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Dissertação de Mestrado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Mariane Borba de Lemos
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Marinho, Fernando Antonio Medeiros (Presidente)
Campos, Tácio Mauro Pereira de
Pizzato, Edilson
Vilar, Orencio Monje
Título em português
Ensaios triaxiais multi-estágios em solo residual
Palavras-chave em português
Ensaio triaxial
Multi-estágio
Resistência ao cisalhamento
Solos residuais
Resumo em português
Em projetos geotécnicos, a determinação dos parâmetros de deformabilidade e resistência ao cisalhamento é fundamental para a previsão do comportamento de um solo frente aos métodos construtivos escolhidos. Neste contexto, a adoção da técnica multi-estágio em ensaios triaxiais pode ser uma boa ferramenta na otimização de projetos, uma vez que utiliza apenas um corpo de prova para a determinação destes parâmetros, reduzindo os custos e o tempo de ensaio. Nesta técnica, um único corpo de prova é submetido à três estágios de cisalhamento, em tensões confinantes distintas, sem que a tensão de resistência seja totalmente mobilizada até o último estágio do teste. Tendo em vista o elevado potencial prático e econômico desta técnica, esta pesquisa tem o objetivo de avaliar sua aplicação em um solo residual jovem de elevada heterogeneidade. Para tanto, foram realizados ensaios triaxiais multi-estágios e convencionais em amostras compactadas e indeformadas e as trajetórias de tensões, os parâmetros de resistência e de deformabilidade obtidos foram comparados. Também foram realizadas análises em microscópio eletrônico de varredura (MEV), a fim de analisar o efeito dos estágios sucessivos de cisalhamento na estrutura do corpo de prova. Observou-se que os parâmetros de resistência obtidos em ensaios multi-estágios apresentam boa correlação com os obtidos em ensaios convencionais, nas amostras indeformadas. Porém, nos ensaios realizados em amostras compactadas, os corpos de prova apresentaram comportamentos distintos, com ganho de resistência nos estágios finais. Em relação aos parâmetros de deformabilidade, notou-se que os obtidos em ensaios multi-estágios são compatíveis com aqueles obtidos em ensaios convencionais, após atingir certo nível de deformação. Nas imagens de MEV, foi possível observar a formação de um plano de ruptura em um corpo de prova que foi cisalhado apenas até o pico da tensão desviadora. Já nos ensaios convencionais realizados, a elevada heterogeneidade do solo dificultou a moldagem de corpos de prova compatíveis e a interpretação dos parâmetros de resistência. Dessa forma, conclui-se que a técnica multi-estágio é válida para a obtenção dos parâmetros de resistência para este solo em amostras indeformadas e, em casos de elevada heterogeneidade, está técnica pode apresentar resultados mais coerentes do que aqueles obtidos na técnica convencional, uma vez que não é necessário interpolar dados obtidos em amostras distintas.
Título em inglês
Multistage triaxial testing of residual soil
Palavras-chave em inglês
Multi-stage
Residual soils
Shear strength
Triaxial test
Resumo em inglês
The determination of deformability and shear strength parameters is fundamental for the behavior prediction of a soil considering the construction methods in geotechnical projects. The adoption of the multistage technique in triaxial tests may be a good tool in the optimization of projects, it uses only one test body for the determination of these parameters, reducing costs and test time. In this technique, a single specimen is subjected to three shear stages, at distinct confining stresses, without the full mobilization of the stress strength until the last stage of the test. Considering the practical and economic potential of this technique, this research aims the evaluation of its application in a highly heterogeneous residual soil. In order to do so, we performed multistage and conventional triaxial tests on compacted and undeformed samples, and the tensile trajectories and shear strength and deformability parameters obtained were compared. Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis were also performed to study the effect of successive shear stages on the structure of the specimen. It was observed that the shear strength parameters obtained in multistage tests present good correlation with those obtained through conventional tests of undisturbed samples. However, in the tests carried out on compacted samples, the specimens presented different behaviors, resulting in poorly correlated resistance parameters. Regarding the parameters of deformability, it was noticed that the results of the multistage tests were compatible with the ones obtained in conventional tests, after reaching a certain level of deformation. In the SEM images, it was possible to observe the formation of a failure plane in a specimen that was sheared up to the peak of the deviator stress. In the conventional tests, the high soil heterogeneity made it difficult to mold compatible test bodies and to interpret the shear strength parameters. Therefore, it is concluded that the multistage technique is valid for the obtention of shear strength parameters for undisturbed samples of this soil. Furthermore, in cases of high heterogeneity, the multistage technique can provide more accurate results than the ones obtained in the conventional technique.
 
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Data de Publicação
2019-10-16
 
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