Modelagem de fenômenos osmóticos de fluxo e deformação em solos argilosos

Os solos argilosos quimicamente ativos, quando expostos a contaminantes químicos tais como soluções salinas, apresentam alterações no comportamento hidráulico e mecânico cujas explicações fogem aos conceitos da mecânica dos solos tradicional. Esta dissertação visa modelar a influência dos efeitos osmóticos no comportamento dos solos argilosos, buscando a compreensão dos fenômenos que os envolvem através de uma formulação matemática que acopla os comportamentos hidráulico, mecânico e geoquímico do solo. De maneira mais específica, a pesquisa tem como objetivo calibrar os parâmetros de acoplamento necessários à simulação numérica via elementos finitos. São eles: a eficiência osmótica (ω), a constante cinética (β) e o termo de razão entre o coeficiente geoquímico de variação volumétrica e o coeficiente mecânico de variação volumétrica (ζ). Os ensaios realizados por Santamarina & Fam (1995) e Fam & Santamarina (1996) foram utilizados como base de referência para a validação do modelo proposto. Diversos cenários com distintos níveis de acoplamento entre os fenômenos foram testados no simulador a fim de se alcançar a reprodução satisfatória dos resultados experimentais. O código de elementos finitos usado foi o CODE_BRIGHT, desenvolvido por Olivella et al. (1995) e complementado por Guimarães (2002). Os resultados da simulação indicaram que o modelo proposto reproduziu de maneira bastante coerente os problemas analisados, com um bom ajuste entre as curvas teóricas e experimentais. Verificou-se a sensibilidade das respostas do problema à variação dos parâmetros de acoplamento. O modelo foi capaz de identificar claramente os dois tipos de adensamento químico (adensamento osmótico e o adensamento osmoticamente induzido) ocorrendo simultaneamente num mesmo ensai