Análise experimental do comportamento hidráulico-mecânico de muros em solo residual reforçado com geogrelhas

dc.contributor.advisor1Portelinha, Fernando Henrique Martins
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0791082339645058
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-7481-7406
dc.contributor.authorSantos, Matheus Cardoso dos
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/1812526828544037
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0001-7413-5563
dc.contributor.refereeEhrlich, Mauricio
dc.contributor.refereeFutai, Marcos Massao
dc.contributor.refereeZornberg, Jorge Gabriel
dc.contributor.refereePalmeira, Ennio Marques
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/4695065634049566
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/3859775879893716
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/3468455656914958
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0003-4136-8461
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-4969-3085
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-6307-1047
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0003-2620-0708
dc.date.accessioned2026-01-14T17:45:39Z
dc.date.issued2025-11-26
dc.description.abstractThe behavior of geosynthetic-reinforced soil walls under wetting conditions induced by climatic events represents a significant challenge, especially when fine-grained soils are used as backfill. This study aimed to experimentally investigate the hydro-mechanical behavior of geogrid-reinforced soil walls constructed with low-permeability residual soil and subjected to different rainfall and inundation regimes in large-scale tests. In addition, the study sought to evaluate construction elements capable of mitigating the effects of wetting. A design methodology for walls under unsaturated conditions was also proposed, accounting for the influence of rainfall events. Four physical models were constructed and tested, varying the internal drainage conditions, facing type, vertical spacing between reinforcements, and geogrid stiffness. The results indicated that, although matric suction decreased after rainfall events, a residual suction was maintained at levels sufficient to limit deformation mobilization and reduce tensile forces in the reinforcements. Evaporation during dry periods played a fundamental role in the partial recovery of suction levels. It was found that the use of sand cushions as internal drainage systems favored the redistribution of loads from the connection to the soil mass, while gabion facings although highly permeable resulted in larger displacements due to their lower stiffness. Reducing the vertical spacing between reinforcements proved to be the most effective strategy for controlling excessive displacements and deformations, even when lower-stiffness geogrids were used. Comparisons among the models showed that the smallest reinforcement spacing provided the best overall performance under rainfall and inundation, whereas models incorporating drainage elements exhibited intermediate behavior. Finally, the applicability of different tensile load prediction methods was evaluated, and the Kru method, proposed in this research, demonstrated the best agreement with the experimental results, as it incorporates unsaturated conditions and their effects on reinforcement mobilization.eng
dc.description.resumoO comportamento de muros em solo reforçado com geossintéticos sob condições de umedecimento decorrentes de eventos climáticos representa um desafio, especialmente quando solos finos são empregados como aterro. Este trabalho teve como objetivo investigar experimentalmente o comportamento hidráulico-mecânico de muros de solo reforçado com geogrelhas, construídos com solo residual de baixa permeabilidade e submetidos a diferentes regimes de chuva e inundações em ensaios de larga escala. De forma complementar, buscou-se avaliar elementos construtivos capazes de mitigar os efeitos do umedecimento. Além disso, foi proposta uma metodologia de dimensionamento para muros em condições não saturadas, considerando a influência de eventos de chuva. Foram construídos e testados quatro modelos físicos, variando-se as condições de drenagem interna, tipo de face, espaçamento vertical entre reforços e a rigidez das geogrelhas. Os resultados indicaram que, embora a sucção tenha reduzido após os eventos de chuva, observou-se a manutenção de uma sucção residual suficiente para limitar a mobilização de deformações e reduzir as tensões de tração nos reforços. A evaporação nos períodos de estiagem mostrou-se fundamental para a recuperação parcial dos níveis de sucção. Verificou-se que o emprego de colchões de areia como sistema de drenagem interna favoreceu a redistribuição dos esforços da conexão para a massa de solo, enquanto as faces em gabião, embora altamente drenantes, resultaram em maiores deslocamentos devido a menor rigidez. A redução do espaçamento vertical entre reforços revelou-se a estratégia mais eficaz para o controle de deslocamentos e deformações excessivas, mesmo quando geogrelhas de menor rigidez foram utilizadas. Comparações entre os modelos mostraram que o menor espaçamento entre reforços apresentou o melhor desempenho global frente às chuvas e inundações, enquanto os modelos com elementos drenantes apresentaram comportamento intermediário. Por fim, avaliou-se a aplicabilidade de diferentes métodos de estimativa de cargas de tração, onde o método Kru, proposto nesta pesquisa, apresentou compatibilidade com os resultados experimentais, por incorporar as condições não saturadas e seus efeitos na mobilização dos reforços.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationSANTOS, Matheus Cardoso dos. Análise experimental do comportamento hidráulico-mecânico de muros em solo residual reforçado com geogrelhas. 2025. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23411.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/23411
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil - PPGECiv
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2025.02.003
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectMuro em solo reforçadopor
dc.subjectGeogrelhapor
dc.subjectSolo não saturadopor
dc.subjectUmedecimentopor
dc.subjectEstimativa de cargapor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.titleAnálise experimental do comportamento hidráulico-mecânico de muros em solo residual reforçado com geogrelhaspor
dc.title.alternativeExperimental analysis of the hydraulic-mechanical behavior of walls in residual soil reinforced with geogridseng
dc.typeTese

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