ALUVIÕES SILTO-ARGILOSOS MOLES DE PORTUGAL PARAMETRIZAÇÃO PARA O DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS GEOTÉCNICAS

ALUVIES SILTO-ARGILOSOS MOLES DE PORTUGAL

PARAMETRIZAO PARA O DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS GEOTCNICAS

ELISABETE FERNANDA MIRANDA DA COSTA ESCALEIRA ESTEVES

Dissertao submetida para obteno do grau de Doutor em Engenharia Civil na Faculdade de

Engenharia da Universidade do Porto

Orientador: Professor Doutor Manuel Antnio de Matos Fernandes

Co-Orientador: Professor Doutor Paulo Alexandre Lopes Figueiredo Coelho

Fevereiro de 2014

v

NDICE GERAL

NDICE GERAL .............................................................................................................................. v

RESUMO ...................................................................................................................................... vii

ABSTRACT .................................................................................................................................... ix

RSUM ......................................................................................................................................... xi

AGRADECIMENTOS .................................................................................................................. xiii

NDICE DE TEXTO .................................................................................................................... xvii

NDICE DE FIGURAS ................................................................................................................ xxv

NDICE DE QUADROS ................................................................................................................ xli

SIMBOLOGIA ............................................................................................................................ xlvii

1 Introduo ..................................................................................................................................... 1

2 Geologia dos Solos Moles ............................................................................................................ 9

3 Algumas ocorrncias de Solos Moles ......................................................................................... 33

4 Parmetros fsicos e de identificao dos aluvies silto-argilosos moles de Portugal ............... 91

5 Parmetros de compressibilidade e de consolidao dos aluvies silto-argilosos moles de

Portugal ........................................................................................................................................ 129

6 Parmetros de resistncia dos aluvies silto-argilosos moles de Portugal ............................... 179

7 Campo Experimental Ensaios de Laboratrio ....................................................................... 211

8 Campo Experimental Ensaios de Campo .............................................................................. 303

9 Campo Experimental Confronto entre os resultados dos ensaios de campo e de laboratrio 365

10 Proposta de parametrizao dos solos silto-argilosos moles de Portugal ................................ 381

Anexo A5.1 Aplicao prtica do algoritmo desenvolvido para determinao do ponto de menor

raio de curvatura ........................................................................................................................... 397

Anexo A5.2 Resumo de alguns conceitos probabilsticos ............................................................ 405

vii

RESUMO

O presente trabalho dedica-se caraterizao dos solos silto-argilosos moles de Portugal, cujo

comportamento mecnico e hidrulico extremamente relevante para a conceo, o projeto e a

construo das mais diversas estruturas de engenharia civil, como estradas, vias frreas, pontes,

tneis, escavaes, etc. Nas ltimas dcadas foram construdas numerosas obras de grande

importncia econmica e social e considervel complexidade tcnica, que implicaram estudos de

caracterizao geotcnica dos terrenos interessados, que em muitos casos incluem as referidas

formaes argilosas. Criou-se assim um importantssimo acervo de dados e resultados que se

afigura do maior interesse tratar de modo sistemtico e interpretar com as mais recentes

metodologias e teorias da Mecnica dos Solos. Este aspeto tanto mais importante quanto

escassa a bibliografia tcnico-cientfica existente sobre aqueles solos portugueses. Neste trabalho

pretende-se, atravs do tratamento dos resultados existentes, complementado com outros

resultados obtidos num campo experimental, estabelecer um quadro de referncia atualizado que

inclua as suas principais caratersticas fsicas e de comportamento mecnico.

A primeira parte deste trabalho descreve o estado atual do conhecimento relativamente aos solos

moles, abordando assuntos to diversos como os aspetos geolgicos mais significativos em

depsitos de solos moles, dedicando-se para esse fim os captulos 1 e 2. Apresenta-se uma

descrio, sob uma perspetiva geotcnica, de alguns dos principais depsitos de solos moles

existentes em Portugal e noutros pases com vista a estabelecer as principais caratersticas fsicas

e mecnicas procurando-se encontrar tendncias bem definidas, ou no, para estes parmetros,

como mostra o captulo 3.

A segunda parte do trabalho dedica-se recolha, seleo e tratamento dos estudos geotcnicos

mais recentes sobre obras relevantes sobre solos silto-argilosos moles ocorrentes exclusivamente

em Portugal Continental, obtidos a partir de inmeros relatrios geolgico-geotcnicos

disponibilizados por empresas de prospeo, gabinetes de projeto e entidades dedicadas

investigao. Foi assim possvel estabelecer tendncias de comportamento relativamente aos

parmetros fsicos e de identificao, como mostra o captulo 4, de compressibilidade e de

consolidao, descritos no captulo 5, e de resistncia, apresentados no captulo 6.

A terceira parte, apresentada nos captulos 7, 8 e 9, dedica-se caraterizao geotcnica do campo

experimental. Inicialmente, efetuada uma breve descrio geogrfica, histrica e geolgica do

local e so tambm descritos, tratados e comentados os resultados dos ensaios laboratoriais

viii

efetuados, como mostra o captulo 7 e os ensaios de campo, descritos no captulo 8. Na ltima

parte referente ao campo experimental efetuada a comparao entre os resultados obtidos nos

ensaios de laboratrio e nos ensaios de campo.

Por ltimo, o Captulo 10 apresenta uma proposta de parametrizao dos aluvies silto-argilosos

moles de Portugal e sugere alguns aspetos a considerar em futuras abordagens a este tema, como

resultado da experincia adquirida ao longo deste trabalho.

ix

ABSTRACT

The study here presented is dedicated to the characterization of soft silty-clayey soils from

Portugal, which mechanical and hydraulic behaviour is extremely relevant to the design and

construction of several civil engineering structures, such as roads, railways, bridges, tunnels and

excavations. Over the last decades, a considerable number of important and highly complex

structures have been built, which implied numerous geotechnical studies of the surrounding

ground, often involving those formations. As a result, a large and valuable volume of geotechnical

data was created, which has not, until now, been systematically interpreted and analyzed in the

light of the most recent theories and methodologies of Soil Mechanics. This aspect is particularly

important since the literature on Portuguese soft silty-clays is scarce. This work was developed in

order to establish an up-to-date framework of properties regarding physical characteristics and

mechanical behaviour of these soils, based on a thorough analysis of the existing data,

complemented by laboratory and in situ tests carried out on an experimental site.

The first part of the thesis describes the state-of-the-art on soft soils, focusing on diverse aspects

such as the geological history and most relevant geological features of soft clay deposits (chapters

1 and 2). A description of the main Portuguese soft soil deposits, from a geotechnical perspective,

is presented, together with other soft soils from different parts of the world, in order to establish

the main physical and mechanical properties, and to derive well-defined trends for these

characteristics, as shown in chapter 3.

The second part of this study is dedicated to the collection, selection and treatment of the most

recent geotechnical data from important construction works built exclusively in Portugal on these

formations. A very large amount of information, kindly provided by prospection and construction

companies, design offices and research institutions, was gathered and carefully treated. Based on

such data, it was possible to establish some trends regarding physical characteristics, as described

in chapter 4, compressibility and consolidation parameters, as described in chapter 5 and strength

parameters, as shown in chapter 6.

The third part of the thesis, comprising chapters 7, 8 and 9, is devoted to the geotechnical

characterization of the experimental site. A brief geographical, historical and geological overview

is presented and the results of laboratory tests and in situ tests performed on that location are

described. Chapter 7 refers to laboratory tests and chapter 8 presents the results of field tests. The

comparative analysis of results is provided in chapter 9.

x

Finally, in chapter 10, a parameterization of Portuguese soft silty-clayey alluvia is presented and

some aspects to be considered in future developments are pointed out, based on the experience

acquired throughout this work.

xi

RSUM Le prsent travail concerne la caractrisation des sols limoneux-argileux de consistance molle du

Portugal, dont le comportement mcanique et hydraulique est extrmement importante pour la

conception, le projet et la construction de plusieurs ouvrages de gnie civil tels que les routes, les

voies ferres, les ponts, les tunnels, les excavations, etc. Au cours des dernires dcennies ont t

construites nombreux travaux dune grande importance conomique et sociale et considrable

complexit technique, qui avaient besoin de vastes tudes de caractrisation gotechnique,

comprenant souvent des formations argileuses. Cela a cr une importante collection de donnes

et de rsultats trs prcieux qui exigent un traitement systmatique la lumire des dernires

mthodes et thories de la mcanique des sols. Cet intrt est particulirement important car il y a

peu de documentation scientifique et technique sur lesquels sols portugais. Lobjectif de ce travail

est tablir un mis jour cadre de rfrence qui comprend leur principales caractristiques

physiques et mcaniques, par le traitement des rsultats existants complts par des rsultats

exprimentaux.

La premire partie de cette dissertation rsume l'tat actuel des connaissances sur les sols fins de

consistance molle, abordant dans les chapitres 1 et 2 plusieurs questions telles que la gologie des

gisements les plus importants de sols mous. Une description gotechnique de certains dpts de

sols mous existants au Portugal et dans d'autres pays est prsente dans le chapitre 3, afin d'tablir

les principales caractristiques physiques et mcaniques pour trouver les tendances de ces

paramtres.

La deuxime partie de cette travaille concerne la collecte, la slection et le traitement des tudes

gotechniques les plus rcentes sur les travaux dans sols limoneux et argileux mous existantes

exclusivement au Portugal, obtenus partir de nombreux rapports gologiques et gotechniques

fournies par les socits d'exploration, les bureaux dtudes et les institutions ddies la

recherche. Il a ainsi t possible d'tablir des tendances de comportement sur les paramtres

physiques et d'identification, comme indiqu dans le chapitre 4, de compression et de

consolidation, dcrit dans le chapitre 5, et la rsistance, prsente au chapitre 6.

La troisime partie, prsente dans les chapitres 7, 8 et 9, concerne la caractrisation gotechnique

du site exprimental. Initialement, une description gographique, historique et gologique brve

du site est prsente et sont galement dcrits, traits et discuts dans le chapitre 7 les rsultats des

xii

essais de laboratoire effectus, et dans le chapitre 8 les essais in situ. La dernire partie se rfre

au domaine exprimental pour prsenter la comparaison entre les rsultats obtenus dans les essais

de laboratoire et les essais in situ.

Dans le dernier chapitre, une proposition de caractrisation est prsent comprenant les

caractristiques des sols limoneux-argileux de consistance molle du Portugal, ainsi que dautres

dveloppements futurs.

xiii

AGRADECIMENTOS

Ao longo deste trabalho, alm de um considervel esforo pessoal, esconde-se um nmero muito

significativo de contribuies, apoios, sugestes, comentrios ou crticas vindas de muitas

pessoas. A sua importncia assume no caso presente uma valia to preciosa que, sem elas, com

toda a certeza, teria sido muito difcil chegar a qualquer resultado digno de meno. Por essa

razo, desejo expressar os meus sinceros agradecimentos:

Ao Professor Doutor Manuel de Matos Fernandes, orientador cientfico deste trabalho, pela

orientao sria e meticulosa, pela crtica construtiva, pela disponibilidade de todos os momentos

e pela amizade com que sempre me distinguiu. O seu exemplo de Mestre afvel e sapiente

acompanhar-me- como uma referncia pelo resto da minha Vida.

Ao Professor Doutor Paulo Coelho, coorientador, pela resposta rpida s questes que fui

levantando, pela confiana e amizade com que acompanhou este trabalho.

Ao Professor Doutor Antnio Viana da Fonseca, pela forma amiga como me ajudou em todos os

momentos, com os ensaios de laboratrio, no LabGeo, pelo empenho que dedicou no

acompanhamento dos ensaios de campo, pelos conselhos, crticas e sugestes que fez num

domnio que conhece como ningum. Aqui, tambm, dirijo o meu apreo pela forma apaixonada

com que encara a investigao, contagiando quem o rodeia, no sentido de querer contornar os

problemas para chegar sempre mais alm.

Ao Professor Doutor Carlos Rodrigues, pela forma amiga como acompanhou este trabalho.

Agradeo o apoio prestado na realizao e interpretao dos ensaios com o cone penetromtrico

holands ssmico (SCPTU) e com o dilatmetro de Marchetti (DMT), as crticas, as sugestes e a

boa disposio que imprimiu nos trabalhos de campo, que ajudou a ultrapassar as dificuldades que

foram surgindo.

Ao Doutor Jos Hermenegildo Carvalho, pela preciosa ajuda na escolha da localizao do Campo

Experimental, pela resposta sempre elucidativa s inmeras questes do mbito da geologia que

me foram aflorando durante todo o trabalho.

Ao Instituto Politcnico do Porto (IPP), na pessoa da Professora Doutora Rosrio Gamba, pela

atribuio de uma bolsa de doutoramento ao abrigo do Programa de Formao Avanada de

Docentes (IPP/P-058/2010) que muito contribuiu para a concretizao deste trabalho.

xiv

Ao Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), na pessoa do seu presidente Professor

Doutor Joo Rocha, pelo apoio institucional e financeiro concedido para desenvolver com

serenidade a presente investigao.

s direes do Departamento de Engenharia Geotcnica do ISEP, nas pessoas do Professor

Doutor Jos Augusto Fernandes, Professor Doutor Antnio Vega, Professor Doutor Hlder

Chamin e Professor Doutor Carlos Galiza, pelo apoio departamental concedido em todos os

momentos.

Ao Laboratrio de Geotecnia da FEUP (LabGeo), na pessoa do seu diretor Professor Doutor

Viana da Fonseca, por todas as facilidades concedidas na disponibilizao das instalaes,

equipamentos e funcionrios para a realizao dos ensaios de caraterizao e identificao,

triaxiais e edomtricos. Eng. Daniela Coelho, pela dedicao e amizade com que sempre me

ajudou. Eng. Cludia Pinto, gostava de deixar um obrigada especial pela amizade com que

sempre me acompanhou ajudando a ultrapassar as vrias adversidades com que me deparei ao

longo dos trabalhos. Ao Sr. Armando Pinto pelos valiosos ensinamentos que partilhou, pela forma

entusiasta com que montou a bancada para a realizao de trs dos ensaios de longa durao e

pela muito preciosa ajuda na preparao das amostras e na realizao dos ensaios.

Ao Laboratrio de Geotecnia e Materiais de Construo (LGMC) do ISEP, na pessoa do seu

diretor Professor Doutor Jos Augusto Fernandes, por todas as facilidades concedidas na

utilizao do equipamento para a realizao de trs dos ensaios edomtricos de longa durao.

Professora Doutora Fernanda Sousa, pelas conversas amigas, pela cedncia de bibliografia, pela

ajuda na interpretao estatstica dos dados e sobretudo por ter despertado em mim o gosto pela

Estatstica que, sem dvida, enriqueceu este trabalho.

A Professor Doutor Miguel Mendes, pela amizade, pelo incentivo e pelo apoio no

desenvolvimento do algoritmo para determinao do ponto de menor raio de curvatura.

Ao Eng. Alfredo Aguiar, um grande aficionado do estudo do comportamento dos solos moles,

pelo incentivo e pela muito amvel cedncia dos ficheiros de resultados dos ensaios de laboratrio

e de campo, cuja interpretao constitui uma parte importante deste trabalho.

Aos professores da seco de geotecnia da FEUP, por proporcionarem um ambiente de trabalho

acolhedor e pela total disponibilidade manifestada para ajudar. Um agradecimento particular

amiga Cristiana Ferreira pelo apoio na montagem de alguns ensaios triaxiais, pela reviso do

abstract e pela ajuda valiosa na interpretao das leituras de ondas no laboratrio e Sara pela

ajuda fundamental na aplicao da metodologia unificada aos resultados dos ensaios CPTU e pela

atenciosa reviso do rsum.

xv

Este trabalho no teria sido possvel sem o contributo de vrias empresas e outras entidades que

gentilmente me concederam acesso s suas bases de dados, nomeadamente, Geocontrole,

Cenorgeo, Geotest, Mota-Engil, CICCOPN e Instituto Politcnico da Guarda. A todas deixo o

meu sincero agradecimento.

Aos meus amigos e colegas do ISEP um agradecimento pelo apoio e incentivo constantes.

Gostava de agradecer em particular ao Professor Doutor Antnio Vega pelo carinho com que

sempre me distinguiu, pelos conselhos e sobretudo pelo grande incentivo para a realizao deste

trabalho. Eng. Joana Sampaio, pela amizade, pelas conversas, e sobretudo pela compreenso.

Ao Professor Doutor Jos Augusto Fernandes, pelo apoio e amizade. Ao Professor Doutor Carlos

Galiza, pois o seu apoio foi fundamental em alguns momentos mais complicados. Professora

Doutora Eugnia Lopes pela ajuda nas aulas de Mecnica dos Solos I. Eng. Slvia Spnola pois

o seu exemplo de vida foi uma fonte de inspirao para ultrapassar as dificuldades com que me fui

deparando. Doutora Manuela Carvalho pela amizade, incentivo e ajuda geolgica.

Aos colegas da FEUP: Mafalda pela amizade, pela fora anmica, pelas inmeras sugestes, pela

companhia diria, pela disponibilidade e pela reviso do captulo 6, ao Cndido pela ajuda na

determinao dos limites de Atterberg, e aos restantes, que no nomeio por recear cometer alguma

injustia, pelo convvio saudvel e pela partilha, o meu muito obrigado.

Aos meus pais agradeo a total disponibilidade, o apoio nos momentos mais difceis e a forma

como me ensinaram que vale sempre a pena seguir os caminhos em que verdadeiramente se

acredita, por mais difceis que possam parecer. Sem o seu apoio nunca teria conseguido finalizar

este trabalho.

Ao meu irmo, s minhas cunhadas, aos meus sogros e ao meu av, pelo incentivo, pelo apoio

logstico, pelas palavras amigas e pelo conforto de saber que esto sempre presentes.

Por ltimo, mas nem por isso menos importante, gostaria de agradecer o apoio incondicional do

Carlos, o facto de nunca cobrar os meus esquecimentos, as minhas ausncias mesmo quando

estava presente, e aos nossos filhos Dinis e Ins que me mostraram que o amor no tem limites.

A TODOS UM MUITO BEM HAJAM!

xvii

NDICE DE TEXTO 1 Introduo ............................................................................................................................. 1

1.1 Consideraes iniciais ....................................................................................................... 1

1.2 Objetivos do trabalho ........................................................................................................ 6

1.3 Organizao em captulos ................................................................................................. 7

2 Geologia dos solos moles ................................................................................................. 9

2.1 Consideraes iniciais ....................................................................................................... 9

2.2 Dinmica sedimentar ....................................................................................................... 11

2.2.1 Consideraes iniciais ..................................................................................................... 11

2.2.2 Domnios continentais ..................................................................................................... 14

2.2.2.1 Aes das guas pluviais e de escorrncia ...................................................................... 14

2.2.2.2 Aes das guas subterrneas ......................................................................................... 16

2.2.2.3 Aes das guas lacustres e pantanosas .......................................................................... 16

2.2.2.4 Aes da gua no estado slido ...................................................................................... 18

2.2.2.5 Aes do ar ..................................................................................................................... 19

2.2.3 Domnios de transio ..................................................................................................... 19

2.2.3.1 Introduo ....................................................................................................................... 19

2.2.3.2 Deltas .............................................................................................................................. 20

2.2.3.3 Esturios .......................................................................................................................... 21

2.2.3.4 Lagunas ........................................................................................................................... 27

2.2.4 Domnios marinhos ......................................................................................................... 30

2.3 Processos ps-deposicionais ........................................................................................... 31

3 Algumas ocorrncias de solos moles ............................................................................ 33

3.1 Consideraes iniciais ..................................................................................................... 33

3.2 Domnios continentais ..................................................................................................... 35

3.2.1 Massachusetts, Connecticut, Estados Unidos ................................................................. 35

3.2.1.1 Aspetos histricos e geolgicos ...................................................................................... 35

3.2.1.2 Parmetros fsicos e de identificao .............................................................................. 36

3.2.1.3 Parmetros hidrulicos e mecnicos ............................................................................... 39

3.3 Domnios de transio ..................................................................................................... 41

3.3.1 Esturio do rio Mondego ................................................................................................. 41



3.3.1.3 Parmetros mecnicos e estado de tenso ....................................................................... 46

3.3.2 Baixo Vouga ................................................................................................................... 48

xviii



3.3.2.3 Parmetros mecnicos e estado de tenso ...................................................................... 52

3.3.3 Sarapu, Rio de Janeiro, Brasil ....................................................................................... 54




3.3.4 Queenborough, Kent, Reino Unido, Inglaterra ............................................................... 63




3.4 Domnios marinhos ........................................................................................................ 75

3.4.1 Argilas de Onsy, Oslo, Noruega .................................................................................. 75




3.5 Concluses do captulo ................................................................................................... 88

4 Parmetros fsicos e de identificao dos aluvies silto-argilosos moles de Portugal ........................................................................................................................................ 91

4.1 Introduo ....................................................................................................................... 91

4.2 Metodologia adotada para elaborao da base de dados ................................................ 92

4.3 Parmetros de identificao ............................................................................................ 93

4.3.1 Composio granulomtrica ........................................................................................... 93

4.3.2 Teor em matria orgnica ............................................................................................... 95

4.3.3 Limites de Atterberg ou de consistncia ......................................................................... 98

4.3.3.1 Consistncia de um solo ................................................................................................. 98

4.3.3.2 Limite de liquidez ........................................................................................................... 99

4.3.3.3 Limite de plasticidade e ndice de plasticidade ............................................................ 104

4.3.4 Atividade das argilas .................................................................................................... 108

4.3.5 Observaes finais ........................................................................................................ 111

4.4 Parmetros fsicos ......................................................................................................... 111

4.4.1 Teor em gua (w) .......................................................................................................... 111

4.4.2 ndices de consistncia e de liquidez ............................................................................ 115

4.4.3 Peso volmico () ......................................................................................................... 118 4.4.4 Densidade das partculas slidas (Gs) ........................................................................... 120

4.4.5 ndices complementares ............................................................................................... 121

xix

4.4.5.1 ndice de vazios (e) ....................................................................................................... 121

4.4.5.2 Grau de saturao (Sr) ................................................................................................... 122

4.4.6 Comparao de resultados ............................................................................................ 123

4.5 Classificao dos solos de acordo com a classificao unificada ................................. 126

5 Parmetros de compressibilidade e de consolidao dos solos silto-argilosos moles de Portugal ................................................................................................................... 129

5.1 Introduo ..................................................................................................................... 129

5.2 Avaliao do estado de tenso ...................................................................................... 130

5.3 ndices de compressibilidade, Cc, e de recompressibilidade, Cr ................................... 132

5.4 Coeficiente de consolidao secundria, C ................................................................. 140 5.5 Coeficiente de consolidao, cv ..................................................................................... 142

5.6 Avaliao dos parmetros de compressibilidade atravs de modelos de regresso ...... 144

5.6.1 Consideraes iniciais ................................................................................................... 144

5.6.2 Alguns modelos de regresso da bibliografia ............................................................... 144

5.6.3 Avaliao dos ndices de compressibilidade e recompressibilidade atravs de modelos de regresso ................................................................................................................... 150

5.6.3.1 Anlise univariada ......................................................................................................... 150

5.6.3.2 Anlise bivariada ........................................................................................................... 158

5.6.3.3 Anlise de regresso linear ........................................................................................... 160

5.6.3.4 Comparao dos modelos desenvolvidos com os propostos na bibliografia ................ 170

5.6.4 Avaliao do coeficiente de consolidao secundria atravs de modelos de regresso ....................................................................................................................................... 173

5.6.4.1 Anlise univariada ......................................................................................................... 173

5.6.4.2 Anlise bivariada ........................................................................................................... 174

5.6.4.3 Anlise de regresso linear ........................................................................................... 175

5.7 Concluses do captulo ................................................................................................. 176

6 Parmetros de resistncia dos solos silto-argilosos moles de Portugal ................... 179

6.1 Introduo ..................................................................................................................... 179

6.2 Ensaios triaxiais ............................................................................................................ 180

6.2.1 Introduo ..................................................................................................................... 180

6.2.2 Algumas particularidades a ter em conta na anlise dos resultados .............................. 181

6.2.2.1 Tenso de consolidao do ensaio ................................................................................ 181

6.2.2.2 Critrio para a identificao da rotura ........................................................................... 183

6.2.3 Parmetros de resistncia em tenses efetivas .............................................................. 184

6.2.4 Parmetros de resistncia em tenses totais .................................................................. 187

6.2.4.1 Resistncia no drenada ................................................................................................ 187

6.2.4.2 Comportamento normalizado de solos argilosos .......................................................... 188

xx

6.2.4.3 Determinao da curva normalizada para os solos em estudo...................................... 190

6.2.4.4 Parmetro Af de presses neutras .................................................................................. 191

6.2.4.5 Expresso terica .......................................................................................................... 192

6.3 Ensaio com o dilatmetro marchetti (DMT) ................................................................ 194

6.3.1 Introduo ..................................................................................................................... 194

6.3.2 Parmetros de resistncia em tenses totais ................................................................. 195

6.4 Ensaio com o cone-penetrmetro holands (CPTU) .................................................... 197

6.4.1 Introduo ..................................................................................................................... 197


6.5 Ensaio de corte rotativo in situ (field vane test) ........................................................... 200

6.5.1 Introduo ..................................................................................................................... 200


6.5.2.1 Resistncia no drenada, cu .......................................................................................... 200

6.5.2.2 Sensibilidade do solo, St ............................................................................................... 202

6.6 Anlise cruzada dos resultados de diferentes ensaios de campo e (ou) de laboratrio . 203

6.6.1 Introduo ..................................................................................................................... 203

6.6.2 Comparao dos resultados dos diferentes locais ......................................................... 203

6.6.3 Comparao dos resultados dos diferentes ensaios ...................................................... 206

6.7 Concluses do Captulo ................................................................................................ 208

7 Campo experimental - ensaios de laboratrio.......................................................... 211

7.1 Introduo ..................................................................................................................... 211

7.2 Caratersticas gerais da regio ...................................................................................... 212

7.2.1 Geomorfologia .............................................................................................................. 212

7.2.2 Geologia ....................................................................................................................... 214

7.2.3 Tectnica ...................................................................................................................... 215

7.2.4 Hidrogeologia ............................................................................................................... 215

7.3 Amostragem ................................................................................................................. 216

7.3.1 Amostragem contnua ................................................................................................... 216

7.3.2 Amostragem intacta ...................................................................................................... 218

7.4 Parmetros fsicos e de identificao ............................................................................ 219

7.4.1 Introduo ..................................................................................................................... 219

7.4.2 Composio granulomtrica ......................................................................................... 219

7.4.3 Teor em matria orgnica ............................................................................................. 223

7.4.4 Limites de Atterberg ou de consistncia ....................................................................... 223

7.4.5 Atividade ...................................................................................................................... 225

7.4.6 Teor em gua (w) e ndice de liquidez (IL) ................................................................... 227

xxi

7.4.7 Peso volmico () .......................................................................................................... 229 7.4.8 Densidade das partculas slidas (Gs) ........................................................................... 230

7.4.9 ndices complementares ................................................................................................ 230

7.5 Classificao de solos ................................................................................................... 233

7.5.1 Classificao baseada em critrios granulomtricos ..................................................... 233

7.5.2 Classificao unificada ................................................................................................. 235

7.6 Ensaios edomtricos ...................................................................................................... 236

7.6.1 Introduo ..................................................................................................................... 236

7.6.2 Preparao das amostras ............................................................................................... 237

7.6.3 Ensaios clssicos ........................................................................................................... 239

7.6.3.1 Metodologia .................................................................................................................. 239

7.6.3.2 Resultados ..................................................................................................................... 240

7.6.4 Ensaios de longa durao .............................................................................................. 248

7.6.4.1 Metodologia .................................................................................................................. 248

7.6.4.2 Resultados ..................................................................................................................... 248

7.6.4.3 Mtodo de Martins (2005) para avaliao do ndice de vazios correspondente ao fim da consolidao secundria ................................................................................................ 257

7.7 Ensaios triaxiais ............................................................................................................ 263

7.7.1 Introduo. metodologia ............................................................................................... 263

7.7.1.1 Preparao das amostras ............................................................................................... 263

7.7.1.2 Qualidade das amostras ................................................................................................. 265

7.7.1.3 Preparao do ensaio ..................................................................................................... 266

7.7.1.4 Saturao e consolidao das amostras ......................................................................... 269

7.7.1.5 Corte .............................................................................................................................. 271

7.7.2 Resultados dos ensaios de compresso triaxial ............................................................. 272

7.7.2.1 Curvas tenso deformao ............................................................................................ 272

7.7.2.2 Parmetros de resistncia em tenses efetivas .............................................................. 275

7.7.2.3 Parmetros de resistncia em tenses totais .................................................................. 281

7.7.2.3.1 Resistncia no drenada ................................................................................................ 281

7.7.2.3.2 Parmetro Af de Skempton ............................................................................................ 283

7.7.2.3.3 Expresso terica .......................................................................................................... 284

7.7.2.4 Interpretao dos resultados com base na teoria dos estados crticos ........................... 285

7.7.3 Resultados dos ensaios de extenso triaxial .................................................................. 293

7.7.3.1 Parmetros de resistncia em tenses efetivas .............................................................. 293

7.7.3.2 Parmetros de resistncia em tenses totais .................................................................. 295

7.7.3.2.1 Resistncia no drenada ................................................................................................ 295

xxii

7.7.3.2.2 Parmetro Af de Skempton ............................................................................................ 296

7.7.3.2.3 Expresso terica .......................................................................................................... 296

7.7.3.2.3 Avaliao da anisotropia da resistncia no drenada ................................................... 297


8 Campo experimental - ensaios de campo ................................................................. 303

8.1 Introduo ..................................................................................................................... 303

8.2 Ensaio com o dilatmetro Marchetti (DMT) ................................................................ 304

8.2.1 Metodologia .................................................................................................................. 304

8.2.2 Resultados..................................................................................................................... 307

8.2.3 Caractersticas fsicas e estado de tenso ..................................................................... 308

8.2.3.1 Identificao estratigrfica do subsolo ......................................................................... 308

8.2.3.2 Peso volmico, ........................................................................................................... 309 8.2.3.3 Coeficiente de impulso em repouso, K0 ........................................................................ 310

8.2.3.4 Grau de sobreconsolidao, ROC ................................................................................... 312

8.2.4 Caractersticas mecnicas ............................................................................................. 314


8.2.4.2 Mdulo de distoro elstico, G0 .................................................................................. 315

8.2.4.3 Mdulo de deformabilidade confinado, M ................................................................... 316

8.2.4.4 ngulo de resistncia ao corte em tenses efetivas, ................................................ 317 8.3 Ensaio com o cone-penetrmetro holands ssmico (cone-penetration Test, SCPTU) 318

8.3.1 Metodologia .................................................................................................................. 318

8.3.2 Resultados..................................................................................................................... 321

8.3.3 Caractersticas fsicas e estado de tenso ..................................................................... 322

8.3.3.1 Identificao estratigrfica do subsolo ......................................................................... 322

8.3.3.2 Coeficiente de impulso em repouso, K0 ........................................................................ 329


8.3.4 Caractersticas mecnicas ............................................................................................. 332



8.3.4.2.1 Introduo ..................................................................................................................... 333

8.3.4.2.2 Metodologia do ensaio para determinao de Vs .......................................................... 333

8.3.4.2.3 Tratamento e interpretao dos resultados para determinao de Vs ............................ 334

8.3.4.2.4 Discusso dos resultados de G0 .................................................................................... 341

8.3.4.3 Mdulo de deformabilidade confinado, M ................................................................... 341

8.3.4.4 Coeficientes de consolidao, cv e ch ............................................................................ 343

8.3.4.5 Coeficiente de permeabilidade na direo horizontal, kh .............................................. 348

xxiii

8.3.5 Metodologia unificada de interpretao dos resultados do CPTU (Robertson, 2009, 2010,2012) .................................................................................................................... 349

8.3.5.1 Identificao estratigrfica do subsolo .......................................................................... 349


8.3.5.3 Resistncia no drenada, cu ........................................................................................... 354


8.3.5.5 Mdulo de deformabilidade confinado, M .................................................................... 357

8.3.5.6 ngulo de resistncia ao corte em tenses efetivas, ................................................. 358 8.4 Ensaio de corte rotativo in situ (field vane test) ............................................................ 360

8.4.1 Metodologia .................................................................................................................. 360

8.4.2 Resultados ..................................................................................................................... 361


9 Campo experimental - confronto entre os resultados dos ensaios de campo e de laboratrio ................................................................................................................... 365

9.1 Introduo ..................................................................................................................... 365 9.2 Caratersticas fsicas e estados de tenso ...................................................................... 366

9.2.1 Peso volmico, ........................................................................................................... 366 9.2.2 Classificao dos solos .................................................................................................. 368 9.2.3 Coeficiente de impulso em repouso, K0 ........................................................................ 370 9.2.4 Grau de sobreconsolidao, ROC ................................................................................... 371 9.3 Caractersticas mecnicas ............................................................................................. 372 9.3.1 Resistncia no drenada, cu ........................................................................................... 372

9.3.2 ngulo de resistncia ao corte em tenses efetivas, ................................................. 374 9.3.3 Mdulo de distoro elstico, G0 .................................................................................. 376 9.3.4 Mdulo de deformabilidade confinado, M .................................................................... 378 9.3.5 Coeficiente de consolidao, cv ..................................................................................... 379 10 Proposta de parametrizao dos solos silto-argilosos moles de Portugal ............... 381 10.1 Resumo e consludes do trabalho realizado ................................................................. 381 10.2 Proposta de parametrizao dos solos silto-argilosos moles de Portugal ..................... 383 10.2.1 Parmetros fsicos e de identificao ............................................................................ 383 10.2.2 Estado de tenso ............................................................................................................ 388 10.2.3 Parmetros de compressibilidade e de consolidao ..................................................... 389 10.2.4 Parmetros de resistncia em tenses efetivas e resistncia no drenada ..................... 391 10.3 Desenvolvimentos futuros ............................................................................................. 394 Anexo A5.1 Aplicao prtica do algoritmo desenvolvido para determinao do ponto de

menor raio de curvatura ............................................................................................. 397 Anexo A5.2 Resumo de alguns conceitos probabilsticos ........................................................ 405 A5.2.1 Distribuies de frequncias. histogramas .................................................................... 405

xxiv

A5.2.2 Caratersticas numricas: estatsticas de ordem ............................................................ 406

A5.2.3 Modelo de regresso linear ........................................................................................... 408

A5.2.4 Coeficiente de determinao ........................................................................................ 411

A5.2.5 Coeficiente de correlao de Pearson ........................................................................... 414

Referncias Bibliogrficas ......................................................................................................... 415

xxv

NDICE DE FIGURAS CAPTULO 1 Figura 1.1 - Comparao entre a densidade populacional e localizao dos depsitos de solos

moles em Portugal Continental: a) densidade populacional (INE-CENSOS2011); b) principais depsitos de solos moles. ................................................................................. 2

Figura 1.2 - Algumas das principais obras realizadas em Portugal sobre depsitos de solos moles: a) vista geral; b) Zona 1; c) Zona 2; d) Zona 3; e) Zona 4; f) Zona 5; g) Zona 6; h) Zona 7; i) Zona 8 ........................................................................................................................ 5

CAPTULO 2 Figura 2.1 Principais zonas de sedimentao num delta (Christoulas et al., 1987) ..................... 20

Figura 2.2 Esturio do rio Minho. ............................................................................................... 23

Figura 2.3 Rio Lea e respetivo esturio. .................................................................................... 24

Figura 2.4 Esturio do rio Mondego. ........................................................................................... 25

Figura 2.5 Esturio do rio Tejo. ................................................................................................... 25

Figura 2.6 Esturio do rio Sado. .................................................................................................. 27

Figura 2.7 Ria de Aveiro. ............................................................................................................ 28

Figura 2.8 Baixa de Santo Andr................................................................................................. 29

Figura 2.9 Ria Formosa. .............................................................................................................. 29

CAPTULO 3 Figura 3.1 Localizao do lago glaciar de Hitchcock (adaptado de DeGroot & Lutenegger,

2003). .............................................................................................................................. 36

Figura 3.2 Evoluo em profundidade: a) composio granulomtrica; b) teor em gua em comparao com os limites de Atterberg, do solo do campo experimental de Massachusetts (adaptado de DeGroot & Lutenegger, 2003). .......................................... 38

Figura 3.3 Classificao do solo do campo experimental de Massachusetts atravs da Carta de Plasticidade de Casagrande (adaptado de DeGroot & Lutenegger, 2003). ..................... 38

Figura 3.4 Curvas de compressibilidade de amostras colhidas a profundidades diferentes no campo experimental de Massachusetts (adaptado de DeGroot & Lutenegger, 2003). ... 39

Figura 3.5 Evoluo dos coeficientes de condutividade hidrulica em profundidade (adaptado de DeGroot & Lutenegger, 2003). ....................................................................................... 40

Figura 3.6 Evoluo da resistncia no drenada em profundidade (adaptado de DeGroot & Lutenegger, 2003). .......................................................................................................... 41

Figura 3.7 Localizao do campo experimental da Quinta do Foja (Coelho, 2000). .................. 42

Figura 3.8 Variao dos limites de consistncia do solo em diferentes estados das aluvies do Baixo Mondego Quinta do Foja (Coelho, 2000). ......................................................... 44

Figura 3.9 Caractersticas granulomtricas, limites de Atterberg e ndices fsicos das aluvies do Baixo Mondego Quinta do Foja (Coelho, 2000). ......................................................... 45

xxvi

Figura 3.10 Grau de sobreconsolidao, caractersticas de compressibilidade, de permeabilidade e de resistncia das aluvies do Baixo Mondego Quinta do Foja (Coelho, 2000). ..... 47

Figura 3.11 Planta de localizao dos locais estudados no Baixo Vouga. .................................. 49

Figura 3.12 Localizao do campo experimental de Sarapu (Almeida & Marques, 2003). ...... 55

Figura 3.13 Perfil geotcnico do local onde foi realizado o aterro experimental I (Ortigo, 1980). .............................................................................................................................. 55

Figura 3.14 Caractersticas fsicas e de identificao do depsito de Sarapu (dados de Ortigo, 1975; Ortigo, 1980; Coutinho, 1976; Duarte, 1977; Collet, 1978; Vieira, 1988; Barbosa, 1990 e Lima, 1993, coletados por Almeida et al., 2005). ................................ 57

Figura 3.15 Parmetros de compressibilidade do campo experimental de Sarapu (dados de Ortigo, 1975; Ortigo, 1980; Coutinho, 1976; Duarte, 1977; Vieira, 1988; Carvalho, 1989; Barbosa, 1990, Lima, 1993 e Bezerra, 1996, coletados por Almeida & Marques, 2003). .............................................................................................................................. 58

Figura 3.16 Valores mdios dos coeficientes de consolidao vertical (cv) e horizontal (ch) obtidos para profundidades entre 5,5 m a 6,0 m e 6,5 m a 7,0 m (dados Coutinho, 1976, retirados de Almeida & Marques, 2003). ....................................................................... 59

Figura 3.17 Valores mdios da resistncia no drenada (cu) em profundidade das argilas de Sarapu (Almeida & Marques, 2003). ............................................................................ 60

Figura 3.18 Variao da resistncia no drenada normalizada, cu/'vc, com o grau de sobreconsolidao, ROC (Ortigo, 1980). ........................................................................ 61

Figura 3.19 Trajetria de tenses das argilas de Sarapu (Costa Filho et al., 1985; Gerscovich et al., 1986). ........................................................................................................................ 62

Figura 3.20 Trajetria de tenses das argilas de Sarapu em amostras recolhidas na crosta dessecada (Bressani, 1983; Gerscovich, 1983). .............................................................. 62

Figura 3.21 Esturio do rio Tamisa. ............................................................................................ 63

Figura 3.22 Queenborough (Jardine et al., 2003). ...................................................................... 64

Figura 3.23 Carta geolgica do Esturio do rio Tamisa (Marsland, 1986). ................................ 64

Figura 3.24 Amostras do esturio do rio Tamisa na zona de Queenborough: a) argila siltosa dura; b) argila de consistncia mole, plstica, ligeiramente siltosa; c) argila siltosa dura, plstica; d) areia fina com silte (Leroueil et al., 2003). .................................................. 66

Figura 3.25 Curva granulomtrica das amostras colhidas a 3 m de profundidade das argilas de Queenborough (Leroueil et al., 2003) ............................................................................ 67

Figura 3.26 Subida relativa do nvel do mar no Esturio do rio Tamisa em Tilbury (Leroueil et al., 2003). ........................................................................................................................ 68

Figura 3.27 Variao em profundidade das principais caractersticas fsicas e de identificao do solo do depsito de Queenborough (Jardine et al., 2003). ............................................. 69

Figura 3.28 Parmetros de compressibilidade: a) ndice de compressibilidade, Cc; b) ndice de compressibilidade normalizado, Cc/(1+e) (Jardine et al., 2003). ................................... 70

Figura 3.29 Curva intrnseca de compresso de amostras em diferentes estados da argila de Queenborough (Smith, 1992). ........................................................................................ 71

Figura 3.30 Variao do ndice de compressibilidade, Cc e do coeficiente de consolidao vertical, cv, em ensaios de consolidao convencionais e curva de compresso intrnseca (Smith, 1992). ................................................................................................................. 72

xxvii

Figura 3.31 Valores da resistncia no drenada (cu) em profundidade obtidos em ensaios vane test manual, em solo indeformado e em solo remoldado ou remexido do depsito de Queenborough (Jardine et al., 2003). .............................................................................. 73

Figura 3.32 Resultados obtidos no ensaio CPTU: a) resistncia de ponta, qc; b) resistncia lateral, fs; c) razo atrtica, Rf; d) presso da gua nos poros, u (Jardine et al., 2003). ... 74

Figura 3.33 Localizao dos ensaios de campo (Lunne et al., 2003a). ....................................... 76

Figura 3.34 Evoluo em profundidade de: a) percentagem de argila; b) teor em gua na comparao com os limites de Atterberg; c) ndice de liquidez, dos solos moles presentes no campo experimental de Onsy (Lunne et al., 2003a). ................................ 77

Figura 3.35 Evoluo em profundidade do: a) teor em sal; b) teor em matria orgnica, dos solos moles presentes no campo experimental de Onsy (adaptado de Eide & Berre, 1973). .............................................................................................................................. 78

Figura 3.36 Classificao do solo atravs da Carta de Plasticidade de Casagrande (Lunne et al., 2003a). ............................................................................................................................ 79

Figura 3.37 Valores pontuais do teor em gua, densidade das partculas slidas e peso volmico em profundidade (Lunne et al., 2003a). .......................................................................... 79

Figura 3.38 Evoluo em profundidade dos valores pontuais da tenso de pr-consolidao (Lunne et al., 2003a). ...................................................................................................... 80

Figura 3.39 Evoluo em profundidade do grau de sobreconsolidao (Lunne et al., 2003a). ... 81

Figura 3.40 ndice de compressibilidade normalizado, Cc/(1+e) consolidao (Lunne et al., 2003a). ............................................................................................................................ 82

Figura 3.41 Valores pontuais dos coeficientes de consolidao vertical (cv) e horizontal (ch) (Lunne et al., 2003a). ...................................................................................................... 82

Figura 3.42 Valores da resistncia no drenada (cu) em profundidade obtidos em ensaios de corte rotativo in situ (Lunne et al., 2003a). ..................................................................... 84

Figura 3.43 Valores obtidos para a resistncia no drenada derivados dos ensaios SBPT, PCPT, CK0U e de 9 campos experimentais em solo similar (Lacasse et al., 1990). .................. 85

Figura 3.44 Evoluo em profundidade: a) resistncia no drenada (cu); b) resistncia no drenada normalizada (cu/v0) para as amostras em bloco (Lunne et al., 2003a). ........... 86

Figura 3.45 Valores sensibilidade (St) em profundidade obtidos em ensaios de corte rotativo in situ (Lunne et al., 2003a). ............................................................................................... 87

Figura 3.46 Evoluo em profundidade do mdulo de distoro mximo (Lunne et al., 2003a) 88

CAPTULO 4 Figura 4.1 Variao da composio granulomtrica em profundidade: a) frao de argila + silte,

areia e cascalho; b) frao de argila, silte, areia e cascalho. ........................................... 94

Figura 4.2 Composio textural dos solos aluvionares que ocorrem no continente portugus. .. 95

Figura 4.3 Variao em profundidade do teor em matria orgnica (OM): a) resultados pontuais; b) valores mdios. ........................................................................................................... 98

Figura 4.4 Mudana na consistncia da argila durante o processo de secagem (Matos Fernandes, 2006). .............................................................................................................................. 99

xxviii

Figura 4.5 Variao em profundidade do limite de liquidez (wL): a) resultados pontuais; b) valores mdios. ............................................................................................................. 101

Figura 4.6 Variao em profundidade do limite de liquidez (wL) para: a) e > 1; b) e > 1,5; c) e > 2. ................................................................................................................................... 103

Figura 4.7 Variao em profundidade do limite de liquidez (wL) por bacia hidrogrfica: a) Cvado, Lea e Guadiana; b) Vouga e Mondego; c) Tejo e Sado; d) Lis, Ribeiras do Oeste, Ribeiras do Algarve e Guadiana. ....................................................................... 103

Figura 4.8 Variao em profundidade do limite de plasticidade (wP): a) resultados pontuais; b) valores mdios. ............................................................................................................. 104

Figura 4.9 Variao em profundidade do limite de plasticidade (wP) para: a) e > 1; b) e > 1,5; c) e > 2. ............................................................................................................................. 106

Figura 4.10 Variao em profundidade do limite de plasticidade (wP) por bacia hidrogrfica: a) Cvado, Lea e Guadiana; b) Vouga e Mondego; c) Tejo e Sado; d) Lis, Ribeiras do Oeste, Ribeiras do Algarve e Guadiana. ....................................................................... 106

Figura 4.11 Variao em profundidade do ndice de plasticidade (IP): a) resultados pontuais; b) valores mdios. ............................................................................................................. 108

Figura 4.12 Variao em profundidade da atividade da frao argilosa (At). ........................... 109

Figura 4.13 Comparao da atividade calculada e a dos minerais de argila de referncia (adaptado de Skempton, 1953). .................................................................................... 110

Figura 4.14 Variao em profundidade do teor em gua (w): a) resultados pontuais; b) valores mdios........................................................................................................................... 112

Figura 4.15 Valores estatsticos e extremos do teor em gua (w) com diversas restries. ...... 113

Figura 4.16 Variao em profundidade do teor em gua (w) para 95% < Sr < 105%. .............. 114

Figura 4.17 Variao em profundidade do teor em gua (w) para: a) e > 1; b) e > 1,5; c) e > 2. ...................................................................................................................................... 114

Figura 4.18 Variao em profundidade do teor em gua (w) por bacia hidrogrfica: a) Cvado, Lea e Guadiana; b) Vouga e Mondego; c) Tejo e Sado; d) Lis, Ribeiras do Oeste, Ribeiras do Algarve e Guadiana. .................................................................................. 115

Figura 4.19 Variao em profundidade do ndice de consistncia (IC) e do ndice de liquidez (IL): a) resultados pontuais; b) valores mdios. .................................................................... 117

Figura 4.20 Teor em gua na comparao com os: a) limites de liquidez e de plasticidade (valores mdios); b) limites de liquidez (valores pontuais). ......................................... 117

Figura 4.21 Variao em profundidade do peso volmico (): a) resultados pontuais; b) valores mdios........................................................................................................................... 118

Figura 4.22 Variao em profundidade do peso volmico () para 95% < Sr < 105%. ............ 119 Figura 4.23 Variao em profundidade do peso volmico () para: a) e > 1; b) e > 1,5; c) e > 2.

...................................................................................................................................... 120

Figura 4.24 Variao em profundidade do ndice de vazios (e): a) resultados pontuais; b) valores mdios........................................................................................................................... 122

Figura 4.25 Variao em profundidade do grau de saturao (Sr): a) resultados pontuais; b) valores mdios. ............................................................................................................. 123

xxix

Figura 4.26 Variao em profundidade dos valores mnimos, mdios e mximos dos ndices fsicos bsicos e complementares: a) teor em gua (w); b) peso volmico (); c) densidade das partculas slidas (Gs); d) ndice de vazios (e); e) grau de saturao (Sr). ....................................................................................................................................... 125

Figura 4.27 Classificao do solo atravs da Carta de Plasticidade de Casagrande. ................. 127

CAPTULO 5 Figura 5.1 Evoluo em profundidade: a) tenso efetiva e tenso de pr-consolidao; b) grau de

sobreconsolidao. ........................................................................................................ 132

Figura 5.2 Evoluo em profundidade: a) dos valores do ndice de compressibilidade, Cc, retirados diretamente da curva de compressibilidade e corrigidos pela construo de Schemertmann; b) da razo dos valores do ndice de compressibilidade, Cc, corrigidos pelos retirados diretamente da curva de compressibilidade. ......................................... 133

Figura 5.3 Evoluo em profundidade dos parmetros de compressibilidade: a) ndice de compressibilidade, Cc; b) ndice de compressibilidade normalizado, Cc/(1+e). ........... 134

Figura 5.4 Evoluo em profundidade do ndice de recompressibilidade, Cr. .......................... 134

Figura 5.5 Relao entre os ndices de recompressibilidade, Cr, e de compressibilidade, Cc. .. 136

Figura 5.6 Evoluo em profundidade dos parmetros de compressibilidade para 95% < Sr < 105%: a) ndice de compressibilidade, Cc; b) ndice de compressibilidade normalizado, Cc/(1+e) ......................................................................................................................... 136

Figura 5.7 Evoluo em profundidade do ndice de recompressibilidade, Cr, para 95% < Sr < 105%. ............................................................................................................................ 137

Figura 5.8 Relao entre os ndices de recompressibilidade, Cr, e de compressibilidade, Cc, para 95% < Sr < 105%. ......................................................................................................... 137

Figura 5.9 Evoluo em profundidade do ndice de compressibilidade, Cc, para: a) e > 1; b) e > 1,5; c) e > 2. .................................................................................................................. 138

Figura 5.10 Evoluo em profundidade do ndice de compressibilidade normalizado, Cc/(1+e) para: a) e > 1; b) e > 1,5; c) e > 2. ................................................................................. 138

Figura 5.11 Evoluo em profundidade do ndice de recompressibilidade, Cr, para: a) e > 1; b) e > 1,5; c) e > 2. ............................................................................................................... 139

Figura 5.12 Relao entre os ndices de recompressibilidade, Cr, e de compressibilidade, (Cc) para: a) e > 1; b) e > 1,5; c) e > 2. ................................................................................. 139

Figura 5.13 Relao entre C e Cc com a compresso secundria no espao e-logc-logt (Mesri & Godlewski, 1977). ..................................................................................................... 140

Figura 5.14 Evoluo em profundidade: a) C; b) C/Cc; c) C/(1+e). ..................................... 141 Figura 5.15 Variao em profundidade do coeficiente de consolidao (cv). ............................ 142

Figura 5.16 Variao em profundidade do coeficiente de consolidao (cv) para 95% < Sr < 105%. ............................................................................................................................ 143

Figura 5.17 Variao em profundidade do coeficiente de consolidao (cv) para: a) e > 1; b) e > 1,5; c) e > 2. .................................................................................................................. 143

Figura 5.18 Relaes empricas de Cc com o limite de liquidez, wL, retiradas da bibliografia. . 145

Figura 5.19 Relaes empricas de Cc com o teor em gua, w, retiradas da bibliografia. ......... 146

xxx

Figura 5.20 Relaes empricas de Cc com o ndice de vazios, e, retiradas da bibliografia. .... 147

Figura 5.21 Relaes empricas de Cc com o ndice de plasticidade, IP, retiradas da bibliografia. ...................................................................................................................................... 148

Figura 5.22 Relaes empricas retiradas da bibliografia de Cr com: a) ndice de plasticidade, IP ; b) teor em gua, w; ndice de compressibilidade, Cc. ................................................. 149

Figura 5.23 Relaes empricas de C com: a) ndice de compressibilidade, Cc; b) ndice de plasticidade, IP, retiradas da bibliografia. ..................................................................... 150

Figura 5.24 Histogramas: a) limite de liquidez (wL); b) limite de plasticidade (wP); c) ndice de plasticidade (IP); d) teor em gua (w); e) densidade das partculas slidas (Gs); f) ndice de vazios (e); g) ndice de compressibilidade (Cc); h) ndice de recompressibilidade (Cr); i) ndice de compressibilidade normalizado (Cc/(1+e)). ............................................... 156

Figura 5.25 Caixas-de-bigodes: a) limite de liquidez (wL); b) limite de plasticidade (wP); c) ndice de plasticidade (IP); d) teor em gua (w); e) densidade das partculas slidas (Gs); f) ndice de vazios (e); g) ndice de compressibilidade (Cc); h) ndice de recompressibilidade (Cr); i) ndice de compressibilidade normalizado (Cc/(1+e)). ..... 157

Figura 5.26 Representao grfica das correlaes positivas, considerando 0 < z < 40 m, entre os pares: a) Cc e w; b) Cc e e; c) Cc e Cr; d) Cr e wL; e) Cr e IP; f) Cr e e; g) Cc/(1+e) e Cc; h) Cc/(1+e) e Cr; i) Cc/(1+e) e e. ................................................................................... 159

Figura 5.27 Representao grfica das correlaes positivas, considerando 0 < z < 40 m, entre os pares: a) Cr e Cc; b) Cc/(1+e) e w. ............................................................................ 160

Figura 5.28 Representao grfica do Modelo 3 correlacionando o teor em gua com o ndice de compressibilidade. ........................................................................................................ 164

Figura 5.29 Representao grfica do Modelo 4 correlacionando o ndice de vazios com o ndice de compressibilidade. ................................................................................................... 164

Figura 5.30 Representao grfica do Modelo 12 correlacionando o ndice de recompressibilidade com o ndice de compressibilidade. ............................................. 165

Figura 5.31 Representao grfica do Modelo 3 para 95% < Sr < 105%. ................................ 166

Figura 5.32 Representao grfica do Modelo 4 para 95% < Sr < 105%. ................................ 167

Figura 5.33 Representao grfica do Modelo 11 para 95% < Sr < 105%................................ 167



Figura 5.36 Relao emprica de Cc com o teor em gua, w: comparao do modelo desenvolvido com outros da bibliografia. ..................................................................... 170

Figura 5.37 Relao emprica de Cc com o ndice de vazios, e: comparao do modelo desenvolvido com outros da bibliografia. ..................................................................... 170

Figura 5.38 Relao emprica de Cc/(1+e) com o teor em gua, w: comparao do modelo desenvolvido com outro da bibliografia. ...................................................................... 171

Figura 5.39 Relao emprica de Cr com o ndice de compressibilidade, Cc: comparao do modelo desenvolvido com outros da bibliografia. ........................................................ 171

Figura 5.40 Relao emprica de Cr com o teor em gua, w: comparao do modelo desenvolvido com outro da bibliografia. ...................................................................... 172

xxxi

Figura 5.41 Histogramas: a) coeficiente de consolidao secundria (C); b) coeficiente de consolidao secundria normalizado (Ce)); c) razo entre o coeficiente de consolidao secundria e o ndice de compressibilidade (C/Cc). ............................... 173

Figura 5.42 Caixas-de-bigodes: a) coeficiente de consolidao secundria (C); b) coeficiente de consolidao secundria normalizado (Ce)); c) razo entre o coeficiente de consolidao secundria e o ndice de compressibilidade (C/Cc). ............................... 174

Figura 5.43 Representao grfica das correlaes positivas entre os pares: a) C e Cc; b) C/(1+e) e Cc. ................................................................................................................ 175

Figura 5.44 Representaes grficas correlacionando: a) C com Cc (Modelo 1); b) C/(1+e) com Cc (Modelo 2). ....................................................................................................... 176

CAPTULO 6 Figura 6.1 Variao do ndice de vazios com a tenso efetiva e com a amostragem (Coelho,

2002). ............................................................................................................................ 182

Figura 6.2 - Envolventes de rotura em ensaios triaxiais de compresso para diferentes ROCensaio: a) no drenados; b) drenados. ............................................................................................ 185

Figura 6.3 - Envolventes de rotura em ensaios triaxiais de compresso. ..................................... 186

Figura 6.4 - Resistncia no drenada em profundidade para o conjunto de resultados de ensaios triaxiais de compresso. ................................................................................................ 187

Figura 6.5 Solo com comportamento normalizado (Ladd et al., 1977). .................................... 189

Figura 6.6 Resistncia no drenada em funo da tenso efetiva de consolidao do ensaio em vrios locais................................................................................................................... 190

Figura 6.7 Resistncia no drenada normalizada em funo da tenso de consolidao do ensaio. ....................................................................................................................................... 191

Figura 6.8 - Relao entre a razo cu /c e o parmetro Af de Skempton para o conjunto de resultados de ensaios triaxiais de compresso. ............................................................. 192

Figura 6.9 - Valores tericos e valores experimentais da resistncia no drenada em ensaios triaxiais de compresso: a) CIU; b) CAU e CK0U. ...................................................... 194

Figura 6.10 Ensaio DMT: evoluo em profundidade: a) cu; b) cu/v0. ................................... 196 Figura 6.11 Evoluo de cu em profundidade, obtido por correlao com o parmetro qt

fornecido no ensaio CPTU para: a) Nkt = 9; b) Nkt = 12. ............................................... 199

Figura 6.12 Ensaio FVT: evoluo em profundidade: a) cu; b) cu/v0. ..................................... 201 Figura 6.13 Evoluo de St em profundidade e classificao dos solos quanto a este parmetro

aplicando o critrio de Skempton & Northey (1952). ................................................... 202

Figura 6.14 Evoluo em profundidade de Nkt obtido atravs dos ensaios: a) DMT; b) FVT. . 204

Figura 6.15 Caixas-de-bigodes de Nkt obtido atravs dos ensaios: a) DMT; b) FVT. ............... 205

Figura 6.16 Histogramas de Nkt obtido atravs dos ensaios: a) DMT; b) FVT. ........................ 206

Figura 6.17 Evoluo de cu em profundidade para diferentes ensaios. ..................................... 207

xxxii

CAPTULO 7 Figura 7.1 Localizao do campo experimental. ...................................................................... 212

Figura 7.2 Amostragem contnua perturbada: a) 0,0 m 18,0 m; b) 18,0 m 21,0 m. ............ 217

Figura 7.3 Amostragem intacta: a) mquina de sondagem; b) amostras recolhidas aps selagem (fotografias da autora). ................................................................................................. 218

Figura 7.4 Curvas granulomtricas obtidas nas vrias anlises experimentais realizadas sobre amostras recolhidas no campo experimental. ............................................................... 220

Figura 7.5 Variao da composio granulomtrica em profundidade das amostras recolhidas no campo experimental. ..................................................................................................... 221

Figura 7.6 Variao em profundidade: a) limite de liquidez; b) limite de plasticidade; c) ndice de plasticidade, das amostras recolhidas no campo experimental. ............................... 224

Figura 7.7 Variao em profundidade da atividade das amostras recolhidas no campo experimental. ................................................................................................................ 225

Figura 7.8 Variao em profundidade da atividade das amostras recolhidas no campo experimental. ................................................................................................................ 226

Figura 7.9 Variao em profundidade: a) teor em gua na comparao com os limites de liquidez e plasticidade; b) ndice de liquidez, das amostras recolhidas no campo experimental. ................................................................................................................ 228

Figura 7.10 Variao em profundidade do peso volmico das amostras recolhidas no campo experimental. ................................................................................................................ 229

Figura 7.11 Variao em profundidade da densidade das partculas slidas das amostras recolhidas no campo experimental. .............................................................................. 230

Figura 7.12 Variao em profundidade da densidade das partculas slidas das amostras recolhidas no campo experimental. .............................................................................. 232

Figura 7.13 Composio textural das amostras recolhidas no campo experimental. ................ 233

Figura 7.14 Identificao do ambiente sedimentar presente na formao dos solos ocorrentes no campo experimental com base nas suas caractersticas granulomtricas (diagrama de Laporte). ....................................................................................................................... 234

Figura 7.15 Classificao dos solos ocorrentes no campo experimental atravs da Carta de Plasticidade de Casagrande. ......................................................................................... 235

Figura 7.16 Preparao das amostras a submeter a ensaios edomtricos: a) pormenor da aresta cortante presente no anel edomtrico; b) cravao do anel edomtrico na amostra recolhida com tubo amostrador; c) amostra pronta (fotografias da autora). ................. 238

Figura 7.17 Aspeto final da montagem do ensaio (fotografia da autora). ................................. 238

Figura 7.18 Variao do ndice de vazios com o escalo de carga nos ensaios realizados sobre amostras intactas do campo experimental: a) escala logartmica; b) escala aritmtica. 241

Figura 7.19 Relao entre Cr/Cc e ROC observada nos solos estudados. ................................... 243

Figura 7.20 Coeficiente de compressibilidade nos ensaios edomtricos clssicos realizados sobre amostras intactas do campo experimental. .......................................................... 243

Figura 7.21 Mdulo de deformabilidade volumtrico do solo ou mdulo edomtrico, Eoed, nos ensaios edomtricos clssicos realizados sobre amostras intactas do campo experimental: a) OED1; b) OED2; c) OED3. ............................................................... 244

xxxiii

Figura 7.22 Coeficientes de consolidao primria nos ensaios edomtricos realizados sobre amostras intactas do campo experimental: a) OED1; b) OED2; c) OED3; d) OED7; e) OED8; f) OED9. ........................................................................................................... 245

Figura 7.23 Coeficientes de permeabilidade nos ensaios edomtricos clssicos realizados sobre amostras intactas do campo experimental: a) OED1; b) OED2; c) OED3. .................. 247

Figura 7.24 - Efeito da consolidao secundria na relao entre o ndice de vazios e o log v (Almeida & Marques (2011). ........................................................................................ 249

Figura 7.25 Curvas de compressibilidade dos ensaios de longa durao: a) OED4; b) OED7; c) OED5; d) OED8; e) OED5; f) OED9. .......................................................................... 250

Figura 7.26 Determi

Economy & Finance

ALUVIÕES SILTO-ARGILOSOS MOLES DE PORTUGAL PARAMETRIZAÇÃO PARA O DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS GEOTÉCNICAS