Evaluation of the impact of inundation on the strength and deformability of a collapsible lateritic soil: experimental and numerical study
| Autor: | Falcão, Patrícia Rodrigues |
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| Přispěvatelé: | Baroni, Magnos, Fagundes, Diego de Freitas, Danziger, Bernadete Ragoni, Pinheiro, Rinaldo Jose Barbosa |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2021 |
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| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) instacron:UFSM |
| Popis: | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES In the northern region of the state of Rio Grande do Sul it is common the presence of lateritic soils of medium to clayey texture, unsaturated and with high porosity. The change in the humidity in this type of soil is linked to the loss of suction. Therefore, the stress-strain behavior exhibits a high complexity resulting in design uncertainties. The inundation damages the soil structure causing a reduction in the soil volume, and this phenomenon is called collapse. In this context, a foundation built on this ground may be subject to differential settlements that will consequently generate pathologies in the buildings. It is relevant to point out that cracks and fissures are commonly observed in the city of Cruz Alta after some event that culminated in soil flooding. This panorama demonstrates the notorious importance of studying the intervening factors in a foundation project. Thus, the present dissertation aimed at a geotechnical investigation program with the purpose of understanding the peculiarities of the soil. To this end, the Geotechnical Engineering Experimental Field, located on the UNICRUZ campus, was used. Laboratory tests were performed for characterization, X-ray diffraction, mineralogical analysis of the granular fraction, characteristic curves, confined compression, direct shear and triaxial compression. In the field, SPT tests were performed with and without water circulation and slow-load static load testing with inundation of the underlying soil. Using the PLAXIS 2D computational tool, 2D numerical models were created and validated using the test results. The confined compression tests with flooding indicate that the soil is potentially collapsible. Shear strength is linked with suction since there is a high magnitude reduction in the cohesive intercept. The results of the SPT measurements can provide a suggestive tool for understanding that flooding will lead to a loss of soil suction. The load tests on piles carried out with pre- flooding demonstrated a significant reduction in bearing capacity. The results of the analyses demonstrate the importance of the study of unsaturated soils for foundation projects. Na região norte do estado do Rio Grande do Sul é comum a presença de solos lateríticos de textura média a argilosa, não saturados e com elevada porosidade. A alteração no teor de umidade nesse tipo de solo está atrelada a perda de sucção. Por conseguinte, o comportamento tensão-deformação exibe uma alta complexibilidade resultando em incertezas no projeto. A inundação prejudica a estrutura do solo acarretando redução no seu volume, sendo esse fenômeno denominado colapso. Nesse contexto, uma fundação assente nesse terreno pode estar sujeita a recalques diferenciais que consequentemente gerarão patologias nas edificações. Salienta-se que trincas e fissuras são comumente observadas no município de Cruz Alta após algum evento que culminou na inundação do solo. Esse panorama demonstra a notória importância do estudo dos fatores intervenientes em um projeto de fundação. Com isso, a presente dissertação objetivou um programa de investigação geotécnica com a finalidade de entender as peculiaridades do solo. Para tal, foi utilizado o Campo Experimental de Engenharia Geotécnica localizado no Campus da UNICRUZ. Foram realizados ensaios laboratoriais de caracterização, difração de raio-x, análise mineralógica da fração granular, curvas características, compressão confinada, cisalhamento direto e compressão triaxial. Em campo houve a realização de sondagens SPT com e sem a circulação de água e ensaios de prova de carga estática de carregamento lento com inundação do solo subjacente. Utilizando a ferramenta computacional PLAXIS 2D foram criados modelos numéricos 2D que consequentemente foram validados por intermédio dos resultados dos ensaios realizados. Os ensaios de compressão confinada com inundação indicam que o solo é potencialmente colapsível. A resistência ao cisalhamento está diretamente vinculada com a sucção, já que há uma redução de alta magnitude no intercepto coesivo. Os resultados das sondagens SPT podem advir de uma ferramenta sugestiva para o entendimento que a inundação propiciará a perda de sucção do solo. A realização dos ensaios de prova de carga em estacas realizadas com pré-inundação do terreno, demonstraram uma redução significativa na capacidade de suporte. Os resultados provenientes das análises demonstram a importância do estudo dos solos não saturados frente aos projetos de fundações. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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