Avaliação do efeito da sucção na resistência por atrito lateral de fundações por estacas do tipo hélice-contínua em solo não saturado

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Zacarin, João Gabriel Mercio Xavier
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-13062022-102053/
Resumo: O território brasileiro, localizado em região tropical, é, em grande parte, coberto por solos não saturados. Essa condição do solo altera o seu comportamento e incorpora inúmeras novas variáveis no estudo geotécnico, entre elas a sucção do solo. Estruturas geotécnicas, como taludes, contenções e fundações, têm o seu comportamento regido pela resistência ao cisalhamento do solo ou pelo atrito na interface solo-estrutura. Em ambos os casos, a sucção do solo possui uma influência relevante que deve ser considerada no estudo, a fim de evitar condições desfavoráveis de segurança ou sobredimensionamento das estruturas. Neste contexto, esta dissertação tem como objetivo a avaliação do comportamento de fundações por estaca instaladas em solo não saturado e da variação sazonal da resistência por atrito lateral dessas fundações. Com este objetivo, foram realizadas provas de carga à tração em estacas do tipo hélice-contínua segmentada instrumentadas com extensômetros elétricos de resistência em diferentes épocas ao longo de um ano, acompanhadas pelo monitoramento do perfil de sucção do solo. Também foram realizados ensaios em laboratório para caracterização do solo e análise da variação da resistência ao cisalhamento da interface solo-argamassa utilizando uma prensa de cisalhamento modificada com controle de sucção. Os resultados experimentais em campo mostraram que a variação da sucção do solo possui maior amplitude quanto mais próximo à superfície. A variação sazonal da resistência por atrito lateral é nítida e maior em estacas mais curtas, atingindo valores máximos e mínimos, respectivamente, ao final da época de estiagem e de chuvas. Ademais, provas de carga conduzidas após inundação das estacas indicaram uma queda considerável da capacidade de carga com relação ao ensaio em condição natural. Por outro lado, nos ensaios de cisalhamento direto de interface com sucção controlada observou-se uma contribuição da sucção do solo na resistência ao cisalhamento, mas de pequena magnitude.
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Em ambos os casos, a sucção do solo possui uma influência relevante que deve ser considerada no estudo, a fim de evitar condições desfavoráveis de segurança ou sobredimensionamento das estruturas. Neste contexto, esta dissertação tem como objetivo a avaliação do comportamento de fundações por estaca instaladas em solo não saturado e da variação sazonal da resistência por atrito lateral dessas fundações. Com este objetivo, foram realizadas provas de carga à tração em estacas do tipo hélice-contínua segmentada instrumentadas com extensômetros elétricos de resistência em diferentes épocas ao longo de um ano, acompanhadas pelo monitoramento do perfil de sucção do solo. Também foram realizados ensaios em laboratório para caracterização do solo e análise da variação da resistência ao cisalhamento da interface solo-argamassa utilizando uma prensa de cisalhamento modificada com controle de sucção. Os resultados experimentais em campo mostraram que a variação da sucção do solo possui maior amplitude quanto mais próximo à superfície. A variação sazonal da resistência por atrito lateral é nítida e maior em estacas mais curtas, atingindo valores máximos e mínimos, respectivamente, ao final da época de estiagem e de chuvas. Ademais, provas de carga conduzidas após inundação das estacas indicaram uma queda considerável da capacidade de carga com relação ao ensaio em condição natural. Por outro lado, nos ensaios de cisalhamento direto de interface com sucção controlada observou-se uma contribuição da sucção do solo na resistência ao cisalhamento, mas de pequena magnitude.The Brazilian territory, located in a tropical region, is largely covered by unsaturated soils. This soil condition changes its behavior and brings several new variables into the geotechnical study, including soil suction. Geotechnical structures, such as slopes, retaining structures and foundations, have their behavior governed by the shear strength of the soil or by the frictional resistance at the soil-structure interface. In both cases, soil suction has a relevant influence that must be considered in the study, in order to avoid unfavorable safety conditions or overestimated structures. In this context, this study aims to assess the behavior of continuous flight auger piles installed in unsaturated soil and to evaluate the seasonal variation of the pile shaft resistance. To achieve this objective, tensile load tests were carried out at different times over a year on continuous flight auger piles instrumented with strain gages, with the monitoring of the soil suction profile. In addition, laboratory tests were carried out to characterize the soil and to analyze the variation of the soil-pile interface shear resistance with suction using a modified suction-controlled direct shear device. The experimental results on site showed that the closer the soil is to the surface, the greater is its suction variation amplitude. The seasonal variation of the pile shaft resistance was clearly observed, especially on shorter piles, reaching maximum and minimum values, respectively, at the end of the dry and rainy seasons. Furthermore, load tests conducted after wetting of the soil around the pile indicated a great reduction of the load capacity compared to the test in natural condition. In contrast, the interface direct shear tests with suction control showed a slight contribution of the soil suction to the interface shear resistance.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPTsuha, Cristina de Hollanda CavalcantiZacarin, João Gabriel Mercio Xavier2022-04-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-13062022-102053/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2022-06-14T19:04:13Zoai:teses.usp.br:tde-13062022-102053Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212022-06-14T19:04:13Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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