Estimativa de curvas características de solos tropicais brasileiros via métodos indiretos

Abstract

As curvas características solo-água (CCSAs) têm um papel importante na determinação das propriedades e comportamento hidromecânico dos solos não saturado. A sua determinação experimental possui procedimentos rigorosos e tempo elevado para se obter os resultados, necessitando de um treinamento especializado dos técnicos que irão executar os ensaios e a depender do ensaio, de equipamentos especiais. Por isso vários métodos foram propostos na literatura para a estimativa de CCSAs a partir das propriedades físicas, em especial de dados de distribuição granulométrica do solo. Estes modelos se adequam bem aos solos utilizados pelos autores. Para averiguação da adequabilidade destes modelos aos solos tropicais, embora cada um tenha suas particularidades, nesta dissertação foram escolhidos quatro modelos de previsão físico-empíricos: Arya e Paris (1981), Arya e Dierolf (1989), Aubertin et al. (2003) e Wang et al. (2017), para averiguação de como estes modelos se comportam ao se utilizar dados de solos tropicais do Brasil. Um banco de dados com 95 tipos de solos foi elaborado e utilizado nesta pesquisa. Como os modelos não indicam qual tipo de metodologia que deveria ser utilizada ao se determinar a curva granulométrica do material, para as análises utilizou-se dados de granulometria determinada com e sem defloculante embora, caiba ressaltar, nem o com defloculante consegue individualizar todas as partículas contidas nos solos tropicais, nem o sem defloculante consegue preservar todas as agregações neles presentes (Roseno e Camapum de Carvalho, 2007). Verificou-se que nenhum dos quatro modelos, quando utilizados em sua forma original, não prediz bem as curvas características dos solos do banco de dados. Observou-se que todos os modelos apresentaram R² médio negativos e RMSE próximos a 0,10, indicando assim que as previsões são pouco confiáveis para os solos tropicais analisados. Uma vez que os modelos preditivos não apresentaram bons resultados, esta dissertação buscou avaliar conceitos geotécnicos específicos que não são considerados nos modelos e que podem ter um grande impacto nas previsões que se busca fazer. Estas avaliações específicas foram em busca da compreensão dos parâmetros empíricos utilizados nos modelos, influência do índice de vazios nos modelos, histerese, perfil de intemperismo do solo, sucção osmótica e metodologias de determinação de curvas granulométricas e como elas influenciam nos modelos. Portanto, este estudo buscou elucidar e ajudar no entendimento de conceitos geotécnicos para o desenvolvimento de modelos de predição futuros.