Avaliação do comportamento tensão-deformação em argila mole do campo experimental da UFSC - Perini Business Park

Abstract

The sedimentary clay deposits are widely present along the coast of Santa Catarina. These materials exhibit typical characteristics, such as low permeability, high compressibility, and low strength. Due to the increasing occupation of these areas, infrastructure projects have commonly raised concerns regarding embankment failures, excessive settlements, and consolidation processes with prolonged timeframes. The purpose of this study is to evaluate the geotechnical characteristics of strength and compressibility of a soft clay that occurs at the surface of the experimental field of the Federal University of Santa Catarina (UFSC) – Perini Business Park. For this research, the target soil layer to be investigated was identified between 1.5 and 2.5 meters in depth by analyzing borehole profiles of the study area. Undisturbed soil samples were collected using Shelby tubes. Subsequently, the mechanical behavior of the material was characterized through triaxial and consolidation tests, along with analyses for the physical characterization of the material. Based on the data provided by the tests and the application of established methods and formulations in geotechnics, the characteristics of the soft clays and their stress-strain behavior in the experimental field were defined. The results indicate a compressible soil with low strength and high susceptibility to deformations over time. The coefficient of consolidation ranged from 3.59 – 9.4 ×10^(-4) Cm^2/s, while the undrained shear strength was in the range of 16.52–32.28 kPa, with a friction angle of 13.61° considering the cohesive component and a friction angle of 25.35° assuming a purely frictional condition.

Os depósitos sedimentares de argila estão presentes em grande parte do litoral catarinense. Estes materiais apresentam algumas características típicas, como baixa permeabilidade, alta compressibilidade e baixa resistência. Devido à crescente ocupação dessas áreas, tornou-se comum em obras de infraestrutura a preocupação com rupturas de aterros, recalques excessivos e processos de adensamento com longos períodos de ocorrência. O trabalho em questão tem como propósito a avaliação das características geotécnicas de resistência e compressibilidade de uma argila mole que ocorre superficialmente no campo experimental da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) – Perini Business Park. Para realização da pesquisa, através da análise de perfis de sondagens da área de estudo, definiu-se a camada alvo de solo a ser prospectado, entre 1,5 e 2,5 m de profundidade, obtendo amostras indeformadas do solo com o uso de tubos Shelby. Posteriormente, a partir das amostras coletadas, realizou-se a caracterização do comportamento mecânico do material por meio de ensaios triaxiais e de adensamento, além de análises para caracterização física do material. Com os dados fornecidos pelos ensaios e a utilização de métodos e formulações conceituadas na área da geotecnia, foram definidas as características e avaliado o comportamento tensão-deformação das argilas moles do campo experimental. Os resultados apresentam um solo compressível de baixa de resistência e elevada suscetibilidade a deformações ao longo do tempo. O coeficiente de adensamento variou entre 3,59 – 9,4 ×10^(-4) cm^2/s, enquanto a resistência não drenada situou-se na faixa de 16,52 – 32,28kPa, com um ângulo de atrito de 13,61° ao considerar a parcela coesiva e um ângulo de atrito de 25,35° assumindo uma condição puramente friccional.