Desempenho de ensaios pressiométricos em aterros compactados de barragens de terra na estimativa de parâmetros geotécnicos

Abstract

O uso de aterros compactados para construção de barragens de terra é opção muito utilizada no país pela ocorrência de solos finos tropicais na maior parte do território brasileiro. O emprego de ensaios in situ para determinação dos parâmetros geotécnicos de aterros compactados surge como alternativa para se avaliar as condições de estabilidade e segurança de barragens em estágios pós-construção e para o controle de compactação durante a execução do aterro no caso de novas barragens, fornecendo informações diretas dos parâmetros do maciço, com base no comportamento do material e não nas suas propriedades físicas, como é feito convencionalmente. Os ensaios in situ, além de serem de mais rápida execução quando comparados aos de laboratório, possibilitam a análise do maciço nas condições reais, considerando fatores como tensões confinantes, umidade natural e sucção. Nesse contexto, o módulo de deformação do solo é um dos principais parâmetros geotécnicos e o ensaio pressiométrico é mundialmente reconhecido pela sua capacidade de determinação direta do módulo. De caráter eminentemente experimental e na linha de investigações geotécnicas de campo, esta Tese tem como objetivo verificar a aplicabilidade do pressiômetro Ménard na determinação do módulo de deformabilidade de aterro de barragem de solo fino compactado. Além do PMT, outros ensaios in situ como SPT, SPT-T, DMT, Panda 2 e ensaio de placa foram realizados paralelamente a uma extensa campanha de laboratório, envolvendo ensaios oedométricos e triaxiais, dentre outros. Os resultados do módulo de deformabilidade do solo compactado a partir do ensaio pressiométrico apresentaram a menor variação dentre todos os ensaios realizados. Foram estabelecidas correlações satisfatórias entre o módulo de Young determinado a partir dos ensaios de laboratório e o módulo pressiométrico. Essas correlações, associadas a outras que relacionaram o módulo de Young com parâmetros de controle de compactação in situ, possibilitaram estimar o peso específico úmido, o índice de vazios e o grau de compactação do aterro com razoável precisão. Também foi proposta uma metodologia para determinação de K0 a partir do pressiômetro Ménard. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The use of compacted soil in embankment constructions is often employed in this country due the great presence of tropical fine soil in almost all Brazilian territory. The use of in-situ tests to determine geotechnical parameters of compacted soils emerges as an alternative process on dam stability analyses of post-construction stages and also to help the compaction control in new dams. In-situ tests can estimate geotechnical parameters based in the soil behavior and not in the physical properties, as conventionally done. Besides the in-situ tests are carried out faster than lab tests, they also allow the embankments analyses in real conditions, considering factors as confining stresses, natural water content and suction. In this context, the Young modulus of soil is one of the main geotechnical parameters and the pressuremeter test (PMT) is worldly recognized due its ability in directly determine the soil modulus. This Thesis has an experimental focus on investigation of in-situ soil behavior. The main objective was to evaluate the ability of the Ménard pressuremeter test (MPM) in determining the Young modulus of compacted fine soil of an embankment. In addition to PMT, other in-situ tests as SPT, SPT-T, DMT, Panda 2 and also Plate Load tests were carried out and compared to an extensive number of oedometer and triaxial tests. The Young modulus values of compacted soils obtained from pressuremeter tests presented a lower variability than all other tests. It was found good correlations between the Young soil modulus determined from lab tests and the pressuremeter modulus from PMT. These correlations, in association with others dealing with Young modulus versus field parameters of compaction control, allowed estimating the natural density, void ratio and compaction level of the fill within a good precision. It was also proposed a new methodology to estimate K0 from Ménard pressuremeter tests.