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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2015.tde-10112015-113843
Documento
Autor
Nome completo
Patrícia Del Gaudio Orlando
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2015
Orientador
Banca examinadora
Marinho, Fernando Antonio Medeiros (Presidente)
Abramento, Mauricio
Palmeira, Ennio Marques
Título em português
Avaliação experimental da interação solo coesivo-fita polimérica sob condições de teor de umidade variáveis.
Palavras-chave em português
Condição não saturada
Geossintéticos
Resistência de interface
Solo reforçado
Solos coesivos
Resumo em português
Em geral, as recomendações normativas sugerem a utilização de materiais granulares para a construção de estruturas em solo reforçado, principalmente devido à sua elevada resistência ao cisalhamento e boa capacidade de drenagem. No entanto, nem sempre há disponibilidade deste tipo de material no entorno das obras, tornando o uso dos solos finos imperativo para a viabilização desta solução. No Brasil, solos residuais finos são encontrados em abundância e, muitas vezes, apresentam excelentes parâmetros de resistência ao cisalhamento e baixa compressibilidade. Contudo, o seu uso pode induzir poro-pressões indesejáveis durante a construção ou cisalhamento do aterro reforçado. Por outro lado, as elevadas sucções matriciais que podem persistir em seu interior geram um aumento na estabilidade dos maciços reforçados. Neste contexto, este trabalho apresenta os resultados experimentais e discute o efeito da variação climática (umedecimento e secagem) na resistência de interface solo coesivo-fita polimérica de uma estrutura de contenção em solo reforçado. Os ensaios foram realizados com amostras compactadas de um solo residual de gnaisse típico da cidade de São Paulo e uma fita polimérica de alta aderência. Os corpos de prova foram submetidos a ensaios de cisalhamento direto e de arrancamento sob três diferentes níveis de tensão normal e de sucção, além da condição inundada. Ensaios triaxiais saturados (CU) e não saturados (CW) foram realizados para a determinação da envoltória de resistência tridimensional do solo, avaliação da eficiência da interação solo-reforço e para a verificação do comportamento da água intersticial durante o cisalhamento. Os resultados indicam que o solo coesivo em questão apresenta excelentes parâmetros de resistência ao cisalhamento, elevada capacidade de se manter sob pressões negativas da água intersticial e uma eficiente interação com as fitas poliméricas, o que possibilitaria a execução de estruturas estáveis quanto ao arrancamento dos reforços. Além disso, sugerem um crescimento não linear da máxima resistência de interface com o aumento da sucção matricial do solo e uma tendência de redução dos coeficientes de atrito aparente solo-reforço (f*) com o umedecimento das amostras. Porém, mostraram que a sucção matricial exerce pouca influência na resistência residual da interface solo reforço.
Título em inglês
Experimental evaluation of the effect of soil moisture content on cohesive soil-geosynthetic strap interaction.
Palavras-chave em inglês
Cohesive soil
Geosynthetic strap
Interface shear strength
Reinforced soil structures
Unsaturated conditions
Resumo em inglês
Current specifications for reinforced soil structures generally require the use of granular backfill due to their high strength, well drainage capacity and low volume change potential. However, in cases where granular fills are not easily and readily available, poorly draining soils should be used to enable the implementation of a mechanically stabilized earth wall (MSEW). In Brazil, the fine-grained residual soils that cover large areas of its territory frequently present high shear strengths and low compressibility. However, the use of cohesive soils can cause unwanted effects in structure stability due to the water content variations of the backfill soil, and the potential development of pore-water pressures or loss of strength. On the other hand, matric suctions may increase the soil-geosynthetic interface shear strength. In this context, this study presents the experimental results and discusses the effects of seasonal climatic variations (wetting and drying) on shear strength of soil-geosynthetic straps interfaces under unsaturated conditions. For the laboratory investigation, a compacted residual soil of gneiss composed of 80% silty sand passed through a 0.075mm sieve, sourced from São Paulo city, and a high-tenacity polyester strap were used. Direct shear and pullout tests were conducted with three different net normal stresses and levels of matric suction, besides the inundated condition. Triaxial tests under saturated (CU) and unsaturated (CW) conditions with suction measurement using a high capacity tensiometer were performed in order to evaluate the shear strength parameters of the unsaturated soil, the interface efficiency of the soil-geosynthetic strap and the pore water pressure variations during shear. The results indicate that the cohesive soil used in this study has excellent shear strength parameters, a high capacity to maintain negative pore water pressures and presents an efficient interaction with the geosynthetics straps, which would allow the implementation of a stable MSEW for failure by pullout. Furthermore they reveal that the peak shear strength of the soil-geosynthetic strap interface increases nonlinearly with the soil suction, while the apparent friction factor (f*) decreases with the increase in molding moisture contents. On the other hand, the effect of suction on the post-peak shear strength of the interface was negligible.
 
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Data de Publicação
2015-11-12
 
AVISO: O material descrito abaixo refere-se a trabalhos decorrentes desta tese ou dissertação. O conteúdo desses trabalhos é de inteira responsabilidade do autor da tese ou dissertação.
  • MENDES, R. M., ORLANDO, P. Del G., e MARINHO, F. A. M. Propriedades geotécnicas de solos residuais não saturados da Serra do Mar. In XIII Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica, Curitiba, 2006. COBRAMSEG-2006., 2006.
  • ORLANDO, P. Del G., MENDES, R. M., e Marinho, F. A. M. Soil water retention curves of the unsaturated residual soil from the Brazilian coast. In International Symposium on Geomechanics from micro to macro, Cambridge, 2014. Geomechanics from micro to macro.London : CRC, 2014.
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