Modelos de calibração para o uso de técnicas eletromagnéticas na avaliação e monitoramento da umidade em solos tropicais compactados

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Pizarro Marchena, Irving Jorhany, 1976-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Solos - Umidade
Ondas eletromagnéticas
Pavimentos
Soils - Moisture
Electromagnetic waves
Road pavements
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641674
Resumo: Orientador: Maria Teresa Françoso
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Este trabalho tem como objetivo estabelecer um método para determinar modelos de calibração que permitam relacionar as propriedades elétricas de solos tropicais com a variação do teor de umidade. Amostras deformadas de diferentes solos foram coletadas em obras rodoviárias e submetidas a caracterização física, testes de compactação e análises químicas. Utilizou-se a técnica TDR com sondas de baixo custo e colunas de calibração para a aquisição da permissividade dielétrica e da condutividade elétrica durante o monitoramento da perda de umidade em amostras de solo compactado. Desenvolveram-se modelos de calibração baseados em abordagens semi-teóricas e empíricas. O método proposto foi validado através da verificação do desempenho dos modelos na previsão do teor de umidade em relação ao valor obtido pelo método padrão da estufa. Também foi avaliada a aplicação dos diferentes modelos com dados GPR. Os resultados mostraram que, através de procedimentos padronizados e reproduzíveis em laboratório utilizando a técnica TDR, é possível determinar modelos de calibração para atender às solicitações técnicas e de precisão no controle da umidade no subleito de pavimentos rodoviários. Constatou-se a influência da densidade e da composição mineralógica dos solos tropicais com propriedades magnéticas, na determinação da permissividade dielétrica e, por conseguinte, na estimativa da umidade, reafirmando a necessidade de calibrações específicas para este tipo de solos. Confirmou-se como as propriedades elétricas do solo são variáveis dinâmicas que podem mudar consideravelmente dependendo, principalmente, do teor de umidade, sem negligenciar a influência da textura, densidade e composição mineralógica. Por fim, a técnica GPR mostrou-se como uma alternativa promissora, com precisão satisfatória na avaliação da umidade e sensibilidade para monitorar mudanças no teor de umidadeAbstract: Studies show that the rapid deterioration and unsatisfactory performance of road pavements are related to the variation and excessive accumulation of moisture in the subgrade and in the constituent layers. The application of electromagnetic techniques that monitor the behaviour and the action of water inside the pavement, depends on calibration models that consider the physical, mineralogical and geotechnical characteristics of the soil when compacted. The present work aims to establish a method to determine calibration models that allow relating the electrical properties of tropical soils with the variation of moisture content. Deformed samples from different soils were collected in road works and subjected to physical characterization, compaction tests and chemical analysis. The TDR technique was used with low-cost probes and calibration columns for the acquisition of dielectric permittivity and electrical conductivity during the monitoring of moisture loss in compacted soil samples. Calibration models were developed according to semi-theoretical and empirical approaches. The proposed method was validated by verifying the performance of the models in the prediction of moisture content in relation to the value obtained by the gravimetric method with oven drying. The application of the different models with GPR data was also evaluated. The results showed that, through standardized and reproducible procedures in the laboratory using the TDR technique, it is possible to determine calibration models that meet the technical and precision requirements for moisture control in the subgrade of road pavements. The influence of the density and mineralogical composition of tropical soils with magnetic properties was verified in the determination of dielectric permittivity and, therefore, in the estimation of moisture, reaffirming the need for specific calibrations for this type of soils. It was found that the electrical properties of the soil are dynamic variables that can change considerably depending, mainly, on the moisture content, without neglecting the influence of the texture, density and mineralogical composition. Finally, the GPR technique proved to be a promising alternative, with satisfactory accuracy in moisture assessment and sensitivity to monitor changes in moisture contentDoutoradoTransportesDoutor em Engenharia Civil[s.n.]Françoso, Maria Teresa, 1963-Almeida, Luiz Carlos deMatsura, Edson EijiGandolfo, Otávio Coaracy BrasilFerreira, Marcos Antonio GarciaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASPizarro Marchena, Irving Jorhany, 1976-20212021-05-19T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (171 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641674PIZARRO MARCHENA, Irving Jorhany. Modelos de calibração para o uso de técnicas eletromagnéticas na avaliação e monitoramento da umidade em solos tropicais compactados. 2021. 1 recurso online (171 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641674. 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