dc.creator | Santos, Thaís Aquino dos | |
dc.date.accessioned | 2021-09-15T02:20:40Z | |
dc.date.available | 2021-09-15T02:20:40Z | |
dc.date.issued | 2020-12-04 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/22216 | |
dc.description.abstract | This thesis presents a study on the influence of suction on the resilient and plastic
characteristics of highway subgrade soils. The main focus was to evaluate the variation of
suction as a function of postcompaction moisture variations, associated with seasonal
fluctuations and the equilibrium moisture content of the subgrade. However, other conditioning
factors, related to the initial compaction characteristics, were also evaluated. For this purpose,
three soils from the state of Rio Grande do Sul were defined, with distinct geological and
geotechnical characteristics. The experimental program consisted of physical, chemical,
mineralogical, microstructural and hydromechanical characterization tests. Among the most
relevant tests, it is mentioned the obtaining of the soil-water characteristic curves using the
filter paper technique and the repeated load triaxial tests to obtain the resilient modulus and
permanent deformation. To simulate the range of moisture changes in the field,
postcompaction moisture content variations of -4%, -2% and + 2% were adopted, according to
the equilibrium moisture content observed on the subgrades of Brazilian highways. In addition
to postconstruction moisture variation, other variables of interest associated with the
compaction process were evaluated: moisture, effort and compaction method. It was found
that the compaction method does not impact in the soil microstructure and, therefore, does not
influence the evaluated properties of interest (stiffness and soil infiltrability). With the increase
in compaction effort, a better arrangement of the particles was noted, resulting in an increase
in the resilient modulus and a greater water holding capacity by the materials. The variation in
compaction moisture content also caused microstructural changes, influencing the infiltration
capacity, expansion, stiffness and plastic behavior of the soils: the higher the initial moisture
content, the lower infiltration rate, expansion and stiffness of the materials and the greater their
permanent deformations. Regarding the effects of postcompaction moisture variation, it was
found that with drying there was an increase in the stiffness of the soils, while with wetting
there was a reduction in that stiffness and a greater accumulation of permanent deformations
of these materials, showing the influence of the matric suction variation on the performance of
the three soils studied. Suction, as a fundamental parameter for understanding the behavior
of unsaturated soils, was related to all the properties of interest evaluated in this work,
corroborating its relevance in the study of this type of material. In addition, it proved to be the
best variable to represent the effects of moisture variation on the elastic and plastic behavior
of soils subjected to cyclical loads. In view of this, models for predicting the resilient modulus
and permanent deformation were proposed with the inclusion of this parameter. The models
proved to be highly predictive, constituting important tools to be incorporated into the current
mechanistic-empirical design methods. Furthermore, it was found that permanent deformation
is not a major factor in the performance of the studied soils used as subgrade of conventional
flexible pavements, because for stress levels acting on this layer, deformations were low and,
in general, tended to the shakedown state. | eng |
dc.description.sponsorship | ANP/Petrobras | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Sucção matricial | por |
dc.subject | Módulo de resiliência | por |
dc.subject | Deformação permanente | por |
dc.subject | Modelos de previsão | por |
dc.subject | Solos não saturados | por |
dc.subject | Matric suction | eng |
dc.subject | Resilient modulus | eng |
dc.subject | Permanent deformation | eng |
dc.subject | Prediction models | eng |
dc.subject | Unsaturated soils | eng |
dc.title | A influência da sucção na deformabilidade de subleitos rodoviários: efeitos da variação de umidade, método de compactação e gênese dos solos | por |
dc.title.alternative | The influence of suction on the deformability of Highway subgrades: effects of moisture variation, compaction method and soil genesis | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | Esta tese apresenta um estudo sobre a influência da sucção nas características resilientes e
plásticas de solos de subleitos rodoviários. O enfoque principal foi avaliar a dinâmica da
sucção em função das variações de umidade pós-compactação, associadas às flutuações
sazonais e à umidade de equilíbrio do subleito. Não obstante, outros fatores condicionantes,
relacionados às características iniciais de compactação, também foram avaliados. Para tanto,
foram definidos três solos do estado do Rio Grande do Sul, com características geológicasgeotécnicas distintas. O programa experimental foi composto de ensaios de caracterização
física, química, mineralógica, microestrutural e hidromecânica. Dentre os ensaios mais
relevantes, podem-se citar a obtenção das curvas característica solo-água por meio da técnica
do papel filtro e os ensaios triaxiais de cargas repetidas para obtenção do módulo de
resiliência e da deformação permanente. Para simular a faixa de variação de umidade em
campo, adotaram-se variações de umidade pós-compactação de -4%, -2% e +2%, consoantes
às umidades de equilíbrio atuantes nos subleitos de rodovias brasileiras. Além das oscilações
de umidade pós-construção, avaliaram-se outras variáveis de interesse associadas ao
processo de compactação: umidade, energia e método de compactação. Verificou-se que o
método de compactação não impacta na microestrutura dos solos e, portanto, não influencia
nas propriedades de interesse avaliadas (rigidez e infiltrabilidade). Com o acréscimo da
energia de compactação, notou-se um melhor arranjo das partículas, resultando em um
acréscimo no módulo de resiliência e em uma maior capacidade de retenção de água por
parte dos materiais. A variação de umidade de compactação também ocasionou mudanças
microestruturais, influenciando na infiltrabilidade, expansão, rigidez e comportamento plástico
dos solos: quanto maior o teor de umidade inicial, menor a infiltrabilidade, a expansão e a
rigidez dos materiais e maiores as suas deformações permanentes acumuladas. No que tange
aos efeitos da variação de umidade pós-compactação, constatou-se que com a secagem
houve um aumento na rigidez dos solos, ao passo que com o umedecimento verificou-se a
redução dessa rigidez e um maior acúmulo das deformações permanentes desses materiais,
evidenciando a influência da variação da sucção matricial no desempenho dos três solos
estudados. A sucção, como um parâmetro fundamental à compreensão do comportamento
dos solos não saturados, apresentou relação com todas as propriedades de interesse
avaliadas nesse trabalho, corroborando sua relevância no estudo desse tipo de material. Além
disso, demonstrou ser a melhor variável para representar os efeitos da variação de umidade
no comportamento elástico e plástico dos solos submetidos a carregamentos cíclicos. À vista
disso, propuseram-se modelos de previsão de módulo de resiliência e deformação
permanente com a inclusão desse parâmetro. Os modelos mostraram-se altamente preditivos,
constituindo importantes ferramentas a serem incorporadas aos métodos de
dimensionamento mecanístico-empíricos atuais. Ademais, verificou-se que a deformação
permanente não é um fator preponderante no desempenho dos solos desse estudo utilizados
como subleitos de pavimentos flexíveis convencionais, pois para níveis de tensões atuantes
nessa camada, as deformações foram baixas e, no geral, tenderam ao estado de shakedown. | por |
dc.contributor.advisor1 | Pinheiro, Rinaldo Jose Barbosa | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1539316781096410 | por |
dc.contributor.referee1 | Motta, Laura Maria Goretti da | |
dc.contributor.referee2 | Specht, Luciano Pivoto | |
dc.contributor.referee3 | Baroni, Magnos | |
dc.contributor.referee4 | Núñez, Washington Peres | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/8304176449726739 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Civil | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |