Estudo do efeito combinado da estrutura e da sucção sobre o comportamento mecânico de solos não saturados

Abstract

O presente trabalho refere-se ao estudo do efeito combinado da estrutura e da sucção sobre o comportamento mecânico de dois solos no estado não saturados, um predominantemente argiloso e outro arenoso. As amostras ensaiadas foram reconstituídas com os teores de cimento variando de 0 a 4 %. Foram realizados os ensaios de caracterização físico-química, mineralógica dos solos sem mistura, análise da micromorfológica, ensaio de adensamento edométrico incremental em corpos-de-prova indeformados sob diferentes trajetórias de umedecimento e reconstituídos com os teores de cimento Portland nas percentagens supracitadas, ensaio de triaxial adensado drenado saturado, curva característica de retenção da água no solo, adensamento com sucção e deformação controlada e triaxial com sucção e deformação controlada. Para a execução deste último foi desenvolvido o projeto e posterior construção de uma célula triaxial com sucção controlada. Como conclusões têm-se que: (i) as etapas de aplicação de sucção e compressão, do ensaio CRSS, aparentemente diminuem a porosidade do solo argiloso; (ii) a adição de cimento provoca uma alteração da estrutura dos solos e diminuição da porosidade; (iii) a tensão de pré-adensamento e o escoamento a baixas tensões aplicadas é crescente, na maioria das vezes, com o aumento da percentagem de cimento para os dois solos; (iv) a granulometria e o teor de cimento alteram o comportamento de compressão e de ruptura dos corpos-de-prova; (v) os corpos-deprova do solo argiloso com as percentagens de cimento de 0 e 1 % e de 2 para 3 % tendem a apresentar tensões de pré-adensamento crescentes, porém, muito próximas; (vi) as amostras naturais dos solos predominantemente argiloso e arenoso são colapsíveis e expansíveis, sob inundação, a altas e baixas tensões aplicadas, respectivamente; (vii) o índice de compressão é crescente com o aumento da sucção, a não ser nos casos em que houveram a presença de escoamento a baixas tensões aplicadas; (viii) os corpos-de-prova dos dois solos possuem um comportamento bimoldal; (ix) o escoamento na curva de compressão é devido, provavelmente, a quebra das ligações entre-agregados ocasionada pela compressão e conseqüente saturação dos macroporos dos corpos-de-prova reconstituídos; (x) Para diferentes tensões de confinamento, a cimentação aumenta a coesão e não altera o ângulo de atrito.; (xi) os valores do ângulo de atrito dos corpos-de-prova ensaiados na célula triaxial com sucção controlada são menores que os apresentados pelas amostras sem sucção; (xii) a célula triaxial com sucção controlada apresentou desempenho adequado, permitindo a realização de ensaios triaxiais com sução controlada.

This work refers to study the combined effect of the structure and suction on the mechanical behavior of two soils in the unsaturated state, a predominantly sandy clay and others. The test samples were reconstructed with cement contents ranging from 0 to 4%. We performed the tests of physical-chemical, mineralogical soil without mixing, the micromorphological analysis, testing of incremental densification edometer sample under different test undisturbed trajectories of wetting and reconstituted with the contents of Portland cement in the percentages above, test of triaxial drained dense saturated characteristic curve of water retention in soil compaction with suction and controlled deformation and triaxial with suction and deformation controlled. To implement the latter has developed the project and subsequent construction of a triaxial cell with controlled suction. As findings are that: (i) the steps of applying suction and compression, the test CRSS apparently decrease the porosity of clay soil, (ii) the addition of cement causes a change in soil structure and reduced porosity, (iii) the strain of pre-compaction and flow at low voltages applied is increasing, most of the time, with increasing percentage of cement for the two soils, (iv) the size and amount of cement affect the behavior of compression and collapse of soils-test (v) the soils-proof clay soil with cement percentages of 0 and 1 and 2% to 3% tend to stress the pre-consolidation increasing, but very close; (vi) the natural samples of predominantly clay soil and sandy Collapsibles and are expandable under flooding, high and low voltages applied, respectively, (vii) the compression index increased with increasing suction, except in cases there have been the presence of flow at low voltages applied, (viii) sample of the two test soils have a behavior bimoldal, (ix) the flow in the compression curve is probably due to breaking the links between household- caused the compression and consequent saturation of the macropores of soils-proof restored; (x) for different strains of confinement, cementation increases the cohesion and does not change the angle of friction; (xi) the values of friction angle of soils-test samples in triaxial cell with controlled suction are smaller than those presented by the samples without suction, (xii) a triaxial cell with controlled suction performance was adequate, allowing the testing triaxial tests with controlled suction.