Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Geotecnia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Dissertação apresentada pelo Eng. António Joaquim Pereira Viana da Fonseca à Universidade do Porto para obtenção do grau de Mestre em Estruturas de Engenharia Civil

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Civil, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação dos prof. Doutor Manuel de Matos Fernandes e António Silva Cardoso

Tese de mestrado. Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica. 2006. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-07-10T18:25:08Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1255504 bytes, checksum: 8978503a22ffe4ced88391b8bf0e70fa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-10T18:25:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1255504 bytes, checksum: 8978503a22ffe4ced88391b8bf0e70fa (MD5) Previous issue date: 2001-05-14 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Este trabalho apresenta os resultados obtidos no desenvolvimento de um estudo de caracterização da erodibilidade e da influência de algumas propriedades geotécnicas de solos residuais da região de Viçosa (MG). Procurou-se também obter correlações entre estas propriedades geotécnicas e a erodibilidade. Durante a execução dos trabalhos de pesquisa foi projetada e construída, ainda, uma nova versão do aparelho desenvolvido por Inderbitzen (1961), utilizado na caracterização da erodibilidade de solos. O equipamento foi desenvolvido no Laboratório de Geotecnia do Departamento de Engenharia Civil na Universidade Federal de Viçosa (UFV), de maneira a atingir alguns objetivos, tais como: permitir facilidade de uso e operação, ter baixo custo, permitir a utilização de materiais de fácil aquisição e permitir a resolução de alguns problemas existentes nas versões convencionais, dentro os quais podemos citar a concentração do fluxo na rampa de descida d’água e uma maior liberdade para utilizar inclinações de rampa aleatórias. Para a caracterização da correlação entre a erodibilidade e os parâmetros geotécnicos, selecionou-se dois tipos de solos de gnaisse, os residuais maduros e os residuais jovens, localizados no Município de Viçosa e na Serra de São Geraldo. Nas amostras foram realizados ensaios de caracterização física, ensaios de campo e ensaios químicos. Observou-se que vários são os fatores que influenciam a erodibilidade dos solos, como, por exemplo, a absorção de sódio, que teve influência direta na expansibilidade LNEC; a plasticidade; teor de matéria orgânica; etc. Entretanto, a granulometria mostrou ser a característica com a maior parcela de influência na erodibilidade dos solos, podendo ser parâmetro individual para uma avaliação prévia da erodibilidade. Enfim, concluiu-se que os solos residuais jovens, com a presença de uma granulometria constituída por areia fina e silte, são solos mais susceptíveis à erosão; em contrapartida aos solos residuais maduros, com granulometria predominantemente argilosa. / This work presents the results obtained throughout a characterization study of soil erodibility and the main geotechnical factors that can influence this property in some residual soils from Viçosa region, Minas Gerais State, Brazil. During the study a new version of Inderbitzen Apparatus to characterize erodibility was projected and constructed. The equipment was developed at Geotechnical Laboratory of Civil Engineering Department of Viçosa Federal University with the aim of achieving some goals: easiness of use and operation, . low cost, use of regular materials, versatility of slope inclination and to avoid water flow concentrations. Two gneissic residual soil types, one “mature” and other “young”, were selected to a physical characterization and field and chemical tests. It can be observed that several factors influence soil erodibility such as sodium absorption, which has had direct influence over expansibility (LNEC); plasticity, organic matter content, etc. Meanwhile, grain size distribution proved to be the main characteristics that influences erodibility of studied soils. This parameter can be used as a individual one in order to previously characterize erodibility. Finally, it can be concluded that the “young” residual soils, mainly composed by fine sand and silt, are the most erodible soils when compared to the argillaceous “mature” ones.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Luís Lemos

Tese de doutoramento. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Universidade de Aveiro, Instituto Politécnico da Guarda. 2009

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação Professor Abílio Augusto Tinoco Cavalheiro

Neste trabalho estuda-se o comportamento tensão-deformação de dois horizontes de um solo residual de gnaisse, pertencentes a um perfil típico da cidade de Viçosa-Minas Gerais, na condição saturada e sob diferentes valores de sucção. O estudo apóia-se em ensaios de caracterização física e mineralógica, em ensaios destinados às análises porosimétricas e morfológicas (lâminas delgadas), e em ensaios de compressão triaxial realizados em corpos de prova não saturados e saturados, estes sujeitos a diferentes direções de cisalhamento, em ambos solos, e distintas trajetórias de tensão, no solo jovem. Nos ensaios triaxiais saturados mostra-se que a resistência dos dois solos foi independente da direção de cisalhamento e que a deformabilidade revelou-se mais anisotrópica no solo maduro, que no solo jovem, este visualmente mais heterogêneo. Mostra-se, que o intercepto de coesão cresce com a sucção numa relação que pode ser bem representada por uma função hiperbólica e que o ângulo de atrito interno praticamente não apresentou variação com a sucção matricial. Apresenta-se uma alternativa de previsão da envoltória de resistência, baseada nos parâmetros de resistência do solo saturado e nos resultados de ensaio correspondente a uma sucção conhecida. A curva de plastificação do solo jovem pôde ser representada razoavelmente bem pela curva adotada nos modelos derivados da mecânica dos solos dos estados críticos (Cam-Clay modificado). A curva é centrada no eixo hidrostático e sua forma não apresenta mudança marcante durante o encruamento do solo, o qual foi obtido através da união de pontos com o mesmo trabalho plástico. / This thesis deals with the stress-strain behavior of a mature soil and a young soil from a typical residual soil of gneiss, as found in Viçosa-MG. This behavior is analyzed under saturated and non saturated conditions. The study rests on physical and mineralogical characterization tests, on porosimetric and morphological analyses (thin section) and on triaxial compression tests performed with saturated and non saturated soil. Saturated young and mature specimens were sheared according to different directions and saturated young soil was also sheared following various stress path. It is shown that the shear strength of saturated soil, both mature and young is independent of shearing direction. However, the visually more homogeneous mature soil showed to be more anisotropic, regarding the deformability, than the young residual soil that visually seems to be heterogeneous. The cohesion intercept tends to increase with soil suction according to a non linear relationship that can be adjusted through a hyperbolic function, while the angle of shearing stress was not influenced by soil suction. An alternative to forecast unsaturated shear strength envelope based on results of saturated soil and on tests performed at a known suction is also presented. The yielding curve of young soil was found to be fairly predicted using modified Cam-Clay model. The yield curve is centered along the hydrostatic axis of stress and its shape didn’t change during soil strain hardening that was obtained by joining the points to that exhibited the same plastic work.

Neste trabalho estuda-se o comportamento tensão-deformação de dois horizontes de um solo residual de gnaisse, pertencentes a um perfil típico da cidade de Viçosa-Minas Gerais, na condição saturada e sob diferentes valores de sucção. O estudo apóia-se em ensaios de caracterização física e mineralógica, em ensaios destinados às análises porosimétricas e morfológicas (lâminas delgadas), e em ensaios de compressão triaxial realizados em corpos de prova não saturados e saturados, estes sujeitos a diferentes direções de cisalhamento, em ambos solos, e distintas trajetórias de tensão, no solo jovem. Nos ensaios triaxiais saturados mostra-se que a resistência dos dois solos foi independente da direção de cisalhamento e que a deformabilidade revelou-se mais anisotrópica no solo maduro, que no solo jovem, este visualmente mais heterogêneo. Mostra-se, que o intercepto de coesão cresce com a sucção numa relação que pode ser bem representada por uma função hiperbólica e que o ângulo de atrito interno praticamente não apresentou variação com a sucção matricial. Apresenta-se uma alternativa de previsão da envoltória de resistência, baseada nos parâmetros de resistência do solo saturado e nos resultados de ensaio correspondente a uma sucção conhecida. A curva de plastificação do solo jovem pôde ser representada razoavelmente bem pela curva adotada nos modelos derivados da mecânica dos solos dos estados críticos (Cam-Clay modificado). A curva é centrada no eixo hidrostático e sua forma não apresenta mudança marcante durante o encruamento do solo, o qual foi obtido através da união de pontos com o mesmo trabalho plástico. / This thesis deals with the stress-strain behavior of a mature soil and a young soil from a typical residual soil of gneiss, as found in Viçosa-MG. This behavior is analyzed under saturated and non saturated conditions. The study rests on physical and mineralogical characterization tests, on porosimetric and morphological analyses (thin section) and on triaxial compression tests performed with saturated and non saturated soil. Saturated young and mature specimens were sheared according to different directions and saturated young soil was also sheared following various stress path. It is shown that the shear strength of saturated soil, both mature and young is independent of shearing direction. However, the visually more homogeneous mature soil showed to be more anisotropic, regarding the deformability, than the young residual soil that visually seems to be heterogeneous. The cohesion intercept tends to increase with soil suction according to a non linear relationship that can be adjusted through a hyperbolic function, while the angle of shearing stress was not influenced by soil suction. An alternative to forecast unsaturated shear strength envelope based on results of saturated soil and on tests performed at a known suction is also presented. The yielding curve of young soil was found to be fairly predicted using modified Cam-Clay model. The yield curve is centered along the hydrostatic axis of stress and its shape didn’t change during soil strain hardening that was obtained by joining the points to that exhibited the same plastic work.