Artigos da Revista 109

Março 2007

RESISTÊNCIA DOS SOLOS: DILATÂNCIA VERSUS COESÃO EFECTIVA

Emanuel Maranha das Neves

VARIÁVEIS-CHAVE NO CONTROLE DA RESISTÊNCIA MECÂNICA DE MISTURAS SOLO-CIMENTO

Diego Foppa

Lucas Festugato

Nilo Cesar Consoli

Karla Salvagni Heineck

António Viana da Fonseca

Controlo da compactação de misturas de solo-enrocamento da barragem de Odelouca através de Ensaios de vibração

Laura Caldeira

Andrea Brito

COMPORTAMENTO DE LINERS SOB A INFLUÊNCIA DE UM CONTAMINANTE ORGÂNICO

Karla Salvagni Heineck

Augusta Brenner dos Santos

Rosemar Gomes Lemos

Juan Antônio Altamirano Flores

Nilo Cesar Consoli

COLUNAS DE BRITA EM Aterros sobre solos moles. Análise pelo método dos elementos finitos

Tiago Sabino Domingues

José Leitão Borges

António Silva Cardoso

ESTUDO EXPERIMENTAL DE UMA ÁREA CONTAMINADA POR LODO BIOSSÓLIDO, POR MEIO DE ENSAIOS DE CAMPO DO TIPO CONE RESISTIVO

Renato Pinto da Cunha

Luiz Heleno Albuquerque Filho

Luís Fernando Martins Ribeiro

Fabrícia de Souza Oliveira

EFETIVIDADE DO GPS NA AVALIAÇÃO DE PROBLEMAS GEOTÉCNICOS EM ÁREAS URBANAS

Sylvana Melo dos Santos

Gerd Günter Seeber

Verônica Maria Costa Romão

Ivaldo Dário da Silva Pontes Filho

Jaime Joaquim da Silva Pereira Cabral

APRESENTAÇÃO DE LIVRO

Waldemar Hachich



RESISTÊNCIA DOS SOLOS: DILATÂNCIA VERSUS COESÃO EFECTIVA

Soil strength: dilatancy versus effective cohesion

Emanuel Maranha das Neves

RESUMO – Através da análise de aspectos fundamentais da Mecânica dos Solos dos Estados Críticos, mostra-se que o uso do conceito de coesão efectiva é uma fonte de confusões, pois não só dá indicações erradas quanto ao modo como os solos resistem às tensões deviatóricas, como origina nomenclaturas para os solos que não ajudam a clarificar esta questão Em particular, mostra-se que na abordagem da resistência mecânica o papel atribuído à coesão efectiva deve ser substituído pelo desempenhado pela dilatância.

ABSTRACT – Through the analysis of basic concepts of the Critical States Soil Mechanics it is shown that the effective cohesion concept is a source of confusions because it gives wrong ideas regarding the fundamentals of shear strength of soils and originates nomenclature for soils which doesn’t help the clarification of this matter. In particular, it is shown that the use of the mechanical strength parameter known as effective cohesion should be abandoned in favour of the concept of dilatancy.



VARIÁVEIS-CHAVE NO CONTROLE DA RESISTÊNCIA MECÂNICA DE MISTURAS SOLO-CIMENTO

key-parameters for the strength control of soil-cement mixtures

Diego Foppa

Lucas Festugato

Nilo Cesar Consoli

Karla Salvagni Heineck

António Viana da Fonseca

RESUMO – Freqüentemente, a utilização de técnicas tradicionais da engenharia geotécnica depara-se com obstáculos de caráter econômico e ambiental. A técnica do solo-cimento torna-se atrativa quando o melhoramento das propriedades do solo do local constitui-se numa alternativa de projeto. A técnica de tratamento de solos com cimento encontra aplicação, por exemplo, na construção de bases para plataformas rodo e ferroviárias, na proteção de taludes em barragens de terra e como camada de suporte para fundações superficiais. Entretanto, ainda não existem metodologias racionais de dosagem e projeto das misturas de solo-cimento baseadas em critérios racionais como existe, por exemplo, para o concreto, onde a relação água/cimento desempenha papel fundamental na obtenção da resistência desejada. Nesse sentido, este estudo objetiva quantificar a influência da quantidade de cimento, da porosidade e do teor de umidade de moldagem, sobre a resistência mecânica de misturas solo-cimento e avaliar a adequação do uso das relações água/cimento e vazios/cimento na estimativa da sua resistência à compressão simples. Para isso foram realizados ensaios de compressão simples e medidas de sucção matricial. Os resultados mostram que a resistência à compressão simples cresceu linearmente com o aumento da quantidade de cimento e exponencialmente com a redução na porosidade da mistura compactada. Além disso, a variação do teor de umidade de moldagem afetou significativamente a resistência à compressão simples em misturas compactadas num mesmo peso específico aparente seco. Verificou-se que, para o solo-cimento no estado não-saturado (estado em que normalmente se encontram os aterros compactados), a relação água/cimento não é um bom parâmetro para estimativa da resistência à compressão simples. Ao contrário, a relação vazios/cimento, definida pela razão entre a porosidade da mistura compactada e o teor volumétrico de cimento, ajustado por um expoente, demonstrou ser o parâmetro mais adequado na estimativa da resistência à compressão simples do solo-cimento estudado.

ABSTRACTOften, the use of traditional techniques in geotechnical engineering faces obstacles of economical and environmental nature. The soil-cement technique becomes attractive when the improvement of the local soil is a project alternative.  The treatment of soils with cement finds application, for instance, in the construction of pavement and railroad base layers, in slope protection of earth dams and as a support layer for shallow foundations. However, there is no dosage methodologies based on a rational criteria, as it exists in the case of the concrete technology, where the water/cement ratio plays a fundamental role in the assessment of the target strength. In that sense, this study aims to quantify the influence of the amount of cement, the porosity and the moisture content on the strength of a sandy soil artificially cemented, as well as to evaluate the use of a water/cement ratio and a voids/cement ratio to assess its unconfined compression strength. A number of unconfined compression tests and measures of matric suction were carried out. The results show that the unconfined compression strength increased linearly with the increase of the amount of cement and exponentially with the reduction in the porosity of the compacted mixture. Besides, the change in moisture content has remarkably affected the unconfined compression strength of mixtures compacted in a same dry density. It was verified that, for the soil-cement in the unsaturated state (state usually met by compacted fills), the water/cement ratio is not a good parameter for assessment of unconfined compression strength. In the other hand, the voids/cement ratio, defined by the reason between the porosity of the compacted mixture and the volumetric cement content, adjusted by an exponent, demonstrated to be the most appropriate parameter in the assessment of unconfined compression strenght of the studied soil-cement.



Controlo da compactação de misturas de solo-enrocamento da barragem de Odelouca através de Ensaios de vibração

Compaction control of soil-rock mixtures at Odelouca dam by vibratory compaction tests

Laura Caldeira

Andrea Brito

RESUMO A barragem de aterro de Odelouca, em construção no Algarve e com uma altura de 76 m, é constituída por um núcleo central argiloso e por maciços estabilizadores compostos por misturas de solo-enrocamento, provenientes da alteração de xistos e de grauvaques. Para o controlo da execução dos maciços estabilizadores, sobre amostras de granulometria grosseira foi realizado um conjunto de ensaios laboratoriais de compactação por vibração, de modo a permitir estimar os valores de referência do teor em água óptimo e do peso volúmico seco máximo dos materiais aplicados. No presente artigo apresentam-se os resultados obtidos nestes ensaios e efectua-se a aplicação prática de uma metodologia desenvolvida, em 1994, por Torrey e Donaghe, para a extrapolação das propriedades de controlo de granulometrias integrais, com fracção grosseira presente, com base em resultados de ensaios de Proctor comuns, realizados sobre a fracção passada no peneiro ¾”. As análises efectuadas permitiram adicionalmente a proposta de uma nova metodologia, baseada em parâmetros diferentes dos propostos pelos referidos autores.

ABSTRACT – Odelouca dam is a zoned earth fill dam, with 76 m height, presently being constructed in Algarve. The embankment material is clayey soil, at the core, and weathered schist with a significant fraction of oversized particles, at the slopes. For the execution control of the downstream and upstream zones, a series of vibratory compaction tests on coarse samples was performed to estimate reference values for the maximum dry density and optimum water content of these materials. The present article presents the results of these tests. Following the methodology, developed in 1994, by Torrey & Donaghe, a set of correction equations of the Proctor reference values (obtained on a partial finer fraction passing in the ¾” sieve) for the extrapolation of the control properties of integral material for schistose material is presented. Additionally a new methodology based in different parameters is proposed.



Comportamento de liners sob a influência de um contaminante orgânico

Behaviour of liners under the influence of an organic contaminant

Karla Salvagni Heineck

Augusta Brenner dos Santos

Rosemar Gomes Lemos

Juan Antônio Altamirano Flores

Nilo Cesar Consoli

RESUMO Neste artigo é discutido o comportamento hidráulico e mecânico de misturas de Solo-Bentonita (SB) e de Solo-Cimento-Bentonita (SCB) quando permeadas com água e óleo diesel, assim como a influência da variação do teor de cimento com a finalidade de propiciar resultados capazes de auxiliar em projetos construtivos de barreiras verticais de contaminantes. O programa experimental consistiu na realização de ensaios de compressão não-confinada, ensaios de condutividade hidráulica e ensaios de difração de raios-X. A análise dos resultados permitiu identificar as alterações provocadas na condutividade hidráulica pela variação do fator água-cimento e pelo líquido percolante.

ABSTRACT The objective of this work is to study the mechanical and hydraulic behavior of soil-cement-bentonite (SCB) and soil-bentonite (SB) mixtures when permeated with water and diesel oil, as well as to investigate the influence of cement content with the purpose of providing results capable of helping in the design of vertical cutoff walls. The experimental program was based on unconfined compression tests, hydraulic conductivity tests and X-ray diffraction tests. The analysis of the results allowed identifying changes in hydraulic conductivity due to the variation of the water-cement ratio and permeant fluid.



COLUNAS DE BRITA EM Aterros sobre solos moles. Análise pelo método dos elementos finitos

Stone columns in embankments on soft soils. Analysis by the finite element method

Tiago Sabino Domingues

José Leitão Borges

António Silva Cardoso

RESUMO – O comportamento de um aterro sobre solos argilosos moles reforçados com colunas de brita é analisado usando um modelo numérico baseado no método dos elementos finitos. Utiliza-se o conceito de célula unitária, que consiste no estudo isolado de uma coluna e do respectivo solo envolvente, com comportamento axissimétrico. O modelo numérico incorpora a teoria multidimensional de consolidação de Biot (formulação acoplada das equações equilíbrio e de escoamento) com relações constitutivas simuladas pelo modelo de estados críticos p-q-θ. É dada especial atenção à análise, durante e após a execução do aterro, dos assentamentos, dos deslocamentos horizontais, dos excessos de pressão neutra, do factor de concentração de tensões e do factor de redução de assentamentos.

SYNOPSIS – The behaviour of an embankment on soft clayey soils reinforced with stone columns is analysed by a numerical model based on the finite element method. The unit cell formulation is used, which consists of the study of one column and its surrounding soil, with axisymmetric behaviour. The numerical model incorporates the Biot consolidation theory (coupled formulation of the flow and equilibrium equations) with constitutive relations simulated by the p-q-θ critical state model. In order to better understand the geotechnical behaviour of the problem, special emphasis is given to the analysis in time, during and after the construction period, of the settlements, horizontal displacements, excess pore pressures, stress concentration ratio and settlement reduction factor.



ESTUDO EXPERIMENTAL DE UMA ÁREA CONTAMINADA POR LODO BIOSSÓLIDO, POR MEIO DE ENSAIOS DE CAMPO DO TIPO CONE RESISTIVO

Experimental study of an area contaminated by biossolid sludge, through field tests of the type resistivity cone

Renato Pinto da Cunha

Luiz Heleno Albuquerque Filho

Luís Fernando Martins Ribeiro

Fabrícia de Souza Oliveira

RESUMO Este artigo apresenta os resultados de uma investigação geoambiental, realizada na Estação de Tratamento de Esgoto Norte da CAESB, em Brasília, Distrito Federal do Brasil, utilizando o cone resistivo como ferramenta principal de investigação. A campanha de investigação da área de estudo compreendeu, inicialmente, a caracterização geotécnica, mineralógica e físico-química do substrato, por meio da coleta de amostras de solo, em diferentes pontos, e posterior realização de ensaios de laboratório e análises químicas. Adicionalmente, foram coletadas amostras do fluido, com um amostrador do tipo BAT, do lençol subterrâneo e, também, da superfície do lago Paranoá. A comparação entre os resultados das caracterizações do substrato, das perfilagens eletrorresistivas e dos ensaios com o cone resistivo evidenciou um contraste significativo entre as áreas contaminadas e não contaminadas, além de permitir a determinação de correlações consistentes, com determinados contaminantes.

ABSTRACT This paper presents the results of a geo-environmental investigation, carried out in the North Sewage Treatment Plant of the city of Brasília, in the Federal District of Brazil, which, on a pioneer basis, used the resistivity cone as the main site investigation tool. The investigation campaign of the study area involved the geotechnical, mineralogical and physic-chemical characterization of the substratum by means of soil samples at distinct points, and their subsequent laboratory testing and chemical analysis. Additionally, fluid samples were retrieved a BAT type sampler, which was employed in the ground water and also at the surface of the lake Paranoá. The comparison of the characterization results from the soil and fluid with those from the cone resistivity tests demonstrated a significant contrast between contaminated and non contaminated areas, besides allowing the establishment of consistent correlations with certain contaminants. The resistivity cone results have also been compared to those from conventional electroresistivity surveys.

 



EFETIVIDADE DO GPS NA AVALIAÇÃO DE PROBLEMAS GEOTÉCNICOS EM ÁREAS URBANAS

GPS effectiveness to geotechnical problems in urban areas

Sylvana Melo dos Santos

Gerd Günter Seeber

Verônica Maria Costa Romão

Ivaldo Dário da Silva Pontes Filho

Jaime Joaquim da Silva Pereira Cabral

RESUMO – Diversas análises geotécnicas, tais como recalque e análise de subsidência, demandam um monitoramento rigoroso e preciso das altitudes ou dos deslocamentos verticais. O sistema GPS é um método muito útil na determinação da posição de um ponto na superfície do solo e já vem sendo utilizado para determinação de coordenadas verticais em várias aplicações da engenharia civil em diversas localidades no mundo. O desempenho satisfatório dessa tecnologia para obter grande precisão nas coordenadas verticais exige alguns condicionantes, relacionados aos satélites, às transmissões dos sinais e, principalmente, no caso de áreas urbanizadas, à presença de obstáculos nas proximidades do equipamento que interferem na qualidade e na quantidade de informações coletadas. O presente artigo descreve formas adequadas de uso do GPS de modo a garantir boa precisão nas medidas das coordenadas verticais, mesmo em presença de obstáculos em áreas urbanas.

ABSTRACT Several geotechnical studies such as foundation settlement and soil subsidence require a careful and precise monitoring of altitudes and vertical displacements. GPS is a powerful system for determining a point position on terrain, and it has already been used for civil engineering in several countries to precise height determination. A suitable performance of GPS measurement for obtaining height with good precision depends on a few issues related to satellites, signal transmission and, in urban areas case, obstacles around the antenna neighbourhood that interfere in quality and quantify of gathered information. This paper presents a discussion on high precision GPS measurements for small vertical displacements in urban areas, even with obstacles.



APRESENTAÇÃO DE LIVRO

Book review

Waldemar Hachich

RALPH B. PECK, educator and engineer: the essence of the man

John Dunnicliff, Nancy Peck Young, editores

ISBN 0-921095-63-5

BiTech Publishers Ltd.

Vancouver, B. C. Canadá

Setembro de 2006



 

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