimentais da curva de retenção atendeu às condições de concordância a partir dos parâmetros estatísticos analisados. A umidade ótima de compactação do solo possui valor próximo ao GAE, onde se inicia a dessaturação do solo, no qual o ar começa a entrar nos maiores poros formados pela drenagem da água e perda de umidade. Deve-se realizar a compactação do solo na energia proctor normal obedecendo à adição de água suficiente para atingir a umidade ótima, em um intervalo aceitável de ± 2%. Pode-se concluir que, o tipo de camada de cobertura final (solo argiloso compactado) utilizado é inadequado para a região do aterro devido às características climatológicas a que o solo está submetido e a ausência de proteção vegetal superficial. A aplicação da energia proctor normal para compactação do solo da camada de cobertura do aterro sanitário proporciona condições favoráveis à redução da permeabilidade à água do solo. A curva de retenção de água no solo da camada de cobertura do aterro sanitário apresenta comportamento unimodal e possui características de um solo argiloso. A utilização de sensores capacitivos se mostrou como uma técnica eficaz para aquisição automática da umidade do solo e verificação da sua variação ao longo do tempo, bem como, o monitoramento da sucção pela espessura da camada de cobertura final de solo compactado. / One of the forms of treatment of Municipal Solid Waste (MSW) is the landfill, which has the advantages of ease of operation, lower cost when compared to other techniques (sorting, biological treatment, incineration, among others) and the existence of a continuous monitoring plan. The landfill uses a final cover layer of compacted soil to isolate residues from the external environment, minimize the entry of water into the landfill, reduce the emission of gases into the atmosphere, prevent the proliferation of rodent and vectors of disease, among others. The Brazilian Regulations do not regulate the type of soil to be used, nor techniques for implementing layers of landfills, nor the form of monitoring, having as sole requirement the attendance of a minimum coefficient of water permeability. The objective of this work is to analyze the performance of the compacted soil used in the final cover layer of a landfill, with the Landfill Campina Grande/PB as an experimental field. The physical characterization of the soil used in the layer, verification of its parameters regarding the feasibility for use in landfills, physical-chemical and mineralogical analysis, obtaining the water retention curve in the soil and analysis of the experimental points of the curve were performed adjustments proposed in the literature. The behavior of the soil was verified in relation to the wetting/drying and swell/contraction processes, observation of the relation between the optimum compaction humidity and the Generalized Air Entry (GAE), besides the verification of soil moisture variation in one experimental profile of the cover layer by means of capacitive sensors. The results showed that the soil has permeability to water admissible for use in landfills according to national and international standards. The adjustment of the Van Genuchten curve to the experimental points of the retention curve met the conditions of agreement from the statistical parameters analyzed. The optimum soil compaction humidity has a value close to GAE, where soil desaturation begins, in which the air begins to enter the larger pores formed by water drainage and moisture loss. Soil compaction must be carried out in normal proctor energy by adding sufficient water to achieve optimum moisture, within an acceptable range of ± 2%. It can be concluded that the type of final cover layer (compacted clay soil) used is unsuitable for the landfill region due to the climatological characteristics to which the soil is subjected and the absence of surface vegetation protection. The application of normal proctor energy to soil compaction of the landfill cover layer provides favorable conditions for the reduction of soil water permeability. The water retention curve in the soil of the final cover layer of the landfill presents unimodal behavior and has characteristics of a clay soil. The use of capacitive sensors proved to be an effective technique for automatic acquisition of soil moisture and verification of its variation over time, as well as the monitoring of suction by the thickness of the final cover layer of compacted soil.

O objetivo do presente trabalho é verificar a susceptibilidade do método do papel-filtro a variações em três parâmetros de ensaio: a rugosidade do meio poroso (estrutura da matriz porosa), a extensão do período de exposição do papel-filtro à água intersticial do solo (tempo de equilíbrio) e o grau de deficiência de contacto entre o papel-filtro e a superfície do meio poroso. Para o estudo da rugosidade do meio poroso, três materiais particulados foram empregados. Individualmente, esses materiais apresentam-se mal graduados. A diferença entre eles reside no tamanho médio dos grãos, que para cada um assume um valor característico. A pretexto de uma primeira descrição, seria possível classificá-los como argila (argila caolinítica rosa), areia fina (areia IPT 100, F = 0,15 mm) e areia média (areia IPT 30, F = 0,60 mm). Vale notar que a peculiaridade destas distribuições granulométricas desqualifica esses materiais como elementos representativos para o estudo de solos que ocorrem em problemas reais de engenharia. De fato, para os propósitos do presente trabalho, os solos são instrumentos de investigação, ao passo que o método de aferição de sucção é objeto de estudo. A fim de que o procedimento experimental abrangesse a um só tempo as observações concernentes aos três parâmetros de estudo, concebeu-se um elenco de corpos-de-prova que viabilizou o levantamento concomitante de todas as observações necessárias. Visando a subsidiar as especulações acerca do tempo de equilíbrio, criaram-se grupos de corpos-de-prova (denominados famílias) a serem avaliados periodicamente segundo três intervalos de tempo: sete dias, quatorze dias e vinte e oito dias. A fim de viabilizar a verificação concomitante da influência da rugosidade do meio poroso (ou seja, da estrutura da matriz porosa), previu-se que cada família de corpos-de-prova seria composta por três sub-grupos (designados lotes), representantes dos três materiais empregados na investigação. E, com o intuito de avaliar a influência do grau de deficiência de contacto entre o papel-filtro e o solo, definiu-se cada lote como um conjunto de três corpos-de-prova, cada qual apresentando em uma de suas bases um sulco com diâmetro e profundidade definidos. De corpo-de-prova a corpo-de-prova, para um mesmo lote de uma mesma família, o diâmetro do sulco apresenta variações. Tais variações geram deficits de contacto que valem 20%, 50% e 80% da área do papel-filtro. A profundidade do sulco é a mesma para todos os corpos-de-prova, e é igual à espessura do espaçador empregado nas medições de sucção total (esp = 2mm). Quanto à rugosidade do meio poroso (estrutura da matriz porosa), concluiu-se que o tamanho médio dos grãos, conjugado ao índice de vazios, constiui variável diretamente proporcional aos desvios percentuais de aferição. Ou seja, quanto menor o tamanho médio dos grãos e menor o índice de vazios do material, menores serão os desvios percentuais de aferição de sucção. Quanto à extensão do período de exposição do papel-filtro à água intersticial do solo (tempo de equilíbrio), concluiu-se que o aumento do tempo de interação entre o papel-filtro e o solo pode compensar eventuais dificuldades de acesso da água intersticial ao papel-filtro. Inicialmente, a água atinge o papel-filtro nas regiões onde há contacto efetivo. Então, de maneira progressiva, a água passa a migrar pelo papel-filtro, umedecendo-o uniformemente. Quanto ao grau de deficiência de contacto entre o papel-filtro e a superfície do meio poroso, concluiu-se que a relação desta variável com o desvio percentual de aferição é de proporcionalidade direta. Ou seja, quanto maior a privação de contacto a que for submetido o papel-filtro, tanto mais afastado do valor de sucção matricial plena estará o valor de sucção aferido. Graficamente, isto se observa como um destacamento da curva de retenção levantada para contacto deficiente em relação à curva de retenção levantada para sucção matricial plena. Observou-se também que o destacamento entre as curvas de retenção não ocorreu de maneira uniforme. Para baixos teores de umidade volumétrica, foram maiores os desvios percentuais de aferição. Deste modo, o afastamento entre as curvas deu-se como uma combinação de translação e distorção. / The purpose of this work is to verify the susceptibility of the filter-paper method to variations in three experimental parameters: roughness of porous medium (structure of porous matrix), period of exposition of the filter-paper to pore water (equilibration time) and degree of deficiency in contact between the filter-paper and the porous medium. In order to study roughness of porous medium (structure of porous matrix), three particulate materials have been used. Individually considered, they present a poorly graduated grain size distribution. They differ one from another for their average grain size, which assumes specific values for each material. As a summary description, it would be possible to classify them as kaolin, fine sand (F = 0.15 mm) and coarse sand (F = 0.60 mm). Such peculiar grain size distribution may disqualify these materials as representative of soils which normally occur in engineering problems. In fact, for the purposes of the present work, soil samples are instruments of investigation, while the method of suction measurement is the object of study. A set of samples was designed in order to make feasible simultaneous gauging of all relevant information. Thus, experimental procedure yielded at once data concerning all three parameters. Three groups of samples (each one assembling 9 elements) were created so that remarks could be made on equilibration time. Each of them is called family, being inspected according to a determined periodicity (7 days, 14 days and 28 days). On their turn, families are composed by smaller groups called branches (each branch gathers three samples, all made of the same material). Branches are intended to make possible the evaluation of the effect of average grain size on the accuracy of the filter-paper technique. Finally, in order to evaluate the role of deficient contact between the filter-paper and the soil, samples of a single branch (thus made of the same material) were designed to present a circular perforation on one of their faces. Within each single branch, from sample to sample, perforation diameter increases to generate growing lack of contact between the filter-paper and the soil sample (lack of contact may assume three different values: 20%, 50% or 80% of the filter-paper surface). Perforation depth doesn\'t vary from sample to sample, always being equal to the thickness of the perforated disk used in total suction measurements (which is 2 mm). As for roughness of porous medium (structure of porous matrix), it has been noticed that both average grain size and void ratio are directly proportional to percent measurement deviation. In other words, the smaller the average grain size and the void ratio, the smaller will be percent measurement deviations. As for period of exposition of the filter-paper to pore water (equilibration time), it has been noticed that extending time for interaction between filter-paper and soil may compensate difficulties interstitial water might have to access filter-paper. At first, water reaches the filter-paper on regions where there is effective contact. Then, progressively, water tends to migrate through the filter-paper, wetting it uniformly. As for degree of deficiency in contact between the filter-paper and the porous medium, it has been noticed that such variable is directly proportional to percent measurement deviations. In other words, the greater the lack of contact between the filter-paper and the soil, the further is suction measurement from its full matric suction equivalent. Graphically, it corresponds to a detachment between the retention curve associated with partial matric suction and the retention curve associated with full matric suction. Additionally, it has been noticed that detachment between retention curves hasn\'t occurred uniformly. For lower volumetric water contents, percent measurement deviations were greater. Hence, detachment occurred as a combination of translation and distortion.

O principal enfoque deste estudo é investigar alguns aspectos da resistência ao cisalhamento e as propriedades de retenção de água de um solo residual compactado no estado não saturado. Foi utilizado um solo residual de gnaisse retirado do campo experimental de geotecnia da Universidade de São Paulo. Com base na curva de compactação foram escolhidos três pontos de moldagem para o estudo, estando os mesmos associados à umidade ótima, ao ramo seco e ao ramo úmido. Foram realizadas algumas series de ensaios triaxiais sob condições saturadas (CAU e CD), e um grande número de ensaios triaxiais não saturados com teor de umidade constante (CW). Os ensaios triaxiais CW não saturados, foram feitos com medição de sucção utilizando um tensiômetro de alta capacidade (TAC) colocado na base do corpo de prova. Estudos específicos relacionados com a técnica de medição de sucção com o uso do TAC foram feitos. Com os resultados dos ensaios de resistência foram obtidas, para diferentes pressões confinantes, as variações dos valores da resistência ao cisalhamento (q) em função da sucção. Estas relações permitiram a definição das superfícies de ruptura para as três condições de moldagem. Foram investigados também aspectos relativos à forma de carregamento, a velocidade de carregamento, o tipo de compactação e a trajetória de umedecimento. São apresentados detalhes de como a resistência do solo é afetada por estas variáveis. O estudo define os procedimentos para obtenção das superfícies de resistência do solo no estado não saturado, com o uso de ensaios de compressão simples, feitos com medição de sucção durante o ensaio, e com a envoltória do solo saturado. As curvas de retenção do solo foram obtidas sob diversas condições de moldagem e umedecimento, e utilizado as técnicas de translação de eixos, placa de sucção, tensiômetro e papel filtro. Estas curvas foram utilizadas como ferramenta para se verificar a aplicabilidade dos modelos de previsão de resistência propostos por Vanapalli et al (1996) e Khalili e Khabbaz (1998), ao solo estudado. / The main focus of this study is to investigate some aspects of the shear strength and water retention properties of a compacted residual soil, under unsaturated condition. A residual of gneiss obtained from the geotechnical experimental site of the University of São Paulo was used. Based on the compaction curve three molding conditions were adopted for the study: one associated with the optimum water content, and two others located at the dry side and wet side of the compaction curve. A series of triaxial tests were performed under saturated conditions (CAU and CD), and a great number of triaxial tests under unsaturated conditions at constant water content (CW). The CW tests were performed with suction measurement using a high capacity tensiometer (HCT) placed at the base of the sample. Investigations were carried out associated with the use of the CHT. Based on the shear strength tests performed under different confining pressure the relation between shear strength and suction were determined. With this relation it was possible to define the shear surface for the three molding conditions. It were also investigated aspects related with type of loading, speed of the test, type of compaction and moisture path after compaction. It is presented details on how the shear strength is affected by these parameters. The study defines a procedure to obtain the shear surface of an unsaturated soil using unconfining tests, with suction measurement and using the shear envelope obtained at saturated condition. The retention curves were obtained at different molding conditions, following distinct moisture path. The retention curves were determined using axis translation technique, suction plate, filter paper and tensiometer. The retention curves were used as a tool to evaluate the applicability of the models presented by Vanapalli et al (1996) and Khalili and Khabbaz (1998) to infer the shear strength of the residual soil studied.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-27T14:17:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - João Guilherme Rassi Almeida - 2014.pdf: 5543352 bytes, checksum: a34c198e41193488cf976a151433c9a8 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-28T12:05:42Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - João Guilherme Rassi Almeida - 2014.pdf: 5543352 bytes, checksum: a34c198e41193488cf976a151433c9a8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-28T12:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - João Guilherme Rassi Almeida - 2014.pdf: 5543352 bytes, checksum: a34c198e41193488cf976a151433c9a8 (MD5) Previous issue date: 2014-09-26 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Environment, socials and economics problems are related with erosive process, like: loss of soil productivity, silting of rivers and lakes, landslides in areas of risk and commitment of public services. Aspects such as climate, topography, soil type and the use and occupation of land by humans are decisive in understanding the susceptibility of a site to water erosion. However, in the case of tropical regions, two aspects have relative importance in studies erodibility: non saturation and weathering degree. In this way, the present study aims to analyze the suction effect and laterization degree in erodibility soil, emphasizing important parameters for carried out erodibility tests. Therefore, were selected two (02) areas near the city of Goiânia with distinct pedogenetic characteristics, one with younger soils (or even intermediate, as observed during the study) and another where weathering processes acted more intense, corresponding to a Cambisol soil type and a Oxisol type, respectively. In each site were collected disturbed and undisturbed samples with the aim to perform characterization tests, tropical soils tests, soil water retention curves and erodibility tests. On results were noted that both samples are a lateritic soils, presenting even primary minerals and iron oxides. The adjusting of soil water retention curves results on a bimodal shape for the Oxisol type due to the presence of micro and macropores, and with heterogeneous distribution shape for Cambisol Type, due the presence of grains on different sizes. At finally, the analysis of erosion, in general, results that the samples with lower initial suctions were more resistance to laminar erosions and in the processes of slope stability when submerged. On the Inderbitzen tests, the Oxisol showed be more susceptible to the erosive processes than the Cambisol type, probably because of the lower flow of the water. In the total and partial disintegration test, the samples of Oxisol demonstrate to be a good cohesive soil, opposite behavior have the Cambisol samples. / Os processos erosivos são fenômenos que envolvem sérios problemas ambientais, sociais e econômicos, tais como: perda da produtividade dos solos, assoreamentos de rios e lagos, deslizamentos em áreas de risco e o comprometimento de serviços públicos. Aspectos como o clima, o relevo, o tipo de solo e o uso e ocupação do solo pelo homem são determinantes no entendimento da suscetibilidade de um terreno aos processos erosivos hídricos. Contudo, em se tratando de regiões tropicais, dois aspectos apresentam relevante importância nos estudos de erodibilidade: a não saturação e o grau de intemperização. Desta forma, o presente estudo tem como objetivo geral a análise da influência da sucção e do grau de laterização na erodibilidade dos solos, destacando parâmetros importantes para a realização de ensaios de erodibilidade. Foram selecionadas 02 (duas) regiões próximas ao município de Goiânia com características pedogenéticas distintas, uma com ocorrência de solos jovens (ou mesmo intermediário, conforme foi constatado) e outra onde os processos de intemperismo agiram mais intensificadamente, correspondentes a um solo do tipo Cambissolo e do tipo Latossolo, respectivamente. Em cada local foram coletadas amostras deformadas e indeformadas com a finalidade de realizar ensaios de caracterização convencional e específicos para solos tropicais, curvas características solo-água e ensaios de erodibilidade dos solos. Como resultado, obteve-se que ambos os solos são lateríticos, apresentando desde minerais primários até óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio. A curva característica solo-água resultou em formato bimodal para o Latossolo, devido à presença de micro e macroporos, e com distribuição heterogênea para o Cambissolo, devido à presença de grãos de variados tamanhos. Por fim, na análise dos processos erosivos, constatou-se que, em geral, as amostras com menores valores de sucções iniciais apresentaram-se mais resistentes à erodibilidade superficial e à estabilidade quando inundados. No ensaio de Inderbitzen a amostra de Latossolo demonstrou-se mais susceptível aos processos erosivos laminares do que a amostra de Cambissolo, devido à baixa vazão do fluxo de água. Já no ensaio de desagregação total e parcial, as amostras do Latossolo apresentaram-se bem coesas, ao contrário do ocorrido nas amostras do Cambissolo.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-06-14T17:15:46Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vinícius de Oliveira Kuhn - 2014.pdf: 14459455 bytes, checksum: 11696ddc15a23f367e9d7747b46d68ba (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2017-07-07T19:38:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vinícius de Oliveira Kuhn - 2014.pdf: 14459455 bytes, checksum: 11696ddc15a23f367e9d7747b46d68ba (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-07T19:38:09Z (GMT). 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The material studied, a residual clayey soil from Goiania, GO, Brazil derived from mica schist, was semi-statically compacted at optimum conditions corresponding to the Standard Proctor. An extensive experimental program was undertaken, manly comprised of CDnsat triaxial tests for relatively low matric suctions (i.e., lower than 300 kPa), CW triaxial tests for relatively high total suctions, and Brazilian tensile tests also for high total suctions. The CW triaxial and tensile tests required the measurements of suction before and after failure. These measurements were carried out using both the filter paper technique for total and matric suction and a dew point potentiometer for total suction. In addition, tests were performed to determine the soil-water characteristic curve (SWCC) at unconfined condition. Data obtained from unsaturated triaxial tests also allowed the measurement of the SWCC, specifically for the soil consolidated at different confining stresses and for the soil subjected to deviator stresses. The experimental program was complemented by consolidated-drained triaxial tests and isotropic compression tests, both under saturated conditions. The monitoring of several stress, strain, and volume-mass state variables allowed for a detailed evaluation of soil behavior. Based on the results of the experimental program, it was determined that for total suctions ranging from zero up to approximately 10,000 kPa there is significant nonlinear shear strength increase. Beyond that suction, shear strength decreases as the soil desaturates. The shear strength loss depends on the net normal stress, with the soil presenting smaller reductions in shear strength for higher confining stresses. A remarkable relationship between the SWCC and the shear strength was observed, with the point of maximum strength corresponding to the air-entry value of the micropores. The relationship between shear strength and the water stored in micropores that are generally present within clay aggregates indicates the importance of the mechanical stability of these soil aggregates. The performance of different fitting and prediction models was evaluated considering both low suctions and the wide range of suctions used in the experimental program. Existing prediction models based on SWCC proved inaccurate for high suctions, requiring changes in their formulations. A new family of models that consider the entire range of suctions, including the loss of shear strength, was proposed. Finally, the prediction models using the SWCC of the soil under deviator stress (i.e., peak conditions) was evaluated, showing that the use of the unconfined SWCC presents superior prediction results to both low suctions and the wide range of suctions. / Geralmente desprezado, o comportamento mecânico dos solos não saturados quando submetidos a elevadas sucções é relevante em diversos problemas, desde o comportamento de camadas superficiais de argilas ressecadas até o desempenho de barreiras para disposição de resíduos nucleares. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é estudar experimentalmente a resistência ao cisalhamento de um solo tropical compactado não saturado considerando altas sucções, avaliar modelos de comportamento existentes e desenvolver um modelo de comportamento que contemple altas sucções. O material estudado, uma argila residual madura de micaxisto de Goiânia, GO, foi compactada semi-estaticamente na condição ótima correspondente ao Proctor Normal. Foi desenvolvida uma campanha de investigações experimentais que incluiu ensaios triaxiais com controle de sucção do tipo CDnsat, para relativamente baixas sucções matriciais (i.e., menores que 300 kPa), ensaios triaxiais do tipo CW para relativamente altas sucções totais e ensaios de compressão diametral, também para altas sucções totais. Os ensaios do tipo CW e de compressão diametral foram realizados com medição de sucção pré e pós ruptura. Pra tal, foram empregadas a técnicas do papel filtro para sucções totais e matriciais e um potenciômetro de ponto de orvalho para sucções totais. Foram também realizados ensaios de determinação da curva característica solo-água (CCSA) em condições não confinadas, dados esses que foram combinados com CCSAs obtidas a partir dos ensaios triaxiais não saturados, para diferentes tensões confinantes e para diferentes tensões desvio. O programa experimental foi complementado com ensaios triaxiais do tipo CD e ensaios de compressão isotrópica, ambos para o solo saturado. O monitoramento de diversas variáveis de estado de tensão, deformação e volume-massa, permitiu uma avaliação ampla do comportamento do solo. Baseado nos resultados experimentais, foi determinado que o solo submetido à sucções de até aproximadamente 10.000 kPa tem significante, porém não linear, ganho de resistência ao cisalhamento. A partir deste ponto o solo sofre perda de parte dessa resistência. A perda de resistência depende das tensões normais líquidas, sendo essa perda menor para tensões confinantes maiores. Foi observada uma marcante relação entre a CCSA e a resistência ao cisalhamento, sendo o ponto de máxima resistência associado ao ponto de início da secagem dos microporos. A relação entre a resistência ao cisalhamento e a água armazenada nos microporos, geralmente presente em agregados de argila, indica a importância da resistência interna desses agregados. Foram avaliados os desempenhos de diversos modelos de comportamento de solos não saturados na representação do comportamento do solo estudado, considerando baixas sucções e toda a faixa de sucções empregadas. Foi proposta uma nova família de modelos que considera toda a faixa de sucções, incluindo a perda de resistência ao cisalhamento. Modelos de previsão baseados na CCSA existentes na literatura mostraram-se pouco acurados para altas sucções, sendo necessárias alterações nas formulações. Finalmente, os modelos de previsão foram avaliados utilizando as CCSAs de estado de ruptura, mostrando que o uso de CCSAs desconfinadas apresentam melhor previsão de resistência tanto para altas sucções (todas as sucções) quanto para baixas sucções (até 2.000 kPa).

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-04-20T17:51:20Z No. of bitstreams: 3 Dissertação - Melina Freitas Rocha - 2013 - parte 01.pdf: 18877116 bytes, checksum: db6e237169520b45aaf7353c708c8366 (MD5) Dissertação - Melina Freitas Rocha - 2013 - parte 02.pdf: 8252606 bytes, checksum: c0d1163233c3716f97b6b48d0006dada (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-04-20T17:52:46Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Dissertação - Melina Freitas Rocha - 2013 - parte 01.pdf: 18877116 bytes, checksum: db6e237169520b45aaf7353c708c8366 (MD5) Dissertação - Melina Freitas Rocha - 2013 - parte 02.pdf: 8252606 bytes, checksum: c0d1163233c3716f97b6b48d0006dada (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-20T17:52:47Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Dissertação - Melina Freitas Rocha - 2013 - parte 01.pdf: 18877116 bytes, checksum: db6e237169520b45aaf7353c708c8366 (MD5) Dissertação - Melina Freitas Rocha - 2013 - parte 02.pdf: 8252606 bytes, checksum: c0d1163233c3716f97b6b48d0006dada (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-07-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The need for the use of structures retaining wall have been increasingly used in engineering works. The valuation of soil use has led to wide-ranging exploration of the subsoil, resulting in large excavations that change the equilibrium state of the soil. The performance and design of retaining wall require a good understanding of the stress state of the soil, soil-structure interaction and varying the saturation of soil during construction and useful life. The useful life of retaining wall must ensure stability, functionality and durability. The analysis of soilstructure interaction becomes important by the fact that the same structure subjected to the same external load, presents support reactions that vary with the particular conditions of the mass of soil in which it lies. Therefore the study of soil-atmosphere interaction is an essential factor for unsaturated soils. In order to evaluate the influence of suction on structural design in balance were simulated real conditions of rainfall in three different soils for three excavations (3, 6 e 9 m) and inciciais different conditions N.A. It was observed that the behavior of the suction profile is inwardly related to the parameters as well as saturated and unsaturated soil each, with the intensity and duration of precipitation. Through the theory of earth pressure Rankine for saturated soils, the formulation was developed to calculate the active and passive earth pressure into account the unsaturated soil for three different behaviors of suction, i.e., constant suction over the depth matric suction decrease linearly with depth and suction profile mixed (ie, the part is kept constant and decrease linearly with depth). After determination of the active and passive earth pressure was established equilibrium limit retaining wall and give the sheet length for safety factors of 1,0 and 1,5. It was noticed that there is reduction in the active earth pressure and increased passive earth pressure for all conditions in suction profile. Due to suction, there is an increased horizontal depth tension zone that contributes to the reduction in the horizontal efforts on the structures retaining wall , then a reduction in the sheet length. Otherwise the specific weight natural varies with the suction and that is a factor that can increase efforts, particularly for rainfall with relative intensity close to 1 (q/ksat) and saturated soils with high permeability, where suction is small and has constant distribuiton in the soil profile. / A necessidade do uso das estruturas de contenção tem sido cada vez mais frequente em obras de engenharia. A valorização do uso do solo tem levado a exploração ampla do subsolo, implicando em grandes escavações que alteram o estado de equilíbrio do solo. O desempenho e dimensionamento da contenção exigem um bom entendimento do estado de tensões do solo, da interação solo-estrutura e da variação da saturação do solo durante a construção e vida útil da contenção. A vida útil de uma obra deve garantir estabilidade, funcionalidade e durabilidade. A análise da interação solo-estrutura torna-se importante pelo fato de que a mesma estrutura, submetida à mesma carga externa, apresenta reações de apoio que variam com as condições particulares do maciço de solo em que ela se encontra. Portanto o estudo da interação solo-atmosfera é um dos fatores essenciais para os solos não saturados. Com intuito de avaliar a influência da sucção no dimensionamente de uma estrutura de contenção em balanço, foram simulados condições reais de precipitações em três solos distintos para três profundidades de escavações (3, 6 e 9 m) e para várias condições inciciais de N.A. E observou-se que o comportamento do perfil de sucção está intimamente relacionado com os parâmetros saturados bem como os não saturados de cada solo, com a intensidade e duração da precipitação. Através da teoria do empuxo de terra de Rankine, para os solos saturados foram desenvolvidas as formulação para cálculo dos empuxos ativos e passivo levando em consideração a não saturação do solo, para três comportamentos diferentes da sucção, isto é; sucção constante ao longo da profundidade, sucção variando linearmente com a profundidade e perfil de sucção misto (i.e., parte é mantido constante e parte varia linearmente com a profundidade). Após a determinação dos empuxos ativo e passivo foi estabelecido o equilíbrio limite da contenção e determinado o comprimento da ficha para dos fatores de segurança de 1,0 e 1,5. Percebeu-se que há redução do empuxo ativo e um acréscimo do empuxo passivo para todas as condições de perfil de sucção. Devido a sucção, há um aumento da profundidade da tensão horizontal nula que foi um dos parâmetros que contribui para a redução dos esforços horizontais na contenção, logo uma redução no comprimento da ficha. Por outro lado o peso específico natural varia com a sucção e esse é um fator que pode aumentar os esforços, principalmente para chuvas com intensidade relativa próxima de 1 (q/ksat) e solos com permeabilidade saturada alta, onde a sucção é pequena e tem-se distribuição constante no perfil do solo.

Neste trabalho são apresentados resultados de ensaios triaxiais convencionais, de compressão confinada e triaxiais com controle de tensão, realizados em amostras saturadas e com controle de sucção, em corpos de prova indeformados coletados ao longo de um perfil típico de solo da cidade de São Carlos - SP. A partir dos dados obtidos, faz-se um estudo do comportamento de deformação e resistência do solo, em condições não saturadas, ao longo de todo perfil amostrado. Para o solo residual de arenito realiza-se também um estudo das suas principais características de elastoplasticidade, para a condição saturada e para o caso dos ensaios realizados com controle de sucção. Mostra-se que as superfícies de plastificação obtidas para o solo podem ser ajustadas de modo razoável pela superfície de escoamento do Cam-Clay modificado, utilizada nos modelos de Alonso et al. (1990) e Balmaceda et al. (1992). Para esta superfície, o uso de uma lei de fluxo associada conduziu a resultados satisfatórios. Um modelo constitutivo é proposto para representação do comportamento do solo em condições não saturadas. Uma nova superfície de plastificação e uma nova lei de fluxo (não associada) são propostas para o solo, conseguindo-se uma melhor previsão dos pontos de escoamento situados à esquerda da projeção da linha de estados críticos e diminuindo-se os valores dos desvios angulares dos vetores de incrementos de deformação plástica. No modelo constitutivo proposto neste trabalho, a superfície de escoamento LC do solo é obtida levando-se em consideração não somente os valores da pressão de pré-adensamento, mas também os valores de &#947(s). Os modelos constitutivos proposto e de Balmaceda et al. (1992) são utilizados na simulação dos ensaios de laboratório, obtendo-se bons resultados. Com o uso dos parâmetros adotados para a simulação dos ensaios de laboratório são realizadas previsões do comportamento de estruturas de fundação em campo, obtendo-se resultados satisfatórios. / This thesis deals with the application of elasto-plastic concepts to a typical non saturated soil from São Carlos - SP. The soil profile analysed is composed at is upper part of a sandy soil of coluvium origin and of a residual soil from sandstone at depths larger than 8 m. The water level is at a depth of about 10 m. The experimental work included compression triaxial tests following different stress paths and confined compression tests performed both on saturated and on unsaturated specimens. In the case of the residual soil of sandstone, its main elastoplastic characteristics are studied. It is shown that yield points can be fairly fitted by the yield surface proposed by of Alonso et al. (1990) and Balmaceda et al. (1992), which are an extension of modified Cam-Clay yield surface. In this case, an associated flow law also gave reasonable results in reproducing experimental data. In order to get a better adjustment between experimental and theoretical results, a new constitutive model is proposed using a new yield surface and a non associated flow law. It is shown that this new yield surface can better adjust experimental yield points, mainly those located at left of the critical state line (C.S.L.) and the new flow rule leaded to lower deviation of incremental plastic strain vectors. In the proposed model, the yield surface LC is obtained considering both &#947(s) and po experimental values. The proposed and Balmaceda et al. (1992) models were utilised to predict the laboratory soil behaviour, showing good results. The parameters already used to reproduce laboratory tests were also used to model foundation structures built in the soil studied and a fair agreement between experimental and predict results was obtained.