Caracterização geomecânica de um solo residual de gnaisse

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2014.O conhecimento do comportamento geotécnico dos solos residuais catarinenses é de elevada importância, tendo em vista a ocorrência de diversos problemas geotécnicos, relacionados a esse tipo de solo. Cita-se como exemplo, os deslizamentos de terra, mais evidentes e possivelmente mais frequentes nos últimos anos. O presente trabalho apresenta uma caracterização geotécnica de um perfil de solo residual de gnaisse da cidade de Santo Amaro da Imperatriz-SC, através da análise das características geotécnicas do local, ensaios laboratoriais e análises microscópicas. Essa análise objetiva o entendimento do comportamento deste tipo de solo, coletado a diferentes profundidades, portanto, submetido em escala geológica a variações de intemperismo. Foram coletadas amostras em um talude e em um poço de inspeção, executado para esta pesquisa. Foram realizados ensaios de caracterização física, ensaios de compressibilidade, brazilian test, cisalhamento direto e ensaios triaxiais CID e CIU, além de uma análise mineralógica com a utilização de difração de raio-X e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Fisicamente, o perfil de solo residual analisado pode ser caracterizado como silto-arenoso, de baixa plasticidade. As difratometrias de raio-X indicaram a presença de minerais Quartzo e Caulinita, em praticamente todos as amostras analisadas, mas em algumas das amostras observou-se a presença de Haloisita e outros minerais, indicando a herança gnáissica. A resistência à tração das amostras apresentou uma variação de 1,66 a 8,03 kPa, sendo que algumas amostras desagregaram após a inundação. Nos resultados dos ensaios de cisalhamento direto, foram obtidos parâmetros de resistência numa faixa de c` entre 4,2 a 17,1 kPa, enquanto que o valor de f` esteve entre 32,8 a 39,2º. Nos ensaios triaxiais, os parâmetros efetivos de resistência variaram entre 18 a 45 kPa para coesão efetiva e 24,5 a 30º para o ângulo de atrito efetivo. Nas análises dos ensaios de compressibilidade é evidente a presença de cimentação, pois as tensões de pré-adensamento virtual foram todas maiores do que a pressão de terra na condição original. De forma geral os resultados evidenciaram um comportamento típico de solo residual, com a presença de cimentação, além da influência do intemperismo na caracterização geomecânica das diferentes profundidades.<br>Abstract : The knowledgment of geotechnical behavior in Santa Catarina residual soils has a great importance, due to the occurrence of many geotechnical problems related to this type of soil. Such as landslides, more evident and probably more frequent in recent years. This paper presents a geotechnical characterization of a residual soil profile gneiss of Santo Amaro da Imperatriz - SC, through the analysis of the site's geotechnical characteristics, laboratory tests and microscopic analysis. This analysis aims to understand the behavior of this type of soil collected at different depths, therefore, subjected to variations in geological scale of weathering. The samples were collected on a slope and into a inspection borehole, performed for this search. Physical characterization tests, oedometer tests, brazilian tests, direct shear test and triaxial tests CID and CIU were made, and a mineralogical analysis using X-ray diffraction and scanning electron microscopy (SEM). Physically, the residual soil profile can be characterized as silty-sandy, with low plasticity. The X-ray diffraction indicated the presence of mineral quartz and kaolinite in all the samples, and in some samples the presence of halloysite, and other minerals were observed, indicating gneiss inheritance. There is a variation in tensile strength of the samples from 1.66 to 8.03 kPa, and some samples were disaggregated after flood. The results of direct shear tests, strength parameters were obtained in a range of 4.2 to 17.1 kPa (cohesion) and angle of internal friction betwen 32.8 to 39.2º. In triaxial tests, the effective strength parameters ranged from 18 to 45 kPa (cohesion) and 24.5 to 30º (angle of internal friction). The analysis of the oedometer tests, shows the presence of bonded in soil structure, due to the quasi-preconsolidation pressure were greater than the ground pressure in its original condition. Overall, the results showed a typical residual soil, with bonding, and with influences of weathering on the geomechanical characterization of different depths