1 INTRODUÇÃO 2. MATERIAIS, EQUIPAMENTOS E TÉCNICAS DE INVESTIGAÇÃO

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1 , INDICE 1 INTRODUÇÃO 1.1. PERSPETIVA HISTÓRICA DO ESTUDO DE AREIAS 1.2. ÂMBITO DA TESE 1.3. PLANO DE ENSAIOS 1.4. ESTRUTURA DA TESE 2. MATERIAIS, EQUIPAMENTOS E TÉCNICAS DE INVESTIGAÇÃO 2.1. AREIA DE COIMBRA SELEÇÃO DA FRAÇÃO GRANULOMÉTRICA COMPOSiÇÃO GRANULOMÉTRICA ÍNDICES FÍSICOS PERMEABILIDADE RIGIDEZ RESISTÊNCIA AO CORTE MODELAÇÃO NUMÉRICA 2.2. EQUIPAMENTOS DE ENSAIO CÉLULA DE TRAJETÓRIAS DE TENSÕES PRENSA TRIAXIAL HOLLOWCYLINDERApPARATUS 2.3. FONTES DE ERROS E NÃo UNIFORMIDADES EXTENSÃO AXIAL TENSÃO AXIAL ATRITO NOS TOPOS INFLUÊNCIA DA MEMBRANA Reforço lateral Variação de volume TEMPERATURA OUTRAS FONTES DE ERROS OU DE INCERTEZAS NÃo UNIFORMIDADES EM AMOSTRAS CILÍNDRICAS OCAS 2.4. TÉCNICA DE ENSAIOS PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS SATURAÇÃO DOS PROVETES Humidificação dos provetes Saturação a altas pressões CONSOLIDAÇÃO DAS AMOSTRAS

2 CONSIDERAÇÕES FINAIS índice 83 1 HOLLOW CYLINDER APPARATUS MARK 11 DA UNIVERSIDADE DE COIMBRA 3.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS 3.2. DESCRIÇÃO DO EQUIPAMENTO COMPONENTES DO SISTEMA INSTRUMENTAÇÃO Esforços e pressões Registo das deformações globais Instrumentação local CONTROLO E FUNCIONAMENTO DO EQUIPAMENTO SISTEMA DE SUcçÃO INTEGRADO 3.3. CALIBRAÇÃO DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO CÉLULA DE CARGA TRANSDUTORES DE PRESSÃO MEDIDORES VOLUMÉTRICOS TRANSDUTORES DE DESLOCAMENTO, LVDT E SENSORES DE PROXIMIDADE TRANSDUTORES DE INCLINAÇÃO ELETRÓLITOS 3.4. ANÁLISE DE TENSÕES E EXTENSÕES NO HCA PRESSUPOSTOS TEÓRICOS DETERMINAÇÃO DAS TENSÕES E EXTENSÕES PARÂMETROS DE CONTROLO DAS TRAJETÓRIAS DE TENSÕES ANÁLISE DAS DEFORMAÇÕES 3.5. CONSIDERAÇÕES FINAIS : CARACTERIZAÇÃO DA AREIA DE COIMBRA E VALIDAÇÃO DO USO DO HCA 4.1. CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICA E GEOTÉCNICA DA AREIA DE COIMBRA SELEÇÃO DA FRAÇÃO GRANULOMÉTRICA CARACTERIZAÇÃO MICROSCÓPICA Composição química Mineralogia da areia de Coimbra Morfologia das partículas CARACTERIZAÇÃO MACROSCÓPICA Composição granulométrica Densidade das partículas sólidas Índices de vazios de referência Peso volúmico seco Densidade relativa PERMEABILIDADE RESISTÊNCIA AO CORTE ANÁLISE COMPARATIVA DO COMPORTAMENTO DOS DOIS LOTES DE AREIA DE COIMBRA 4.2. PREPARAÇÃO DE PROVETES DE AREIA NO HCA MARK PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS DE AREIA CILÍNDRICAS OCAS CONTROLO DAS DENSIDADES RELATIVAS DE REFERÊNCIA MONTAGEM E DESMONTAGEM DE PROVETES NO HCA IMPLICAÇÕES DA METODOLOGIA DESENVOLVIDA 4.3. VALIDAÇÃO DO USO DoHCA NO ESTUDO DE AREIAS COMPRESSÃO MONOTÓNICA TRAJETÓRIAS DE TENSÕES EM EXTENSÃO ENSAIOS DE TORÇÃO COMPARAÇÃO DAS MEDiÇÕES LOCAIS E GLOBAIS 4.4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

3 índice S. COMPORTAMENTO MONOTÓNICO EM CONDIÇÕES NÃO DRENADAS 5.1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS PEQUENAS DEFORMAÇÕES Descrição do comportamento Rigidez inicial Degradação da rigidez GRANDES DEFORMAÇÕES Definição de líquefação Deformação por amolecimento e endurecimento de areias Estado Estável ou Estado Crítico de areias Estado de Transformação de Fase Estado Quase-Estável de areias Instabilidade em areias Índices e parâmetros de estado 5.2. PROGRAMA EXPERIMENTAL DESCRIÇÃO DOS ENSAIOS PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 5.3. RESULTADOS EXPERIMENTAIS 5.4. CARACTERIZAÇÃO DA RIGIDEZ PARA PEQUENAS DEFORMAÇÕES RIGIDEZ MÁXIMA DEGRADAÇÃO DA RIGIDEZ VERIFICAÇÃO DA FORMULAÇÃO 5.5. DESCRIÇÃO DO COMPORTAMENTO PARA GRANDES DEFORMAÇÕES TRAJETÓRIAS DE TENSÕES ESTADO CRÍTICO ESTADO DE TRANSFORMAÇÃO DE FASE INSTABILIDADE E OUTROS ESTADOS NOTÁVEIS 5.6. CONCLUSÕES T fi COMPORTAMENTO SOB AÇÕES CÍCLICAS EM CONDIÇÕES NÃO DRENADAS 6.1. FENOMENOLOGIA DO COMPORTAMENTO CÍCLICO DE AREIAS ANÁLISE NO DOMÍNIO DAS PEQUENAS DEFORMAÇÕES Módulo de distorção secante e coeficiente de amortecimento Fatores que afetam o coeficiente de amortecimento Soluções empíricas DAS PEQUENAS DEFORMAÇÕES À LIQUEFAÇÃO Comportamento cíc\ico de areias sob grandes deformações Resistência à liquefação Simulação em laboratório das condições "in situ" 6.2. PERSPETIVA GERAL DOS ENSAIOS REALIZADOS CARACTERÍSTICAS DOS ENSAIOS PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 6.3. RESULTADOS EXPERIMENTAIS 6.4. COMPORTAMENTO NO DOMÍNIO DAS PEQUENAS DEFORMAÇÕES RIGIDEZ MÁXIMA RIGIDEZ SECANTE E COEFICIENTE DE AMORTECIMENTO Fatores que afetam o coeficiente de amortecimento e a rigidez secante Análise comparativa do comportamento da areia de Coimbra 6.5. ESTUDO DO COMPORTAMENTO PARA GRANDES DEFORMAÇÕES COMPORTAMENTO TENSÃO-DEFORMAÇÃO E TRAJETÓRIAS DE TENSÕES ESTADOS NOTÁVEIS DO COMPORTAMENTO DE AREIAS

4 índice Estado de Transformação de Fase Estado Crítico RESISTÊNCIAÀ LIQUEFAÇÃODAAREIADECOIMBRA Razão de Resistência Cíclica Fatores que afetam a resistência cíclica VARIAÇÃODOESTADODETENSÃOTOTALNOSENSAIOSCOMDEFORMAÇÕESRADIASNULAS CONCLUSÕES RESPOSTA PÓS-LIQUEFAÇÃO DA AREIA DE COIMBRA ESTADO DA ARTE ASSENTAMENTOSUPERFICIAIS Assentamentos de areias secas Assentamentos de areias saturadas :1.2. FLUÊNC1ALATERAL PREVISÃODEDEFORMAÇÕES LeeeAlbaisa(1974) Tokimatsu e Seed (1984) Ishihara e Yoshimine (1992) Shamoto et ai. (1996) Shamoto et ai. (1998) Wu (2002) Tsukamoto et ai. (2004) VARIAÇÃODOESTADODETENSÃO Descrição do fenómeno Proposta para estimativa do estado de tensão SÍNTESE DO PROGRAMA DE ENSAIOS CARACTERÍSTICASDOSENSAIOS PROCEDIMENTOEXPERIMENTAL RESULTADOS DOS ENSAIOS DEFORMAÇÕESVOLUMÉTRICAS Influência do excesso de pressão neutra e da distorção máxima Influência do modo de carregamento Influência do estado de tensão inicial Influência das condições de fronteira lateral Previsão de assentamentos DISTORÇÃORESIDUAL ESTADODETENSÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS 406 a CONCLUSÕES. RECOMENDAÇÕES E PROPOSTAS DE INVESTIGAÇÃO FUTURA MONTAGEM E OPERAÇÃO DO HCA MARK DESENVOLVIMENTO DE PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS CARACTERIZAÇÃO DA AREIA DE COIMBRA CARACTERIZAÇÃOFUNDAMENTAL CARACTERIZAÇÃOAVANÇADA Domínio das pequenas deformações Domínio das grandes deformações IMPLICAÇÕES GERAIS RESULTANTES DO PRESENTE TRABALHO IMPLICAÇÕESPARAOUSODOHCA IMPLICAÇÕESPARAA PRÁTICACORRENTE PROPOSTAS DE INVESTIGAÇÃO FUTURA ESTUDODAAREIADECOIMBRA Influência da mineralogia na resposta não drenada 443

5 índice Efeito da densidade relativa no comportamento cíclico Caracterização do Estado Crítico APLICAÇÃO DO HCA NO ESTUDO DE AREIAS Influência das condições de fronteira Anisotropia do estado de tensão inicial Influência da tensão principal intermédia Rotação das tensões principais Influência de carregamentos multidirecionais OUTROS ESTUDOS 443 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 447 A CARTAS GEOLÓGICAS E ESTUDOS GEOTÉCNICOS 473 A.l. CARTA GEOLÓGICA19-D COIMBRA-Lousà (LNEG, 2005) 474 A.2. CARTA GEOLÓGICA19-C FIGUEIRA DA Foz (LNEG, 1976) 475 A.3. PLANTA DE LOCALIZAÇÃODOS ESTUDOS GEOTÉCNICOS- PAVILHÃO DE PORTUGAL (ADAPTADO DE SOPECATE,2001) 476 A.4. SONDAGEMN.º 2 (ADAPTADO DE SOPECATE, 2001) 477 A.5. SONDAGEMN.º 5 (ADAPTADO DE SOPECATE, 2001) 480 A.6. CORTE GEOLÓGICO(ADAPTADO DE SOPECATE, 2001) 484 H PROGRAMAÇÃO DO SOFTWARE TRIAX V5.2.0 B.l. INSTALAÇÃODA PLACA PCI-836 I/O B.2. INSTALAÇÃODOS MOTORES REGULADORESDE IMPULSOS B.3. ATRIBUIÇÃO DOS CANAISPARAAQUISIÇÃO DE DADOS B.4. REGRESSÕESDE CALIBRAÇÃO B.5. DECLARAÇÃODE VARIÁVEISE SUASEQUAÇÕES B.6. FASES DE ENSAIOS c RETAS DE CALIBRAÇÃO DA INSTRUMENTAÇÃO DO HCA C.l. C.2. C.3. C.4. C.5. CÉLULADE CARGA TRANSDUTORES DE PRESSÃO MEDIDORES VOLUMÉTRICOS TRANSDUTORES DE DESLOCAMENTO,LVDT E SENSORES DE PROXIMIDADE TRANSDUTORES DE INCLINAÇÃOELETRÓLITOS I! MICROSCOPIA ELETRÓNICA DE VARRIMENTO D.1. MICROGRAFIAS DAAREIA DE COIMBRA - LOTE 1 D.2. MICROGRAFIAS DAAREIA DE COIMBRA - LOTE 2 D.3. MORFOLOGIA DAS PARTÍCULAS DAAREIA DE COIMBRA - LOTE 1 D.4. MORFOLOGIA DAS PARTÍCULAS DA AREIA DE COIMBRA - LOTE 2.E LISTA DE VERIFICAÇÃO PARA A PREPARAÇÃO DE PROVETES NO HCA E.1. E.2. LISTA DE VERIFICAÇÃO FICHA DE ENSAIO.E RESUL T ADOS DOS ENSAIOS NÃO VÁLIDOS F.l. F.2. F.3. COMPRESSÃO EXTENSÃO TORÇÃO '