Elastoplastic concepts applied to non saturated soils

Neste trabalho são apresentados resultados de ensaios triaxiais convencionais, de compressão confinada e triaxiais com controle de tensão, realizados em amostras saturadas e com controle de sucção, em corpos de prova indeformados coletados ao longo de um perfil típico de solo da cidade de São Carlos - SP. A partir dos dados obtidos, faz-se um estudo do comportamento de deformação e resistência do solo, em condições não saturadas, ao longo de todo perfil amostrado. Para o solo residual de arenito realiza-se também um estudo das suas principais características de elastoplasticidade, para a condição saturada e para o caso dos ensaios realizados com controle de sucção. Mostra-se que as superfícies de plastificação obtidas para o solo podem ser ajustadas de modo razoável pela superfície de escoamento do Cam-Clay modificado, utilizada nos modelos de Alonso et al. (1990) e Balmaceda et al. (1992). Para esta superfície, o uso de uma lei de fluxo associada conduziu a resultados satisfatórios. Um modelo constitutivo é proposto para representação do comportamento do solo em condições não saturadas. Uma nova superfície de plastificação e uma nova lei de fluxo (não associada) são propostas para o solo, conseguindo-se uma melhor previsão dos pontos de escoamento situados à esquerda da projeção da linha de estados críticos e diminuindo-se os valores dos desvios angulares dos vetores de incrementos de deformação plástica. No modelo constitutivo proposto neste trabalho, a superfície de escoamento LC do solo é obtida levando-se em consideração não somente os valores da pressão de pré-adensamento, mas também os valores de &#947(s). Os modelos constitutivos proposto e de Balmaceda et al. (1992) são utilizados na simulação dos ensaios de laboratório, obtendo-se bons resultados. Com o uso dos parâmetros adotados para a simulação dos ensaios de laboratório são realizadas previsões do comportamento de estruturas de fundação em campo, obtendo-se resultados satisfatórios.This thesis deals with the application of elasto-plastic concepts to a typical non saturated soil from São Carlos - SP. The soil profile analysed is composed at is upper part of a sandy soil of coluvium origin and of a residual soil from sandstone at depths larger than 8 m. The water level is at a depth of about 10 m. The experimental work included compression triaxial tests following different stress paths and confined compression tests performed both on saturated and on unsaturated specimens. In the case of the residual soil of sandstone, its main elastoplastic characteristics are studied. It is shown that yield points can be fairly fitted by the yield surface proposed by of Alonso et al. (1990) and Balmaceda et al. (1992), which are an extension of modified Cam-Clay yield surface. In this case, an associated flow law also gave reasonable results in reproducing experimental data. In order to get a better adjustment between experimental and theoretical results, a new constitutive model is proposed using a new yield surface and a non associated flow law. It is shown that this new yield surface can better adjust experimental yield points, mainly those located at left of the critical state line (C.S.L.) and the new flow rule leaded to lower deviation of incremental plastic strain vectors. In the proposed model, the yield surface LC is obtained considering both &#947(s) and po experimental values. The proposed and Balmaceda et al. (1992) models were utilised to predict the laboratory soil behaviour, showing good results. The parameters already used to reproduce laboratory tests were also used to model foundation structures built in the soil studied and a fair agreement between experimental and predict results was obtained