Artigos da Revista 107

Julho 2006

TRATAMENTO DE SOLOS ATRAV�S DE COLUNAS DE JET GROUTING

Alexandre Pinto

Jo�o Falc�o

Francisco Pinto

Jos� Melo Ribeiro

DESENVOLVIMENTO, EFEITOS E MITIGA��O DE LIQUEFAC��O INDUZIDA POR SISMOS: UM ESTUDO EXAUSTIVO BASEADO EM MODELA��O F�SICA DIN�MICA NA CENTRIFUGADORA

Paulo A. Lopes de F. Coelho

Stuart K. Haigh

S. P. Gopal Madabhushi

Comportamento estrutural de barragens portuguesas de enrocamento com cortina a montante

Fernando Pardo de Santayana

Eduardo Fortunato

Ant�nio A. Veiga Pinto

Controlo da compacta��o de misturas de solo-enrocamento da barragem de Odelouca

Jo�o Bil� Serra

Laura Caldeira

Andrea Brito

Campo Experimental do ISC�2 � pREVIS�O E DESEMPENHO DE ESTACAS INSTRUMENTADAS SOLICITADAS AXIALMENTE

Jaime A. Santos

Ant�nio Viana da Fonseca

Elisabete Costa Esteves

Combina��O de m�todos geof�sicos e mec�nicos para a caracteriza��o do perfil de solo residual do ISC2 na FEUP

Ant�nio Viana da Fonseca

Jorge M. Carvalho

Cristiana Ferreira

Jaime A. Santos

Fernando Almeida

DANOS EM EDIF�CIOS INDUZIDOS POR ESCAVA��ES

Jo�o Candeias Portugal

Alexandre Portugal

Ac�cio Santo

PRESSI�METROS DE M�NARD E AUTOPERFURADOR DE CAMBRIDGE: CORRELA��ES ENTRE PAR�METROS MEC�NICOS EM SOLOS ARGILOSOS MIOC�NICOS DE LISBOA

Ant�nio G. F. de Sousa Coutinho

Marco A. Ludovico Marques



TRATAMENTO DE SOLOS ATRAV�S DE COLUNAS DE JET GROUTING

Ground Improvement Solutions using Jet Grouting

Alexandre Pinto

Jo�o Falc�o

Francisco Pinto

Jos� Melo Ribeiro

RESUMO � No presente trabalho s�o apresentados os principais crit�rios de concep��o e de execu��o associados a solu��es de tratamento de solos atrav�s de colunas de solo cimento, em particular de jet grouting, encabe�adas por plataformas de transfer�ncia de cargas (LTP), estas �ltimas constitu�das por aterros refor�ados por geosint�ticos: geogrelhas biaxais em polipropileno e geot�xteis de alta resist�ncia.

SYNOPSIS � The aim of this paper is to present the main design and execution criteria related with ground improvement solutions using soil cement columns, mainly jet grouting columns, caped by load transfer platforms (LTP), formed by compacted fills reinforced by geosynthetics: polypropylene biaxial geogrids or high strength geotextiles.



DESENVOLVIMENTO, EFEITOS E MITIGA��O DE LIQUEFAC��O INDUZIDA POR SISMOS: UM ESTUDO EXAUSTIVO BASEADO EM MODELA��O F�SICA DIN�MICA NA CENTRIFUGADORA

Development, effects and mitigation of earthquake-induced liquefaction: a comprehensive study based on dynamic centrifuge modelling

Paulo A. Lopes de F. Coelho

Stuart K. Haigh

S. P. Gopal Madabhushi

RESUMO A liquefac��o de areias saturadas � uma amea�a s�ria para estruturas constru�das sobre funda��es superficiais em regi�es sismicamente activas. A implementa��o do dimensionamento baseado no desempenho nestes casos � condicionada pelo fraco conhecimento sobre os mecanismos relacionados com o desenvolvimento, magnitude dos efeitos e mitiga��o da liquefac��o induzida por sismos, os quais foram estudados atrav�s de um projecto de investiga��o conjugando t�cnicas experimentais e num�ricas. Este artigo foca a componente experimental do trabalho baseada em modela��o f�sica na centrifugadora, descrevendo a forma como a t�cnica � aplicada no estudo de problemas de liquefac��o e apresentando algumas das observa��es e conclus�es preliminares obtidas. Tanto as caracter�sticas mais importantes do comportamento do sistema solo-estrutura quando o solo sofre liquefac��o, como as que determinam o desempenho da densifica��o enquanto medida de mitiga��o dos efeitos da liquefac��o s�o consideradas.

SYNOPSISLiquefaction of saturated sands is a serious threat to structures built on shallow foundations in seismically active regions. The implementation of performance-based design in these cases is affected by a poor understanding on the mechanisms related to the development, magnitude of the effects and mitigation of earthquake-induced liquefaction, which were investigated as part of a research project combining experimental and numerical techniques. This paper concentrates on the experimental component of the research based on centrifuge modelling, the use of this technique for investigation of liquefaction problems being described. Some of the experimental observations and preliminary conclusions are presented. Both the most important characteristics of the soil-structure system behaviour when the soil liquefies and those determining the performance of densification as a liquefaction resistance measure are considered.



Comportamento estrutural de barragens portuguesas de enrocamento com cortina a montante

Structural behaviour of Portuguese rockfill dams with upstream impervious membranes

Fernando Pardo de Santayana

Eduardo Fortunato

Ant�nio A. Veiga Pinto

RESUMO Portugal, embora possuindo um reduzido n�mero de barragens, tem uma vasta experi�ncia no projecto, constru��o e avalia��o da seguran�a de barragens, em particular devido ao contributo dos estudos realizados no Laborat�rio Nacional de Engenharia Civil (LNEC). Neste pa�s existem 7 barragens de enrocamento com cortina a montante, 4 delas constru�das nos �ltimos 15 anos. Os autores do artigo t�m desenvolvido v�rios estudos de investiga��o para todas estas barragens, nomeadamente no �mbito da observa��o e an�lise do comportamento estrutural e da avalia��o da seguran�a. Apresenta-se alguma da experi�ncia que o LNEC det�m sobre este tipo de barragens de enrocamento com cortina a montante, incluindo uma breve descri��o das barragens e alguns dos resultados mais relevantes da observa��o, nomeadamente no que diz respeito �s deforma��es.

SYNOPSIS � Though having a relatively limited number of dams, Portugal has gained a considerable experience in design, construction practice and safety analysis of dams, in particular as a result of the contributions derived from the studies carried out by the National Laboratory of Civil Engineering (LNEC). There are 7 rockfill dams with upstream impervious membrane in Portugal, 4 of them built in the last 15 years. The authors of this paper have been involved in several research studies for all these dams, concerning monitoring and analyses of structural behaviour and safety assessment. In the paper, some aspects of the experience acquired by the LNEC in this kind of rockfill dams are presented, including a brief description of the dams and some of the most significant monitoring results, particularly those related to movements.



Controlo da compacta��o de misturas de solo-enrocamento da barragem de Odelouca

Compaction control of soil-rock mixtures at Odelouca dam

Jo�o Bil� Serra

Laura Caldeira

Andrea Brito

RESUMO A barragem de Odelouca � uma barragem de aterro zonado com 76 m de altura, actualmente em constru��o no Sul de Portugal. O aterro � constitu�do por um n�cleo argiloso e por maci�os estabilizadores de material de altera��o de xistos com uma elevada percentagem ponderal de part�culas grosseiras. O controlo da compacta��o tem sido efectuado atrav�s de ensaios �in situ� e de ensaios de compacta��o laboratoriais. S�o apresentadas algumas conclus�es relativas � precis�o dos m�todos �in situ� baseados em express�es de correc��o (Torrey & Donaghe, 1994) do peso vol�mico seco m�ximo e do teor em �gua �ptimo dos ensaios Proctor publicadas para as misturas de solo-enrocamento. S�o propostas novas equa��es de correc��o dos valores de refer�ncia do ensaio Proctor para material proveniente da altera��o de xistos, calibradas a partir de ensaios de compacta��o por vibra��o de amostras de grandes dimens�es.

ABSTRACT Odelouca dam is a zoned earth fill dam with 76 m height presently being constructed at South of Portugal. The embankment material is clayey soil, at the core, and weathered schist with a significant fraction of oversized particles, at the slopes. Compaction control during the construction is performed through in situ tests and laboratory compaction tests. Conclusions are drawn about the accuracy of the in situ methods based on available correction expressions (Torrey & Donaghe, 1994) of maximum unit weight and optimum water content of Proctor test results for soil-rock mixtures. New correction equations for the Proctor reference values for schistose material are presented based on results of vibratory compaction tests of large samples.



Combina��O de m�todos geof�sicos e mec�nicos para a caracteriza��o do perfil de solo residual do ISC2 na FEUP

Combining geophysical and mechanical testing techniques for the characterization of FEUP/ISC2 residual soil profile

Ant�nio Viana da Fonseca

Jorge M. Carvalho

Cristiana Ferreira

Jaime A. Santos

Fernando Almeida

RESUMO � Este artigo apresenta um resumo dos trabalhos realizados e os resultados obtidos, numa extensa campanha de caracteriza��o dum maci�o predominantemente de solo residual gran�tico (saprol�tico), localizado nos terrenos da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (CEFEUP), no �mbito do ISC�2. Este projecto teve como finalidade a caracteriza��o destes solos pouco comuns, no contexto dum programa internacional de previs�o do comportamento de diferentes tipos de estacas (classe A). Foram utilizados, na referida campanha, v�rios ensaios mec�nicos, nomeadamente, SPT, CPT, DMT e diferentes m�todos geof�sicos de superf�cie e em furos de sondagem, designadamente, s�smica de refrac��o, reflex�o, cross-hole (CH) e down-hole (DH), de ondas S e P; resistividade el�ctrica; radar de solos (GPR), etc. O maci�o � geologicamente formado por uma camada superficial de solo residual gran�tico heterog�neo, sobrejacente a um substrato gran�tico muito alterado em contacto com um migmatito gnaissico. Resultados directos e indirectos de alguns dos m�todos e ensaios utilizados s�o comparados entre si e com a informa��o geol�gica e geot�cnica dispon�vel sobre o local, nomeadamente os resultantes de perfis s�smicos, el�ctricos e electromagn�ticos realizados na proximidade de tr�s furos de sondagem, nos quais foram recolhidas amostras indeformadas, previamente � realiza��o de ensaios s�smicos CH e DH. Foi tamb�m realizado um extenso programa de ensaios laboratoriais com as amostras indeformadas recolhidas. Neste trabalho discutem-se os resultados, com �nfase para as correla��es encontradas, espec�ficas de solos saprol�ticos com estrutura relicar fr�gil, conducente a um modelo geol�gico-geot�cnico do local estudado.

SYNOPSIS � This paper summarizes the results of an experimental site investigation and characterization survey, on a residual (saprolitic) soil from granite, located at the Faculty of Engineering of the University of Porto (FEUP). This project aims at characterizing these unusual soils in the context of the development of an International Prediction Event (Class A) on the behaviour of different types of piles. A very extensive site characterization campaign, including a large variety of in situ tests and field methods, has been held. These investigations comprised the application of several geophysical borehole and surface methods, namely: P and S-wave seismic refraction, reflection, cross-hole (CH), down-hole (DH), electrical resistivity imaging, ground probing radar (GPR), etc. - as well as mechanical tests - namely: SPT, CPT, DMT, among others. The site is geologically formed by an upper layer of heterogeneous residual granitic soil overlaying a weathered granite contacting a gneissic migmatite. Direct and indirect results from some of the surveys are compared between them and with the available geological and geotechnical information, namely the obtained from seismic, electrical and GPR profiles, conducted adjacent to three boreholes in which undisturbed soil samples were collected previously to geophysical data acquisition. In addition, an extensive laboratory testing program was carried out using the collected undisturbed samples. A discussion of the results is herein presented, with emphasis to correlations encountered between different tests, specific of saprolitic soils with weak relic structures.



Campo Experimental do ISC�2 � pREVIS�O E DESEMPENHO DE ESTACAS INSTRUMENTADAS SOLICITADAS AXIALMENTE

ISC�2 experimental site � prediction & performance of instrumented axially loaded piles

Jaime A. Santos

Ant�nio Viana da Fonseca

Elisabete Costa Esteves

RESUMO � Este trabalho insere-se num projecto de investiga��o para estudo do comportamento de estacas em solos residuais. Nas instala��es da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP) foi desenvolvido um campo experimental num perfil de solo residual (saprol�tico) do granito. Foi efectuada uma exaustiva caracteriza��o do local, incluindo um grande n�mero de ensaios de caracteriza��o in situ para desenvolver um �exerc�cio internacional de previs�o do comportamento de estacas: moldada, trado cont�nuo e cravada� - International Prediction Event (Class A). Investigadores e projectistas foram convidados a participar neste evento de previs�o do comportamento real das estacas. V�rios ensaios in situ foram realizados � ensaios de penetra��o: SPT e CPTU; ensaios pressiom�tricos e dilatom�tricos: PMT e DMT; ensaios s�smicos: cross-hole (CH) e down-hole (DH). Al�m disso, foi executado um programa de ensaios de laborat�rio, incluindo ensaios de consolida��o em ed�metro, ensaios triaxiais CK0D com sensores de deforma��o local e transdutores piezoel�tricos, assim como ensaios de coluna ressonante. Este artigo centra-se nos ensaios de carga verticais est�ticos e apresenta-se uma an�lise das previs�es dos participantes do evento.

ABSTRACT � This paper is part of a joint research project to study the behaviour of piles in residual soil. An experimental test site on residual (saprolitic) soil from granite was constructed at the Faculty of Engineering of the University of Porto. A very extensive site characterization has been held, including a large variety of in situ tests in order to develop an International Prediction Event (Class A) of Bored, CFA and Driven Piles. Researchers and designers were invited to deal with this investigation results in order to predict the real response of the pile foundations. Several in-situ testing techniques were used - penetration tests: SPT and CPTU; pressuremeter and dilatometer tests: PMT and DMT; seismic tests: cross-hole (CH) and down-hole (DH). Undisturbed samples were recovered and an extensive laboratory-testing program was carried out, including oedometric consolidation tests, CK0D triaxial tests using local strain measuring devices and bender-extender elements, as well as resonant column tests. This paper focuses on the axial pile load tests and an analysis of the predictions is presented.



DANOS EM EDIF�CIOS INDUZIDOS POR ESCAVA��ES

Excavation induced building damage

Jo�o Candeias Portugal

Alexandre Portugal

Ac�cio Santo

RESUMO � realiza��o de obras subterr�neas est� associada a descompress�o do meio escavado, que, invariavelmente, conduz ao desenvolvimento de uma bacia de subsid�ncia � superf�cie do terreno. Assim, designadamente em meio urbano, p�e-se o problema de avaliar as consequ�ncias dos movimentos de superf�cie sobre o patrim�nio edificado a� existente. No artigo apresenta-se o m�todo de Avalia��o de Risco de Dano em Edif�cios desenvolvido por Burland e ilustra-se a sua utilidade. Inicialmente trata-se o problema da estimativa dos movimentos superficiais induzidos por escava��es (2), e consequentes efeitos sobre estruturas existentes (3). De seguida, apresenta-se a metodologia de avalia��o de risco (4), cuja utilidade � finalmente ponderada e ilustrada � custa de alguns exemplos (5).

ABSTRACT Ground decompression is usually associated to underground excavation, generally leading to subsidence of the surface. Consequences of such movements on existing buildings must be evaluated especially in urban areas. In this paper the Building Risk Assessment (BRA) method proposed by Burland is presented, its usefulness being illustrated. Initially, estimation of surface movement induced by excavations (2) and subsequent effects on existing structures (3) are treated. A method for risk assessment (4) is presented and exemplified (5). The paper concludes with a discussion on its usefulness.


PRESSI�METROS DE M�NARD E AUTOPERFURADOR DE CAMBRIDGE: CORRELA��ES ENTRE PAR�METROS MEC�NICOS EM SOLOS ARGILOSOS MIOC�NICOS DE LISBOA

M�nard and Cambridge selfboring pressuremeters: correlations between

mechanical parameters in Lisbon Miocene clayey soils

Ant�nio G. F. de Sousa Coutinho

Marco A. Ludovico Marques

RESUMO Este artigo apresenta uma caracteriza��o mec�nica de argilas sobreconsolidadas mioc�nicas do solo de Lisboa, realizada por meio de ensaios pressiom�tricos. Estes ensaios foram executados no �mbito do alargamento da rede de Metropolitano de Lisboa. Os ensaios foram realizados com um pressi�metro de M�nard e um pressi�metro autoperfurador de Cambridge, ambos com capacidade para aplicar press�es de 10 MPa. Os resultados principais s�o apresentados neste artigo. De entre os resultados obtidos, calculou-se o coeficiente de impulso em repouso, bem como as leis de crescimento em profundidade de par�metros de deformabilidade e de resist�ncia. Por fim, estabeleceu-se uma correla��o entre a press�o limite M�nard e a resist�ncia ao corte n�o drenado. Verificou-se que as correla��es habituais publicadas na literatura entre estes dois par�metros subestimam a resist�ncia ao corte n�o drenado. Contudo, algumas dessas correla��es foram estabelecidas com base em ensaios cuja press�o limite era pelo menos 2 a 3 vezes mais pequena do que as obtidas no presente estudo.

ABSTRACT � This paper presents a mechanical characterization of Miocene overconsolidated clays of the Lisbon subsoil, carried out by pressuremeter tests. These tests were run in the scope of the enlargement of the Lisbon underground net. The tests were performed with a M�nard pressuremeter and a Cambridge selfboring pressuremeter, both with a pressure capacity of 10 MPa. The main results are presented in this paper. Among the results achieved, the coefficient of earth pressure at rest was computed, as well as the increasing law with depth of deformability and resistance parameters. In the end, a correlation between the M�nard limit pressure and the undrained shear strength was established. It was found that the more common correlations between these two parameters published in the literature underestimate the undrained shear strengths. However, some of those correlations were established from tests where the limit pressures were at least 2 to 3 times smaller than those obtained in present study.


 

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