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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2022.tde-13062022-102053
Documento
Autor
Nombre completo
João Gabriel Mercio Xavier Zacarin
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2022
Director
Tribunal
Tsuha, Cristina de Hollanda Cavalcanti (Presidente)
Carvalho, David de
Rodrigues, Roger Augusto
Título en portugués
Avaliação do efeito da sucção na resistência por atrito lateral de fundações por estacas do tipo hélice-contínua em solo não saturado
Palabras clave en portugués
estacas do tipo hélice-contínua
fundações
interface solo-estaca
provas de carga à tração
resistência por atrito lateral
solos não saturados
sucção do solo
variabilidade sazonal
Resumen en portugués
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.
Título en inglés
Evaluation of the effect of soil suction on the shaft resistance of continuous flight auger piles in unsaturated soil
Palabras clave en inglés
continuous flight auger piles
foundations
seasonal variability
shaft resistance
soil suction
soil-pile interface
tensile load test
unsaturated soils
Resumen en inglés
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.
 
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Fecha de Publicación
2022-06-14
 
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