Corrida de detritos é um tipo de movimento que se caracteriza por uma massa fluída bastante densa, constituída por lama, água, rochas e outros detritos, capaz de atingir elevadas velocidades e possuir elevado potencial de destruição. Essas características colocam esse tipo de movimento entre os mais catastróficos desastres naturais, com grande potencial de destruição, principalmente quando ocorre em áreas urbanizadas, onde os prejuízos e perdas podem ser enormes. Como apoio para definição de medidas de prevenção ou mitigação desses desastres, as ferramentas computacionais para modelagem desses movimentos têm se mostrado de grande utilidade, sendo que para isso atualmente existem diferentes abordagens. Nesse sentido, o atual trabalho se baseia na aplicação do software RAMMS em um estudo de caso a fim de verificar a aplicabilidade dessa ferramenta no estudo de casos típicos de corridas de massa em condições brasileiras. Este software, desenvolvido pelo órgão suíço WSL, se baseia no modelo de atrito de Voellmy-Salm, que divide a resistência ao cisalhamento em duas parcelas: atrito seco e atrito turbulento, sendo que para cada uma destas parcelas existe um coeficiente característico, sendo, respectivamente, μ e ξ. Neste trabalho é feita a análise de movimentos de massa que ocorreram no Rio de Janeiro no ano de 1996, nos canais dos rios Quitite e Papagaio, em que foi mobilizado cerca de 130.000m³ de material por cerca 1,5 km. Neste trabalho é feita uma retroanálise desses movimentos através do software RAMMS, de modo a se obter a calibração dos parâmetros de atrito do modelo Voellmy-Salm. Para isso foram realizadas diversas simulações dos movimentos de massa, fazendo-se a comparação dos resultados com os dados dos movimentos reais. As análises realizadas possibilitaram a calibração dos parâmetros de atrito do modelo Voellmy-Salm de modo a reproduzir de maneira satisfatória os movimentos ocorridos. Para o coeficiente de atrito seco (μ), os valores obtidos ficaram entre 0,075 para o material mais fino e 0,25 para o material mais grosseiro. Para o coeficiente de atrito turbulento (ξ) o valor obtido também foi variável de acordo com o trecho, entre 150 e 400 m/s², aproximadamente. Também foi observado que ambos os parâmetros apresentam variação ao longo do trecho da corrida. Esses valores podem vir a servir de base para estudos de novos movimentos em condições similares, através do software RAMMS, auxiliando assim em programas para prevenção ou mitigação das consequências relacionadas às corridas de detritos. / Debris flows is a mass movement characterized as a dense fluid, consisting of mud, water, rocks and other debris, which is able to reach high speeds and to have a high destructive potential. These characteristics classify this type of mass movement among the most catastrophic natural disasters, with great potential for destruction especially when it occurs in urban areas, where losses can be enormous. Computational tools to model these movements have proved to be very useful as support for studies of preventive or mitigation measures for such disasters and there are a number of different approaches currently. The current work is based on the application of RAMMS software in a case study to verify the applicability of this tool on the study of cases under Brazilian conditions. The software was developed by the Swiss agency WSL and is based on the Voellmy-Salm friction model, which divides the shear resistance into two portions: dry friction and turbulent friction, and for each of these portions assumes a characteristic coefficient, μ and ξ, respectively. In this work the analysis of the debris flows that occurred in the Quitite and Papagaio streams, Rio de Janeiro, 1996, which mobilized about 130.000m³ of material for about 1.5 km. Back analysis of these movements were performed using the software RAMMS to obtain calibration parameters for the friction model of Voellmy-Salm. For this purpose, several simulations of mass movements were performed allowing the comparison of the results with data from real movements. These analyzes had allowed the parameters calibration of the Voellmy-Salm friction model which reproduced satisfactorily the movements. For the coefficient of dry friction (μ), the values obtained were between 0.075, for fine material, and 0.25, for coarse material. For the turbulent friction coefficient (ξ) the values were also variable between 150 and 400 m/s, approximately, according to the geometric segment studied. It was also observed that both parameters changed along the stretch. These values may be used as a base for studies of new movements in similar conditions using RAMMS software and can help in prevention or mitigation of debris flows.

[pt] Os hidrocarbonetos monoaromáticos constituintes da gasolina (BTEX) têm sido encontrados em aquiferos devido aos vazamentos de tanques de armazenamento e sua consequente dissolução na água subterrânea. No Brasil existe ainda um agravante: o etanol é utilizado como aditivo à gasolina, o que promove um aumento na profundidade de percolação dos poluentes, já que atua como cossolvente e possui degradação preferencial. Alterações nas condições químicas do meio ambiente proporcionam, por conseqüência, adaptações na dinâmica de sobrevivência da microbiota residente. Em um ambiente redutor com baixo nível de manganês, ausência de nitratos e presença significativa de óxidos de ferro, o Fe(III) passa a ser o receptor de elétrons preferencial para a biodegradação anaeróbia da matéria orgânica. Com o objetivo de avaliar a biodegradação anaeróbia da mistura BTEX-Etanol em aquífero tropical, mediada pela redução de Fe(III), foram desenvolvidos microcosmos anaeróbios, envolvendo solo homogêneo saturado com água não contaminada e água contaminada com mistura de BTEX-Etanol. A partir da quantificação e análise da atividade microbiana degradadora, dos resíduos da contaminação e do teor de Fe(+2), foi possível verificar o aumento da disponibilização de ferro oriundo dos respectivos óxidos e também da produção de Fe(+2) durante o tempo de incubação, bem como o período de adaptação dos microorganismos, variação de sua atividade e a queda dos níveis dos BTEX-Etanol. Estes resultados podem ser um indicativo da ocorrência de uma atenuação natural, porém, estudos mais extensos são necessários, incluindo uma metodologia mais adequada para medir as especiações do ferro. / [en] Gasoline monoaromatic hydrocarbons (BTEX) have been detected in aquifers due to storage tank spills from gas stations that lead to their consequent dissolution on groundwater. An aggravating factor in Brazil is ethanol being used as additive to gasoline, promoting an increase on pollutants percolation in soil since it works as co-solvent and is preferentially degraded. Therefore, changes on environmental chemical conditions promote adaptations of the survival dynamic of native microorganisms. In a reducing environment with low levels of manganese, absence of nitrate and significant presence of iron oxides, Fe(III) becomes the preferential electron acceptor for anaerobic biodegradation of organic matter. In order to evaluate this anaerobic biodegradation of BTEXEthanol mixture in a tropical aquifer, mediated by Fe(III) reduction, anaerobic microcosms were developed involving homogeneous soil saturated with noncontaminated and BTEX-Ethanol contaminated water. Quantifying and analyzing microbial activity, contamination residues and Fe(+2) contents allowed to verify increases of iron availability from the respective oxides and Fe(+2) production throughout the assay, as well as the period of microbial adaptation, the variation of microbial activity and the decrease of BTEX-Ethanol levels. These results may be indicative of the occurrence of natural attenuation. However, more studies are needed, including a better methodology to measure iron speciation in these experimental conditions.

Orientadora: Profa. Dra. Giulliana Mondelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, 2017. / O lixiviado é um problema recorrente nos aterros sanitários, afetando o subsolo e expondo o ambiente a riscos, assim como a população. As regiões tropicais se singularizam por suas características, e predomínio de certos processos físico-químicos que acentuam a lixiviação. Dessa forma, este estudo visou a compreensão da interação entre contaminantes e subsolo em um ambiente tropical, com auxílio da modelagem geoquímica. A área de estudo foi o Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru, sendo analisados dados físico-químicos e químicos das águas subterrâneas, coletadas entre 2003 a 2015. O estudo foi dividido em duas etapas: a primeira focada na análise exploratória dos dados e na classificação dos compostos químicos de interesse, e a segunda focada na modelagem geoquímica. Os parâmetros físico-químicos manifestaram uma evolução voltada a basicidade e um decréscimo da matéria orgânica. Os compostos químicos de interesse foram Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mn, Ni, Nitrogênio Amoniacal, NO3-, NO2-, Pb, PO4 3- Total, SO4 2-, S2- e Zn. Tais compostos têm sua origem ligada ao ambiente circundante, à litologia local e aos resíduos, assim como são influenciados principalmente pela hidrólise, além da absorção, adsorção, complexação, diluição, dissolução, oxirredução, precipitação e trocas catiônicas. Por fim, a abordagem estatística com a modelagem permitiu identificar os processos envolvidos na interação contaminantes-subsolo, assim como a atual fase do aterro, Metanogênese. / The leachate is a frequent problem in landfills, affecting the subsoil and exposing the environment to risks, as well as the population. Tropical regions are distinguished by their characteristics, and by the predominance of certain physical-chemical processes that accentuate leaching. So, this study proposed the comprehension of the interaction between contaminants and subsoil in a tropical environment, using geochemical modeling support. The study site was Bauru's Municipal Solid Waste Landfill and was analyzed physical-chemical and chemical data of groundwater, collected between 2003 and 2015. This study had two parts: the first one focus on an exploratory data analysis and on the classification of chemical compounds of interest; and the second focused on geochemical modeling. The physicalchemical parameters showed a progression to basicity as a decreasing of organic matter. The chemical compounds of interest were Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mn, Ni, Ammonia Nitrogen, NO3-, NO2-, Pb, PO43- Total, SO4 2-, S2- and Zn. These elements were originated from the surrounding environment, local lithology and solid waste. Hydrolysis is the main process in the dynamics of these chemical compound, beyond the absorption, adsorption, cationic exchanges, complexation, dilution, dissolution, oxidation and precipitation. Finally, the statistical approach with modeling allowed to identify the processes involved contaminant-subsoil interaction, as well the current phase of the landfill, Methanogenesis.

[pt] O aumento da poropressão é um dos mais significativos fatores desencadeantes da ruptura de taludes em muitas regiões do mundo, principalmente em climas tropicais, onde os solos residuais e coluvionares são abundantes. A fim de compreender e analisar o mecanismo e as condições que conduzem a tais rupturas, nesta tese se apresenta um estudo do comportamento de solos submetidos a ensaios triaxiais de aumento de poropressão, que simulam a elevação do nível piezométrico em encostas. Os ensaios foram realizados em amostras indeformadas de dois solos coluvionares e um solo residual jovem, obtidos de diferentes encostas no Rio de Janeiro. Adicionalmente, foram realizados ensaios de cisalhamento direto com plano cortado e superfície polida, e ensaios triaxiais convencionais drenados e não drenados, com a finalidade de obter a resistência residual e a linha de estado crítico dos solos, bem como ilustrar as diferenças de comportamento sob diferentes trajetórias de tensão. Para monitorar as deformações locais das amostras e obter uma medida apropriada das poropressões foram utilizados instrumentos eletrônicos de medição interna e um minitransdutor de pressão na meia altura dos corpos de prova. Os resultados mostraram que sob o efeito de poropressão cada solo apresentou um comportamento distinto, o que se atribui principalmente ao grau de intemperismo e às suas diferentes características estruturais. Observou-se, ainda, que as trajetórias de tensão seguidas nos ensaios têm uma influência significativa nas características de resistência a grandes deformações dos solos. / [en] Pore-pressure increase is one of the most significant triggering factors for slope failures in many regions around the world, mainly in tropical climates, where residual and colluvium soils are abundant. In order to analyze and understand the mechanisms and conditions leading to such failures, this thesis presents a study of the soils behavior under triaxial tests of pore-pressure increase, that mimic the elevation of piezometric level in slopes. The tests were performed on soil samples of two colluvial and one young residual soils from different slopes in Rio de Janeiro. Additionally, direct shear tests with cut plane and polished surface, and conventional undrained and drained triaxial testing were carried out to obtain the residual shear strength and the critical state line of soils, and illustrate the behavior differences under different stress paths. Internal instrumentation and a miniature pore-pressure transducer at the mid-height of the specimens were used to monitoring local deformations of the specimens and get appropriate porepressure measures. The results showed that under the effect of pore-pressure increase each soil showed different behavior. It is attributed mainly to the degree of weathering and their differing structural features. It was also observed that the stress path followed in the tests have a significant influence on the strength characteristics of the large strain state of soils.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This research aimed to classify soils from the region of Santa Maria, in the state of Rio Grande do Sul, according to the MCT Methodology, seeking to know the peculiarities of the tropical soils of the region. The methodology applied in this study consisted in situate, collect and characterization of the soil deposits, and the conduction of laboratory tests. It was chosen two typical soil profiles from the geotechnical units of the region and two materials from deposits inside the studied area. Through laboratory tests, materials were classified according to the traditional systems of geotechnical classification, USCS and TRB, which are based in regulations from United States and Europe, temperate climate regions, and are substantiated in the value of consistence limit and soil granulometry. Besides the physical, chemical and mechanical characterization, it was performed triaxial tests with repeated loads to obtain the resilience modulus and resilient classification of the studied soils. The experiments of the MCT, MCT-M and Tablets Method were performed to understand the behavior of the soils, in view of the subtropical climate in the state and the presence of lateritic soils. Thus, it is possible to compare the classification methods, verifying the deficiency in the traditional methods related to lateritic soils and prove the validity of the Tablets Method as a simplified form to soils characterization. The results of this research show that MCT Methodology, developed to tropical soils, is an important tool to make feasible projects of low traffic pavements, minimizing costs and optimizing the use of tropical soils in these enterprises. / Esta pesquisa teve como objetivo classificar os solos da região de Santa Maria, no estado do Rio Grande do Sul, segundo a metodologia MCT, objetivando conhecer as peculiares dos solos tropicais da região. A metodologia aplicada neste trabalho consistiu na localização, coleta e caracterização das jazidas de solos, e na realização de ensaios laboratoriais. Escolheram-se dois perfis típicos de solos das unidades geotécnicas da região e dois materiais provenientes de jazidas compreendidas na área de estudo. Através de ensaios laboratoriais, os materiais foram classificados segundo os sistemas tradicionais de classificação geotécnica, USCS e TRB, os quais são baseados em normativas dos Estados Unidos e Europa, regiões de clima temperado, e fundamentam-se nos valores de limites de consistência e na granulometria dos solos. Além da caracterização física, química e mecânica, foram realizados ensaios triaxiais de cargas repetidas para obtenção do módulo de resiliência e classificação resiliente dos solos em estudo. Os ensaios da classificação MCT, MCT-M e o Método das Pastilhas foram realizados para o conhecimento do comportamento dos solos, tendo em vista o clima subtropical do estado e a presença de solos lateríticos. Possibilitando assim, a comparação entre os métodos de classificação, verificando a deficiência nos métodos tradicionais em se tratando de solos lateríticos e a validade do Método das Pastilhas como uma forma simplificada de caracterização dos solos. Os resultados desta pesquisa mostram que a metodologia MCT, desenvolvida para solos tropicais, é uma ferramenta importante para viabilizar projetos de pavimentação de baixo volume de tráfego, minimizando custos e otimizando o uso de solos tropicais nesses empreendimentos.

Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento colapsível, sob o aspecto estrutural, de três perfis de solos tropicais típicos, que ocorrem na região norte do Paraná e que podem ser considerados representativos do território brasileiro. Dois desses perfis são classificados pela pedologia como Latossolos Vermelhos, um de textura argilosa e outro de textura média e o terceiro perfil, de textura argilosa, como Nitossolo Vermelho. Tem por objetivo, também, em função da abordagem pedológica adotada para a caracterização dos solos, poder associar comportamentos característicos observados para as diferentes classes estudadas, visando a extrapolação e aplicação desses conhecimentos a outros solos de ocorrência em zona tropical que se enquadrem nas mesmas classes dos materiais estudados. Ensaios edométricos simples e duplos foram conduzidos para a avaliação da colapsibilidade dos solos. O acompanhamento da evolução da macro e da microestrutura dos solos, antes e após colapso, através de análises micromorfológicas, permitiu estabelecer correlações com a dinâmica do colapso. Os resultados apontam um comportamento colapsível em todos os níveis dos perfis dos Latossolos enquanto que, para o horizonte característico do Nitossolo, as deformações volumétricas por inundação não foram suficientes para classificá-lo como colapsível. Os resultados ressaltam, ainda, a influência da tensão de pré-adensamento virtual e dos fatores pedogenéticos na variabilidade das características físicas dos solos analisados e na magnitude do colapso. Os maiores coeficientes de colapso parecem estar associados principalmente à presença, em maior proporção, de plasma microagregado com porosidade intermicroagregado fortemente comunicante; porosidade total elevada e existência de macroporos / Collapsible soils behavior, under the structural aspect, of three typical tropical soil profiles that occur in the region of North Paraná, considered representative in the national territory, are analysed at this thesis. Two of these profiles are classified by the pedology as Red Oxisoil, one of clayey texture and the other of medium texture. The third profile, of clayey texture is classified as Red Nitosols. The objective of this study is also to be able to extrapolate the result and behavior observed at this soil profiles for other sites which present similar characteristics on a pedological point of view. Double and simple oedometric tests were conducted for soil collapsibility evaluation. The evolution of the macro and microstructure of the soil were observed, before and after the collapse, through micromorphological analysis, allowing the establishment of correlations with the collapse dynamics. Test results point out to a collapsible behavior in all the levels of Oxisoil profile while for the characteristics horizon on Nitosol the volumetric deformation because of soaking was not sufficient to classify it as collapsible. Test results also highlight the influence of virtual pre-consolidation and pedogenetic factors in the variability of the physical characteristics of soil and in collapse magnitude. Highest collapsibility coefficient may to be mainly associated to the presence, in greater proportion, of microaggregate plasma with strongly communicating intermicroagregated void; high total porosity and the presence of macropores

Corrida de detritos é um tipo de movimento que se caracteriza por uma massa fluída bastante densa, constituída por lama, água, rochas e outros detritos, capaz de atingir elevadas velocidades e possuir elevado potencial de destruição. Essas características colocam esse tipo de movimento entre os mais catastróficos desastres naturais, com grande potencial de destruição, principalmente quando ocorre em áreas urbanizadas, onde os prejuízos e perdas podem ser enormes. Como apoio para definição de medidas de prevenção ou mitigação desses desastres, as ferramentas computacionais para modelagem desses movimentos têm se mostrado de grande utilidade, sendo que para isso atualmente existem diferentes abordagens. Nesse sentido, o atual trabalho se baseia na aplicação do software RAMMS em um estudo de caso a fim de verificar a aplicabilidade dessa ferramenta no estudo de casos típicos de corridas de massa em condições brasileiras. Este software, desenvolvido pelo órgão suíço WSL, se baseia no modelo de atrito de Voellmy-Salm, que divide a resistência ao cisalhamento em duas parcelas: atrito seco e atrito turbulento, sendo que para cada uma destas parcelas existe um coeficiente característico, sendo, respectivamente, μ e ξ. Neste trabalho é feita a análise de movimentos de massa que ocorreram no Rio de Janeiro no ano de 1996, nos canais dos rios Quitite e Papagaio, em que foi mobilizado cerca de 130.000m³ de material por cerca 1,5 km. Neste trabalho é feita uma retroanálise desses movimentos através do software RAMMS, de modo a se obter a calibração dos parâmetros de atrito do modelo Voellmy-Salm. Para isso foram realizadas diversas simulações dos movimentos de massa, fazendo-se a comparação dos resultados com os dados dos movimentos reais. As análises realizadas possibilitaram a calibração dos parâmetros de atrito do modelo Voellmy-Salm de modo a reproduzir de maneira satisfatória os movimentos ocorridos. Para o coeficiente de atrito seco (μ), os valores obtidos ficaram entre 0,075 para o material mais fino e 0,25 para o material mais grosseiro. Para o coeficiente de atrito turbulento (ξ) o valor obtido também foi variável de acordo com o trecho, entre 150 e 400 m/s², aproximadamente. Também foi observado que ambos os parâmetros apresentam variação ao longo do trecho da corrida. Esses valores podem vir a servir de base para estudos de novos movimentos em condições similares, através do software RAMMS, auxiliando assim em programas para prevenção ou mitigação das consequências relacionadas às corridas de detritos. / Debris flows is a mass movement characterized as a dense fluid, consisting of mud, water, rocks and other debris, which is able to reach high speeds and to have a high destructive potential. These characteristics classify this type of mass movement among the most catastrophic natural disasters, with great potential for destruction especially when it occurs in urban areas, where losses can be enormous. Computational tools to model these movements have proved to be very useful as support for studies of preventive or mitigation measures for such disasters and there are a number of different approaches currently. The current work is based on the application of RAMMS software in a case study to verify the applicability of this tool on the study of cases under Brazilian conditions. The software was developed by the Swiss agency WSL and is based on the Voellmy-Salm friction model, which divides the shear resistance into two portions: dry friction and turbulent friction, and for each of these portions assumes a characteristic coefficient, μ and ξ, respectively. In this work the analysis of the debris flows that occurred in the Quitite and Papagaio streams, Rio de Janeiro, 1996, which mobilized about 130.000m³ of material for about 1.5 km. Back analysis of these movements were performed using the software RAMMS to obtain calibration parameters for the friction model of Voellmy-Salm. For this purpose, several simulations of mass movements were performed allowing the comparison of the results with data from real movements. These analyzes had allowed the parameters calibration of the Voellmy-Salm friction model which reproduced satisfactorily the movements. For the coefficient of dry friction (μ), the values obtained were between 0.075, for fine material, and 0.25, for coarse material. For the turbulent friction coefficient (ξ) the values were also variable between 150 and 400 m/s, approximately, according to the geometric segment studied. It was also observed that both parameters changed along the stretch. These values may be used as a base for studies of new movements in similar conditions using RAMMS software and can help in prevention or mitigation of debris flows.

Admite-se normalmente na Mecânica dos Solos que os solos que são expansivos em presença d\'água, são contrácteis ao perderem umidade, e vice-versa. Nas regiões tropicais, encontra-se solos, como por exemplo as argilas e solos argilosos sedimentares de baixadas ou ainda argilas e solos argilosos saprolíticos, que assim se comportam quanto às propriedade de expansão e de contração. Graças à atuação do clima quente e úmido das regiões tropicais, os solos se formam e se desenvolvem rápida e intensamente. Os solos tropicais saprolíticos e lateríticos podem apresentar composição mineralógica e estrutura peculiares resultantes destes processos de intemperismo. Dadas estas características, eles podem se comportar de forma particular sob diversos aspectos e, em especial neste trabalho, são abordadas suas \"anomalias\" quanto à expansão e à contração. Há solos tropicais, como as argilas e solos argilosos lateríticos, que são geralmente pouco expansivos, embora contrácteis. De outro lado, existem siltes e solos siltosos micáceos e/ou caulínicos saprolíticos que são frequentemente muito expansivos, apesar de serem pouco ou não contrácteis. Hipóteses sobre os mecanismos envolvidos nos processos de expansão e de contração são feitas na tentativa de compreender o comportamento particular destes solos. Algumas propriedades dos solos de grande interesse à pavimentação, como resistência e perda de resistência em presença d\'água, deformações em geral, fissuras e trincas de contração, entre outras, dependem também do tipo de comportamento do solo à expansão e à contração. Ensaios em amostras compactadas mostram como alguns tipos de comportamento podem ser previstos através da expansão e da contração.Estuda-se os efeitos da secagem dos solos compactados, fenômeno comum nas regiões tropicais, seja logo após a construção. Como já na fase de utilização das rodovias. Constata-se que para solos argilosos e siltosos saprolíticos, como para grande parte dos solos transportados, a secagem é em geral prejudicial, tornando o solo compactado potencialmente mais expansivo e com maior perda de capacidade de suporte em contato com a água. Contrariamente, há alguns tipos de solos lateríticos onde a secagem imprime efeitos benéficos irreversíveis ao solo, gerando uma diminuição na expansão e na perda de resistência quando em presença d\'água. Propõe-se ensaios de reexpansão com medida da capacidade de reabsorção d\'água após secagem de pastilhas moldadas no limite de liquidez e da resistência à penetração do cone para identificar estes solos tropicais lateríticos que possam apresentar melhorias de comportamento pela secagem após compactação. A secagem promove cimentação entre as partículas do solo com a formação de \"agregados\". Utiliza-se ensaios cíclicos de secagem-infiltração em corpos de prova compactados para a verificação da estabilidade destes \"agregados\" em presença d\'água, ou seja, da durabilidade desta transformação. Chamam-se solos \"auto-estabilizantes\" aqueles que por desidratação formam \"agregados\" estáveis e duráveis. Na conclusão do presente trabalho, valendo-se do comportamento diferenciado à expansão e à contração de certos grupos de solos tropicais, novos critérios são estabelecidos como proposta para uma classificação geotécnica de solos tropicais para aplicação viária. / In Soil Mechanics it is widely accepted that soils which swell when wet shrink as their water content diminishes and vice versa. In tropical regions there are soils such as sedimentary clay soils or even saprolitic clay soils which conform to this pattern of shrinking and swelling. Because of the hot, wet, tropical climate soil formation and evolution is rapid and intense. These weathering processes may result in saprolitic and lateritic soils having a distinctive mineralogical composition and structure. Given these characteristics they may exhibit unusual behavior patterns in may ways. This paper deals specifically with those anomalies concerning soil shrinkage and swelling. There are some tropical soils, for example lateritic soils, which swell very little and yet can shrink considerably. On the other hand there are various types of micaceous and/or kaolinic saprolitic silt soils which can swell considerably but which shrink very little or not at all. This work contains some hypotheses concerning the mechanisms involved in these swelling and shrinking processes in attempt to understand the special behavior pattern of these soils. Some soil properties which are of great importance to pavement, such as strength and strength loss when contact with water occurs, deformation in general, fissures and cracks due to shrinkage, also depend on the type of soil behavior patterns observed in shrinkage and swelling. Tests on compacted samples have shown how some types of behavior can be predicted through shrinkage and swelling. Studies have been made of the effects of the drying of compacted soils, a common phenomenon in tropical regions, which may occur shortly after construction is completed or when the highways are already operative.These studies show that for both saprolitic silt and clay soils drying has usually a detrimental effect by making the compacted soil more susceptible to swelling and leading to a greater loss of bearing capacity when rewet. However, there are some types of lateritic soils where drying has irreversible beneficial effects on the soil, reducing both swelling and strength loss. As part of my research I used reswelling tests that measure the capacity for water re-absorption of dried soil pats and the fall cone penetration strength after the re-absorption in order to identify those lateritic tropical soils that benefit from drying after compaction. These soils have a self-bonding capacity which facilitates the formation of \"aggregates\". Cycle tests of drying-rewetting were conducted on compacted specimens to verify the stability of the \"aggregates\" when the water content changes or in the other words, the durability of this transformation. Those soils which when dehydrated form stable aggregates are called \"self-stabilizing\". In the final part of my work, new criterias based on the different behavior patterns of certain tropical soils for swelling and shrinkage are established as part of a new geotechnical classification of tropical soils for road construction purposes.

Recentemente, o uso de persulfato em processo de oxidação química in situ em áreas contaminadas por compostos orgânicos ganhou notoriedade. Contudo, a matriz sólida do solo pode interagir com o persulfato, favorecendo a formação de radicais livres, evitando o acesso do oxidante até o contaminante devido a oxidação de compostos reduzidos presentes no solo ou ainda pela alteração das propriedades hidráulicas do solo. Essa pesquisa teve como objetivos avaliar se as interações entre a solução de persulfato com três solos brasileiros poderiam eventualmente interferir sua capacidade de oxidação bem como se a interação entre eles poderia alterar as propriedades hidráulicas do solo. Para isso, foram realizados ensaios de oxidação do Latossolo Vermelho (LV), Latossolo Vermelho Amarelo (LVA) e Neossolo Quartzarênico (NQ) com solução de persulfato (1g/L e 14g/L) por meio de ensaios de batelada, bem como a oxidação do LV por solução de persulfato (9g/L e 14g/L) em colunas indeformadas. Os resultados mostraram que o decaimento do persulfato seguiu modelo de primeira ordem e o consumo do oxidante não foi finito. A maior constante da taxa de reação (kobs) foi observada para o reator com LV. Essa maior interação foi decorrente da diferença na composição mineralógica e área específica. A caulinita, a gibbsita e os óxidos de ferro apresentaram maior interação com o persulfato. A redução do pH da solução dos reatores causou a lixiviação do alumínio e do ferro devido a dissolução dos minerais. O ferro mobilizado pode ter participado como catalisador da reação, favorecendo a formação de radicais livres, mas foi o principal responsável pelo consumo do oxidante. Parte do ferro oxidado pode ter sido precipitado como óxido cristalino favorecendo a obstrução dos poros. Devido à maior relação entre massa de persulfato e massa de solo, a constante kobs obtida no ensaio com coluna foi 23 vezes maior do que a obtida no ensaio de batelada, mesmo utilizando concentração 1,5 vezes menor no ensaio com coluna. Houve redução na condutividade hidráulica do solo e o fluxo da água mostrou-se heterogêneo após a oxidação devido a mudanças na estrutura dos minerais. Para a remediação de áreas com predomínio de solos tropicais, especialmente do LV, pode ocorrer a formação de radicais livres, mas pode haver um consumo acentuado e não finito do oxidante. Verifica-se que o pH da solução não deve ser inferior a 5 afim de evitar a mobilização de metais para a água subterrânea e eventual obstrução dos poros por meio da desagregação dos grãos de argila. / Recently the persulfate application for in situ chemical oxidation at areas contaminated by organic compounds gained notoriety. However, the persulfate can interact with the solid matrix of the soil favoring the formation of free radicals, avoiding the oxidant access to the contaminant due to the oxidation of reduced compounds present in the soil or by changing the hydraulic properties of the soil. This research aimed to evaluate if the interactions between the persulfate solutions and three Brazilian tropical soils could eventually interfere on the persulfate oxidation capacity and if the interaction between them could modify the hydraulic properties of the soil. For such, oxidation tests were performed with soils: Latossolo Vermelho (LV), Latossolo Vermelho Amarelo (LVA) and Neossolo Quartzarênico (NQ) with persulfate solution (1 and 14 g/L) through batch tests and LV oxidation by persulfate solution (9 and 14 g/L) on undisturbed columns. The results showed that persulfate decay followed a first order model and oxidant consumption was not finite. The higher reaction rate coefficient (kobs) was observed in the reactor with LV. This higher interaction was due to the difference in the mineralogical composition and surface area. Kaolinite, gibbisita and iron oxides showed greater interaction with persulfate. The pH reduction on the reactor solution caused the aluminum and iron leaching due to dissolution of minerals. The mobilized iron may have participated as a reaction catalyst favoring the formation of free radicals although it was the major responsible for the oxidant consumption. Part of oxidized iron may have been precipitated as crystalline oxide favoring the clogged pores. As a consequence of the higher mass proportion between persulfate and soil, the kobs constant obtained in the column test was 23 times higher than the one observed on the batch test, even utilizing a concentration 1.5 times lower than bath test. There was a reduction in the soil hydraulic conductivity and the water flow proved to be heterogeneous after oxidation due to changes in minerals structure. For remediation purposes in areas with predominance of tropical soils, especially LV, the formation of free radicals may occur but an accented and not finite oxidant consumption may happen. It is verified that the pH solution should not be inferior than 5 to prevent the mobilization of metals to the groundwater and a possible pores clogging by the breakdown of the clay grains.

Corrida de detritos é um tipo de movimento que se caracteriza por uma massa fluída bastante densa, constituída por lama, água, rochas e outros detritos, capaz de atingir elevadas velocidades e possuir elevado potencial de destruição. Essas características colocam esse tipo de movimento entre os mais catastróficos desastres naturais, com grande potencial de destruição, principalmente quando ocorre em áreas urbanizadas, onde os prejuízos e perdas podem ser enormes. Como apoio para definição de medidas de prevenção ou mitigação desses desastres, as ferramentas computacionais para modelagem desses movimentos têm se mostrado de grande utilidade, sendo que para isso atualmente existem diferentes abordagens. Nesse sentido, o atual trabalho se baseia na aplicação do software RAMMS em um estudo de caso a fim de verificar a aplicabilidade dessa ferramenta no estudo de casos típicos de corridas de massa em condições brasileiras. Este software, desenvolvido pelo órgão suíço WSL, se baseia no modelo de atrito de Voellmy-Salm, que divide a resistência ao cisalhamento em duas parcelas: atrito seco e atrito turbulento, sendo que para cada uma destas parcelas existe um coeficiente característico, sendo, respectivamente, μ e ξ. Neste trabalho é feita a análise de movimentos de massa que ocorreram no Rio de Janeiro no ano de 1996, nos canais dos rios Quitite e Papagaio, em que foi mobilizado cerca de 130.000m³ de material por cerca 1,5 km. Neste trabalho é feita uma retroanálise desses movimentos através do software RAMMS, de modo a se obter a calibração dos parâmetros de atrito do modelo Voellmy-Salm. Para isso foram realizadas diversas simulações dos movimentos de massa, fazendo-se a comparação dos resultados com os dados dos movimentos reais. As análises realizadas possibilitaram a calibração dos parâmetros de atrito do modelo Voellmy-Salm de modo a reproduzir de maneira satisfatória os movimentos ocorridos. Para o coeficiente de atrito seco (μ), os valores obtidos ficaram entre 0,075 para o material mais fino e 0,25 para o material mais grosseiro. Para o coeficiente de atrito turbulento (ξ) o valor obtido também foi variável de acordo com o trecho, entre 150 e 400 m/s², aproximadamente. Também foi observado que ambos os parâmetros apresentam variação ao longo do trecho da corrida. Esses valores podem vir a servir de base para estudos de novos movimentos em condições similares, através do software RAMMS, auxiliando assim em programas para prevenção ou mitigação das consequências relacionadas às corridas de detritos. / Debris flows is a mass movement characterized as a dense fluid, consisting of mud, water, rocks and other debris, which is able to reach high speeds and to have a high destructive potential. These characteristics classify this type of mass movement among the most catastrophic natural disasters, with great potential for destruction especially when it occurs in urban areas, where losses can be enormous. Computational tools to model these movements have proved to be very useful as support for studies of preventive or mitigation measures for such disasters and there are a number of different approaches currently. The current work is based on the application of RAMMS software in a case study to verify the applicability of this tool on the study of cases under Brazilian conditions. The software was developed by the Swiss agency WSL and is based on the Voellmy-Salm friction model, which divides the shear resistance into two portions: dry friction and turbulent friction, and for each of these portions assumes a characteristic coefficient, μ and ξ, respectively. In this work the analysis of the debris flows that occurred in the Quitite and Papagaio streams, Rio de Janeiro, 1996, which mobilized about 130.000m³ of material for about 1.5 km. Back analysis of these movements were performed using the software RAMMS to obtain calibration parameters for the friction model of Voellmy-Salm. For this purpose, several simulations of mass movements were performed allowing the comparison of the results with data from real movements. These analyzes had allowed the parameters calibration of the Voellmy-Salm friction model which reproduced satisfactorily the movements. For the coefficient of dry friction (μ), the values obtained were between 0.075, for fine material, and 0.25, for coarse material. For the turbulent friction coefficient (ξ) the values were also variable between 150 and 400 m/s, approximately, according to the geometric segment studied. It was also observed that both parameters changed along the stretch. These values may be used as a base for studies of new movements in similar conditions using RAMMS software and can help in prevention or mitigation of debris flows.