Modelos constitutivos de superfície de retenção e de condutividade hidráulica para solos uni e bimodais

Abstract

A consideração do solo na condição não saturada tem sido cada vez mais comum e necessária em problemas de geotecnia. Quanto à modelagem do solo nessa condição, sabe-se que os progressos em sua utilização estão atrelados aos aprofundados estudos e também aos avanços computacionais. Ao considerar a variação volumétrica de um solo, a curva de retenção de água no solo e a curva de condutividade hidráulica não saturada do solo tornam-se propriedades hidráulicas mutáveis e, com isso, estabelecem-se os conceitos de superfície de retenção e de condutividade hidráulica. Esta tese tem como objetivo propor novos modelos constitutivos das superfícies citadas para solos de comportamento unimodal e bimodal. O desenvolvimento inicia-se a partir de um modelo unimodal existente de curva de retenção de água no solo e o modelo bimodal é elaborado a partir do princípio da superposição linear. A sua validação experimental foi executada e, com isso, foi feita uma simulação do fluxo de água nesse solo encontrando e resolvendo a equação diferencial parcial regente do fenômeno. Foi feita, também, a relação entre os modelos uni e bimodal com a distribuição de poros, onde criam-se e validam-se modelos de curva da função frequência acumulada de raios e da função frequência de raios que, por consequência, consolidam o significado físico de alguns parâmetros utilizados. Finalmente, os modelos de superfície de retenção para solos uni e bimodais são criados e também validados com dados experimentais e, durante esse desenvolvimento, o significado físico do parâmetro hidráulico  é consolidado e também é desenvolvida uma expressão analítica para encontrar a pressão de entrada de ar de um solo. Uma formulação analítica para o conceito desenvolvido de superfície de condutividade hidráulica para solos uni e bimodais foi proposta e foi feita sua representação gráfica tridimensional. Durante o desenvolvimento da tese procurou-se apresentar um rigor matemático coerente e representar, com acurácia, o comportamento dos solos nas condições estabelecidas.