Estudo da resistência e da deformabilidade de um perfil de solo tropical não saturado

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Fernandes, Jeferson Brito
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Solos tropicais; Solos não saturados; Mecânica do solo; Ensaios triaxiais; Resistência ao cisalhamento; Curva de degradação do módulo; Tropical soils; Unsaturated soils; Triaxial tests; Bender elements; Internal instrumentation; Shear strengt; Deformabilit; Maximum shear modulus.
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/217501

Solos encontrados em regiões de clima tropical ou solos de origem tropical são caracterizados por particularidades no comportamento mecânico ainda não equacionadas. Esses solos podem ser encontrados com grande facilidade no Brasil devido às altas taxas pluviométricas e intensa atuação de processos físico-químicos sobre o território. A existência de diferentes graus de evolução ao longo desses perfis é comum e isso tem levado a inconsistências durante a aplicação de modelos para previsão do comportamento mecânico. Atualmente, o desafio tem sido definir funções com variáveis que representem o comportamento mecânico desses solos. Nesse sentido, essa pesquisa tem como objetivo avançar nesse conhecimento a partir do estudo do comportamento de um perfil de solo de origem tropical não saturado. O perfil estudado é formado por solos de origem coluvionar com diferentes graus de evolução ao longo da profundidade. Estudos prévios mostram que as maiores variações de umidade ocorrem na zona ativa do perfil, entre 4,0 e 5,0m de profundidade. Foram estudados parâmetros de resistência e deformabilidade em função das variáveis de tensão, propriedades físicas, evolução e gênese. Esses parâmetros foram obtidos a partir de ensaios triaxiais saturados e não saturados, com bender elements e medidores de deslocamento vertical e radial internos. Os ensaios de laboratório foram realizados em amostras indeformadas coletadas entre 1,5 e 16,0m de profundidade. Os resultados dos ensaios de laboratório demonstram que o comportamento mecânico desses solos é muito afetado pela sucção, em especial para os solos abaixo da zona ativa. O ângulo de atrito interno médio (fi) é de 30º, sendo pouco afetado pela sucção e características do solo ao longo do perfil. A taxa de variação do intercepto de coesão em função da sucção (fi_b) foi crescente ao longo perfil, e mais intensa abaixo da zona ativa. A taxa de variação do módulo de cisalhamento máximo (G0) com a sucção variou mais intensamente para valores mais baixos de sucção. Os solos abaixo da zona ativa mostraram maior acréscimo em G0 para uma mesma variação da sucção. Os parâmetros de ajuste de um modelo empírico da curva de degradação do módulo mostraram que existe uma relação que se mantém constante ao longo do perfil. Essa relação foi denominada de constante do material (κ) e constatou-se por meio da comparação dos resultados obtidos com aqueles disponíveis na literatura que os valores de κ são maiores para solos mais finos. O aprimoramento do modelo empírico utilizado para ajuste das curvas de degradação também incluiu uma relação com o índice de vazios, que foi linear para os solos estudados. A integração dos resultados de ensaios de laboratório obtidos nesta pesquisa com resultados de ensaios de campo disponíveis na literatura possibilitou uma melhor compreensão dos fatores que afetam a resistência e a deformabilidade desses solos. Nesse sentido, verificou-se que existe uma boa relação entre G0 obtido a partir de bender elements e pelo ensaio de dilatômetro sísmico. Além disso, foi verificado que a relação G0/qmax é maior para os solos superficiais, assim como a relação G0/qc. Isso indica que os solos desta parte do perfil são de fato mais evoluídos com presença de cimentação. Os resultados obtidos nesta pesquisa ampliam o banco de dados de parâmetros geotécnicos do perfil de solo estudado, contribuindo para a integração entre os resultados de ensaios de campo e laboratório de um perfil de solo não saturado de origem tropical.