Modelação numérica de uma solução de reforço de solos para fundações de aerogeradores

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Características de depósitos de argilas moles no estado do Rio Grande do Sul

Esta pesquisa tem por objetivo reunir, compilar e analisar as informações relacionadas à caracterização geotécnica dos depósitos de solos moles do Estado do Rio Grande do Sul, através de dados obtidos de pesquisas anteriores e de projetos de infra-estrutura. O conjunto das informações obtidas nesta dissertação constitui-se em um banco de dados valioso, no qual são disponibilizadas as principais propriedades geotécnicas de argilas e as correlações que possibilitam suas estimativas. O estudo foi dividido em duas regiões, nas quais a ocorrência destes solos é mais freqüente e o investimento em infra-estrutura é importante: Porto Alegre e Rio Grande. Dentro destas regiões, temos ainda algumas subdivisões de vários depósitos estudados, que fornecem as características particulares de cada região. O estudo conta com uma caracterização geológica e um histórico das formações dos solos moles do estado do Rio Grande do Sul. Um extenso levantamento dos índices físicos é apresentado para caracterização e comparação dos dois locais, através do qual são reunidas informações relacionadas a granulometria, índice de vazios, limites de Atterberg, peso especifico natural, umidade natural e outros. Os ensaios de laboratório forneceram o comportamento tensão-deformação-resistência para amostras retiradas dos locais de estudo, fornecendo os parâmetros indispensáveis à completa descrição do comportamento do material, como: resistência não-drenada ao cisalhamento, Su, índice de compressão, ângulo de atrito efetivo, coesão efetiva e nível de préadensamento, OCR. Correlacionando-se também alguns destes parâmetros, é possível estabelecer padrões de comportamento que são consistentes com outros locais já estudados nacional e internacionalmente. A análise dos ensaios de campo completa a caracterização dos depósitos, fornecendo uma visão geral dos perfis de subsolo. O cruzamento de dados de campo e laboratório possibilita o estabelecimento de correlações para a estimativa de Su e OCR para os depósitos. Resultados espúrios são desconsiderados nas análises apresentadas.

Comportamento de solos reforçados com fibras submetidos a grandes deformações

O presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento de solos reforçados com fibras de polipropileno, submetidos a grandes deformações, que possuam características adequadas para o emprego em liners de cobertura de aterros sanitários e aterros sobre solos moles. O programa experimental consistiu na realização de ensaios triaxiais consolidados drenados com distintas trajetórias de tensões (compressão axial, descarregamento lateral e p’ constante) e isotrópicos com aplicação de altas tensões, em amostras de areia e areia-fibra, como também em ensaios de cisalhamento do tipo ring shear (executados nas matrizes de areia e bentonita, com e sem reforço fibroso) e provas de carga em placa de 0,30 m de diâmetro sobre espessas camadas de areia compactada, reforçada e não reforçada com fibras. Nesta pesquisa busca-se investigar o comportamento tensão-deformação de misturas reforçadas, os efeitos do comprimento, porcentagem, diâmetro e alongamento/ruptura das fibras, tensão de confinamento, granulometria do solo e densidade das misturas, nas propriedades mecânicas do material reforçado, bem como a influência da adição de fibras no comportamento carga-recalque e nos mecanismos de ruptura de uma areia reforçada. A análise global dos resultados permite identificar as alterações provocadas pela inclusão aleatória de fibras de polipropileno às matrizes estudadas. A adição de fibras influencia o comportamento compressivo da areia, aumenta os parâmetros de resistência ao cisalhamento de pico e pós-pico das matrizes estudadas após grandes deslocamentos horizontais, sem quedas significativas de resistência pós-pico no caso da matriz arenosa O desempenho das fibras no interior da massa de solo indica que estas sofrem deformações plásticas de tração, alongando-se em primeira instância, até atingirem a ruptura. O efeito da inclusão de fibras é mais evidente para baixas tensões efetivas médias iniciais, menores diâmetros, maiores comprimentos e maiores teores de fibras, sendo seu efeito mais pronunciado para misturas mais densas. O comportamento carga-recalque do solo arenoso é significativamente influenciado pela adição de fibras, aumentando a capacidade de suporte deste e alterando mecanismos de ruptura.

Estudo da resistência não drenada de solo de baixa consistência por meio de ensaios de campo e laboratório

A variabilidade natural dos solos torna complexo o conhecimento de suas propriedades na elaboração de projetos geotécnicos, sendo a determinação da resistência ao cisalhamento não drenada um parâmetro importante nas análises de estabilidade de solos moles. Os ensaios de laboratório de cone e palheta, não convencionais, os ensaios de campo de palheta e piezocone e os ensaios de compressão simples e triaxial não adensado e não drenado foram utilizados para mensurar a resistência não drenada de uma camada de argila marinha mole localizada na planície costeira central brasileira. Os ensaios de laboratório foram realizados em amostras indeformadas coletadas com amostradores de pistão estacionário em vertical próxima à realização dos ensaios de campo. O sítio foi investigado preliminarmente por sondagens de simples reconhecimento, sendo apresentado o perfil estratigráfico por meio de modelagem computacional. Foram também realizados ensaios para caracterização física (análise granulométrica, teor de umidade, limites de liquidez e plasticidade, densidade real dos grãos) e mineralógica (difração de raios X), e ensaios de adensamento para obtenção do histórico de tensões e classificação de qualidade das amostras indeformadas. Os valores de resistência não drenada obtidos pelos ensaios de laboratório foram comparados ao perfil contínuo de resistência determinado empiricamente pelo ensaio de piezocone, com fator de cone Nkt calibrado pelo ensaio de palheta de campo, apresentando boa concordância, com a variabilidade natural do solo influenciando de forma preponderante a qualidade das amostras na variação entre os resultados. Os valores de resistência obtidos pelos ensaios de laboratório de cone e palheta foram comparados entre si, apresentando boa compatibilidade. Ambos, quando comparados ao ensaio de palheta de campo, não apresentaram boa concordância. Os resultados de resistência obtidos pelos ensaios de compressão simples e triaxial apresentaram boa compatibilidade com os resultados do ensaio de laboratório de cone, o que não ocorreu com os resultados do ensaio de laboratório de palheta. Na comparação entre a resistência normalizada pela tensão de sobreadensamento obtida pelos diversos métodos e algumas correlações empíricas da literatura internacional, foi observado para as amostras de solo com índice de plasticidade superior a 60% boa concordância com as correlações de Mesri (1975) e Jamiolkowski et al (1985). Os ensaios não convencionais apresentaram boa confiabilidade, que aliado a simplicidade e agilidade de execução, justificam a difusão destes na prática da investigação geotécnica brasileira como método alternativo para complementar e dar suporte às estimativas de resistência não drenada de solos moles.

Estudo de modelação da consolidação acelerada por drenos verticais tomando em consideração a fluência do terreno

Dissertação elaborada no Laboratório Nacional de Engenharia Civil para obtenção do grau de mestre em Engenharia Civil no Perfil de Geotecnia pela Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa no âmbito do convénio de cooperação entre a UNL e o LNEC

Comparação de alguns métodos para o dimensionamento de estacas de brita: aplicação a um caso de estudo

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia geológica (Geotecnia)

Fundações superficiais para linhas de transmissão em argilas moles saturadas

As fundações empregadas para linhas de transmissão de alta tensão em depósitos de argilas moles saturadas são geralmente estacas. No Rio Grande do Sul, projetos alternativos com fundações superficiais foram empregados em forma experimental para torres de suspensão, as quais apresentaram bom desempenho com menor custo. Esta pesquisa visa apontar critérios racionais da mecânica dos solos que permitam projetar, a partir do conhecimento do perfil de resistência não drenada, fundações superficiais em depósitos de argilas moles saturadas com maior confiabilidade. Para a determinaçao do perfil de resistência não drenada foi desenvolvido um cone manual com leituras elétricas, o qual foi testado apresentando bons resultados. A vantagem do uso deste equipamento reside no fato de que pode ser transportado manualmente a locais de difícil acesso, onde são implantadas as torres de alta tensão. Os demais parâmetros de solos do local de estudo, situado no município de Canoas no Rio Grande do Sul, foram obtidos a partir de ensaios de compressão triaxial do tipo adensado isotropicamente não drenado (CIU) com medida de poro pressão e de ensaios de adensamento. Foram analisadas as fundações superficiais das torres de suspensão projetadas, empregando teorias analíticas convencionais, baseadas no conhecimento da resistência não drenada, e o método de elementos finitos. A partir deste estudo, é sugerida uma metodologia para projetos de fundações superficiais de torres de suspensão em argilas moles saturadas.

Ocorrência, comportamento e impactos ambientais provocados pela presença de antimicrobianos veterinários em solos

Antimicrobials, among other veterinary drugs, are used worldwide in industry and agriculture to protect animal health and prevent economic loss. In recent years, they have been detected in various environmental compartments, including soil, surface and groundwater and have become a topic of research interest. Emphasizing this class of compounds, this review presents the different pathways which veterinary drugs enter in the environment, in particular contaminate soils. Also are presented regulatory aspects and guidelines, adsorption/desorption and degradation of these compounds in soils and the consequences of its dispersal in the environment.

Métodos probabilístico e determinístico para diagnóstico da necessidade de subsolagem de solos agrícolas

This paper presents two techniques to evaluate soil mechanical resistance to penetration as an auxiliary method to help in a decision-making in subsoiling operations. The decision is based on the volume of soil mobilized as a function of the considered critical soil resistance to penetration in each case. The first method, probabilistic, uses statistical techniques to define the volume of soil to be mobilized. The other method, deterministic, determines the percentage of soil to be mobilized and its spatial distribution. Both cases plot the percentage curves of experimental data related to the soil mechanical resistance to penetration equal or larger to the established critical level and the volume of soil to be mobilized as a function of critical level. The deterministic method plots showed the spatial distribution of the data with resistance to penetration equal or large than the critical level. The comparison between mobilized soil curves as a function of critical level using both methods showed that they can be considered equivalent. The deterministic method has the advantage of showing the spatial distribution of the critical points.

Avaliação de solventes de extração por ultrassom usando-se cromatografia líquida de alta eficiência para a determinação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em solos contaminados

A method using ultrasonication extraction for the determination of 17 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), selected by the USEPA and NIOSH as "consent decree" priority pollutants, in soil by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) was studied. Separation and detection were completed in 20 min with a C18 columm, acetonitrile-water gradient elution and ultraviolet absorption and fluorescence detections. The detection limits, for a 10 µL of solution injection, were less than 9,917 ng/g in UV detection and less than 1,866 ng/g in fluorescence detection. Several organic solvents were tested for extraction of the 17 PAHs from soils. Acetone was the best solvent among the three solvents tested, and the order of the extraction efficiencies was: acetone>methanol>acetonitrile. Ultrasonication using acetone as solvent extraction was used to evaluate the biodegradation of those compounds in contaminated soil during a vermicomposting process.

Estudo comparativo de métodos para a determinação da concentração de carbono em solos com altos teores de Fe (Latossolos)

Soil organic matter (SOM) plays an important role in physical, chemical and biological properties of soil. Therefore, the amount of SOM is important for soil management for sustainable agriculture. The objective of this work was to evaluate the amount of SOM in oxisols by different methods and compare them, using principal component analysis, regarding their limitations. The methods used in this work were Walkley-Black, elemental analysis, total organic carbon (TOC) and thermogravimetry. According to our results, TOC and elemental analysis were the most satisfactory methods for carbon quantification, due to their better accuracy and reproducibility.

Substituição dos parâmetros do modelo de Green-Ampt-Mein-Larson para estimativa da infiltração em alguns solos do Brasil

A partir de uma análise detalhada do processo de infiltração de água no solo, foram propostas alternativas para adequação dos parâmetros de entrada do modelo de Green-Ampt-Mein-Larson (GAML), na tentativa de melhorar a eficiência da estimativa da infiltração em alguns solos brasileiros. As adequações consistiram em substituir a condutividade hidráulica do solo saturado (K0) pela taxa de infiltração estável (Tie) e o teor de água do solo saturado (qs) pelo teor de água na zona de transmissão (qw), além de estabelecer uma equação para estimativa do potencial matricial na frente de umedecimento (yf) com base nos parâmetros do modelo de curva de retenção de água de Brooks & Corey. Avaliou-se o desempenho do conjunto de adequações propostas (GAML-t) para estimativa da infiltração de água em três solos: Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Vermelho e Argissolo Vermelho. O desempenho do GAML-t foi comparado com o obtido pelo GAML aplicado em sua forma original e adequado segundo cinco diferentes formas, evidenciando-se que o primeiro obteve melhor desempenho nos três solos estudados.

Avaliação da disponibilidade, adsorção e níveis críticos de fósforo em diferentes solos

A avaliação da disponibilidade de P em solos mineralogicamente diferentes por um único método de análise pode ocasionar estimativas inadequadas dessa disponibilidade. O objetivo desta pesquisa foi extrair P por diferentes extratores químicos em solo com elevado teor de Ca, comparativamente a solo hematítico, e estudar as relações entre os níveis críticos e a adsorção de P pelo tempo de incubação dos solos. Assim, realizou-se um experimento utilizando amostras subsuperficiais de um Vertissolo Ebânico órtico (VEo), textura argilosa, com predomínio de argilominerais 2:1 rico em Ca e de um Nitossolo Vermelho distroférrico (NVdf), textura muito argilosa, predominantemente hematítico, coletados no Sertão e na Zona da Mata do Estado de Pernambuco, respectivamente. As doses de P foram definidas em função dos níveis 0; 0,2; 0,4; 0,8; e 1,0 da capacidade máxima de adsorção de P (CMAP) de cada solo e incubadas por 90, 60, 30, 15 e 0,5 dias. O experimento foi realizado em casa de vegetação, em esquema fatorial (dois solos, cinco doses de P e cinco tempos de incubação) em delineamento de blocos casualizados, com três repetições. O P disponível foi determinado pelos extratores Mehlich-1, Mehlich-3 e Bray-1 e utilizou-se o milho como planta indicadora. A capacidade de predição do P disponível do Mehlich-1 não foi adequada para o solo com predomínio de argilominerais 2:1 rico em Ca. Para este caso, a maior operacionalidade do Bray-1 credencia esse extrator como mais recomendado. Os níveis críticos no solo apresentaram-se decrescentes com o aumento do tempo de incubação, independentemente do solo.

Atributos químicos, produção e qualidade do capim braquiária em solos corrigidos com calcário e escória silicatada

As pastagens constituem a base dos sistemas de produção de bovinos, o que evidencia sua importância e a necessidade de outras práticas de manejo que resultem em maior eficiência desses sistemas. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar os atributos químicos do solo (pH, Ca, Mg e H+Al), o potencial produtivo e a composição química do capim braquiária (Brachiaria decumbens Stapf) em solo corrigido com diferentes doses de calcário e escória silicatada. O experimento foi conduzido em ambiente protegido no período de 2006/2007, na UNESP de Ilha Solteira. Foram testadas cinco doses de calcário e escória silicatada, 0,0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 vezes a dose recomendada. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições. Avaliou-se a composição química do solo após incubação dos corretivos, o perfilhamento, a matéria seca, proteína, FDN (fibra em detergente neutro) e FDA (fibra em detergente ácido). Ambos os corretivos proporcionaram ao solo efeito positivo em relação ao pH e teores de cálcio e magnésio. As variáveis matéria seca e FDA não foram influenciadas significativamente pelos tipos e doses de corretivos.

Eficiência no uso de fósforo de variedades de arroz cultivadas em solos de várzea irrigada

A cultura do arroz destaca-se como uma das mais importantes do mundo, por apresentar facilidade de adaptação a condições edafoclimáticas distintas. Cultivado e consumido em todos continentes, o arroz destaca-se pela produção e área de cultivo, desempenhando papel estratégico tanto em nível econômico quanto social. No Brasil, a maior parcela da produção de arroz é proveniente do ecossistema de várzea. Este trabalho objetivou estudar a eficiência e resposta ao uso de fósforo de variedades de arroz (Oryza sativa L.), em várzea irrigada, no Sudoeste do Estado de Tocantins. Os tratamentos envolveram oito variedades comerciais de arroz (BRS-Jaçanã, Best-2000, BRS-Guará, BRS-Alvorada, BRA-01381, AN-Cambará, BRS 7-Taim e EPAGRI-109), que foram cultivadas em dois ambientes distintos. Para simular ambientes com baixo e alto níveis de fósforo, foram utilizadas as doses de 20 e 120 kg ha-1 de P2O5, respectivamente. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. Por meio da produtividade de grãos, as variedades foram classificadas quanto à eficiência no uso e resposta à aplicação de fósforo. Demonstrou-se que apenas a variedade BRS-Alvorada é eficiente quanto ao uso de fósforo e responsiva a sua aplicação.