Descrição

Em argilas, as substituições isomórficas em sua estrutura cristalina conferem às partículas de argila uma carga elétrica superficial negativa. Num solo, isto tem como consequência uma distribuição não homogênea dos íons em solução: a superfície das partículas atrai eletrostaticamente os cátions (íons de carga positiva) e repele os ânions (íons de carga negativa), fenômeno este que vem explicado pela teoria da dupla camada difusa. Estas atração e repulsão eletrostáticas causam restrições ao movimento de íons e dependem de variáveis de estado como temperatura. Por esta razão, quando se submete uma massa de argila a um determinado tipo de gradiente são observados diferentes tipos de fluxos, denominados de fluxos acoplados.

Outro problema relacionado com os solos expansivos que tem recebido atenção crescente da comunidade geotécnica, tanto nos campos experimental como numérico, é a fissuração por dissecação. Durante os períodos de seca, a retração dos solos é comumente associada à formação de fissuras que têm impacto negativo sobre as principais propriedades mecânicas e hidráulicas do material. Por exemplo, as fissuras atuam como um caminho preferencial para o fluxo de água e transporte de poluentes e afetam a resistência do solo com correspondente impacto no desempenho e estabilidade de taludes e aterros. É possível encontrar na literatura várias formulações numéricas propostas para descrever o comportamento das fissuras por dissecação em solos e um aspecto que ainda é difícil de simular adequadamente é o padrão de fissuramento tridimensional observado nos solos dissecados. Usando a técnica de fragmentação de malhas, com introdução de elementos de interface entre as faces dos elementos do contínuo é possível reproduzir numericamente vários padrões de fissuramento encontrados na literatura.

Objetivos

Analisar o comportamento geotécnico dos solos não-saturados (colapsíveis e expansivos) através de modelos numéricos que utilizam leis constitutivas adequadas para o tipo de material em questão. Pretende-se nessa linha realizar ensaios de laboratório para validação de tais modelos constitutivos assim como reproduzir observações de laboratório, campo e obras reais envolvendo variação de volume, não saturação e ações químicas em solos colapsíveis e expansivos.