1,721,282 research outputs found
Enhancing bearing capacity of shallow foundations through cement-stabilised sand layer over weakly bonded residual soil
No full textThe addition of a soil–cement reinforcement layer is an alternative to improve the bearing capacity of shallow foundations on weak soils. Recent research with small-scale tests highlighted the influence of the soil–cement layer’s geometry and tensile strength in bearing capacity prediction of footings resting on treated layers. This work presents the evaluation of field static load tests of circular steel footings resting on soil–cement layers above a weak residual soil. Results showed on the one hand that traditional methods for predicting bearing capacity in homogeneous soils could be applied when the foundation and reinforcement layer are expected to punch together into the weakly bonded residual soil, without the failure of the reinforcement layer until some prescribed load. On the other hand, methods for continuous double-layer systems could be used where the reinforcement layer is expected to fail before reaching the prescribed load. The failure mode could be predicted by calculating the maximum tensile stress at the bottom of the reinforcement layer at the prescribed foundation load. An equation for this purpose was suggested and successfully tested against real-size field test results. Finally, analytical solutions for determining the bearing capacity were effective in foreseeing the field values.Fil: Consoli, Nilo Cesar. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; BrasilFil: Batista Moreira, Eclesielter. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; BrasilFil: Festugato, Lucas. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; BrasilFil: Caballero, Ricardo Daniel. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; Brasil. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica; ArgentinaFil: Foppa, Diego. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; BrasilFil: Ruver, Cesar Alberto. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; Brasi
Industrial wastes utilization in the stabilization of a sandstone residual soil
No full textAtualmente, os processos produtivos têm passado por amplas reavaliações no sentido de tomá-los sustentáveis, sob os mais distintos aspectos, de maneira a permitir-lhes a satisfação das demandas sócio-econômicas às quais se propõem, com respeito à outros fatores importantes como a preservação do meio ambiente, no qual estão inseridos. Este estudo trata sobre a utilização e aproveitamento de resíduos industriais no processo de estabilização físicoquímica de um solo residual de arenito da formação Botucatu, buscando-se a determinação das propriedades de engenharia do novo material, com ênfase àquelas relacionadas às características de deformação e resistência. No presente trabalho, a partir de um programa experimental que incluiu ensaios de resistência à compressão simples e diametral, ensaios triaxiais drenados (CID) e não-drenados (CIU) com medição interna de deformações axiais, e microscopia eletrônica de varredura, um solo residual teve seu comportamento mecânico investigado, frente à variação de variáveis como o nível de tensões efetivas médio inicial (p.i = 20, 60 e 100 kPa), o grau de cimentação (representado pelas quantidades de resíduos presentes nas misturas), a influência das condições de compactação (resultando em distintos arranjos micro-estruturais) e as condições de drenagem. Os resultados mostraram que o comportamento das misturas, em relação à resistência ao cisalhamento, foi influenciado em maior ou menor grau por todas as variáveis investigadas. As características de deformabilidade não pareceram ser afetadas, de maneira significativa, pela alteração das condições de drenagem. Os resíduos estudados apresentaram excelente potencialidade de utilização, na estabilização físico-química do solo residual.Nowadays, the production processes have been largely re-examined in order to become them sustainable, under several aspects, and allowing them the fulfillment of their own socioeconomic demands, respecting other important factors like the protection of the environment in which they are inserted. This research deals with the utilization of industrial wastes in the physico-chemical stabilization of a sandstone residual soil that belongs to a geotechnical formation named Botucatu, searching for the determination o f the engineering properties of the new materiais, emphasizing the ones related to deformation and shear strength characteristics. In this current work, a residual soil did have your mechanical behavior investigated, through an experimental programme composed of unconfined compressive and indirect tensile tests, drained (CID) and undrained (CIU) triaxial tests with local axial strain measurements and scanning electron microscopy. The investigated variables were the initial average effective stress levei (pi = 20, 60 e 100 kPa), the cementation level (defined by waste quantities present in the mixtures), the influence of the compaction conditions (resulting in distinct microstructural arrangements) and the drainage conditions. The results have shown that the shear strength behavior of the mixtures was influenced in some degree by all the investigated 'lariables. The deformability characteristics did not seem to be affected, in a significant extent, by the change of the drainage conditions. The wastes studied in this research did show excellent utilization potential, in the physico-chemical stabilization of the residual soil
Fly ash - carbide lime blends : durability, tensile and compressive strength
No full textAssunto cada vez mais em pauta nos foros nacionais e internacionais e nas comunidades ao redor do mundo, a questão ambiental tem sido a grande responsável pela geração de produtos novos. A construção de obras de infraestrutura é um dos maiores consumidores de recursos naturais, gerando uma enorme quantidade de resíduos, acaba também por ser um setor causador do impacto ambiental. Tais resíduos, se descartados de maneira incorreta geram problemas ambientais, em contraponto o descarte em aterros sanitários tem um custo bastante elevado. Partindo dessas premissas, buscar a utilização de resíduos como matéria prima para a indústria da construção de obras de infraestrutura é o objetivo global desta pesquisa, visando benefícios ambientais e econômicos. Para tal, foram utilizados a cinza volante, obtida através da queima do carvão nas termelétricas e rica em sílica e alumina e a cal de carbureto, oriunda da produção do gás acetileno e que possui grande quantidade de óxido de cálcio. Através de ensaios de laboratório, busca-se nesta pesquisa avaliar a influência da quantidade de cal e da porosidade, isoladamente, na durabilidade, resistência à tração e resistência à compressão e a relação resistência à tração/resistência à compressão, objetiva-se ainda avaliar a utilização do parâmetro porosidade/teor volumétrico de cal na estimativa de resistência e verificar a existência de uma relação única para este parâmetro versus a perda de massa acumulada/número de ciclos. Para isto, foram escolhidos os pesos específicos aparentes secos de 10,6, 11,6 e 12,6 kN/m³ com os respectivos teores de umidade de 36,6%, 31,3% e 25 %, sendo os teores de cal de carbureto adotados de 5, 8 e 11%. Todas as amostras foram curadas por um período de 28 dias em câmara úmida a 23°C. Os resultados apontam que o incremento da quantidade de cal e do peso específico aparente seco provocam aumentos na resistência à tração por compressão diametral, na resistência à compressão simples e na durabilidade da mistura. A utilização de um expoente como ajuste para a relação porosidade/teor volumétrico de cal [η/( ) , ] apresentou-se adequada para a formulação de equações para a previsão da resistência do material cimentado e para a estimativa da perda de massa acumulada/número de ciclos. Além disso, a existência de relações únicas para o controle da resistência à tração na compressão diametral e da resistência à compressão simples em função da porosidade e teor volumétrico de cal mostraram-se úteis para as formulações de dosagem.The environmental issue is increasingly been responsible for the generation of new products. Infrastructure construction is one of the largest consumers of natural resources. Looking for the use of industrial residues as material for the construction industry is the overall objective of this research, aiming at environmental and economic benefits. For this, present study has used fly ash (obtained by burning coal in thermoelectric power plants) and carbide lime (originated from the production of acetylene gas) to fabricate a novel material. Through laboratory tests, one aim in this research was to evaluate the influence of the amount of lime and porosity of the blend on durability, splitting tensile strength and unconfined compressive strength, as well as on tensile/compressive ratio. Another objective was to further evaluate the use of the porosity/lime index in the estimation of strength and checking for a unique relationship for this parameter versus accumulated loss of mass/number of cycles. For such study were chosen dry unit weights of 10.6 kN/m³, 11.6 kN/m³ and 12.6 kN/m³ with the respective moisture contents of 36.6%, 31.3% and 25.0% and carbide lime contents of 5%, 8% and 11%. All samples were cured for a period 28 days in a moist chamber at 23°C. The results show that increasing dry unit weight and the amount of carbide lime cause increases in durability and splitting tensile and unconfined compressive strength of the studied blends. The use of an exponent as an adjustment to the porosity/lime index [η/( ) . ] showed to be appropriate for formulating equations for predicting the strength of cemented material and to estimate the accumulated loss of mass/number of cycles. Furthermore, the existence of unique relationships for the control of splitting tensile tests and unconfined compression strength as a function of porosity and volumetric lime content proved useful for the dosage formulations
Análise de diferentes configurações de diâmetro de estacas em blocos de fundações : comparativo de custos
Full text linkA competitividade entre empresas tem continuamente crescido com o tempo. Na Engenharia Civil torna-se necessário que projetos sejam bem elaborados, não só quanto ao atendimento de normas e capacidade estrutural, mas também se esperam análises de viabilidade e custos das diversas soluções nos projetos. Este trabalho analisa como a escolha do diâmetro de estacas em blocos de fundação impacta no custo das fundações. As estacas em estudo são as escavadas mecanicamente, com diâmetro variando de 30 a 70 cm. Foram coletados dados de carregamentos de um edifício e sondagens deste terreno. Através dos métodos semiempíricos, definiu-se a capacidade estrutural das estacas e pode-se analisar todas as possibilidades de estaqueamento dos carregamentos de cada ponto de carga. Para cada uma das possibilidades se realizou os cálculos dos blocos de fundação. Através de uma pesquisa de preço de execução e materiais das estacas e dos blocos de fundação, comparou-se os custos de cada solução com diferentes diâmetros de estaca. O resultado deste trabalho foi a constatação que blocos de fundação com poucas estacas de diâmetro grande tendem a apresentar menor custo de execução que blocos com maior número de estacas de menor diâmetro
Cimentação introduzida sob tensão : compreendendo a importância do índice de vazios de formação da estrutura no comportamento mecânico de solos cimentados
Full text linkO trabalho apresenta uma simulação em laboratório da formação de um depósito sedimentar cimentado utilizando amostras artificialmente cimentadas. Na simulação é demonstrado a importância da variação do nível de cimentação e do índice de vazios de formação da cimentação no comportamento mecânico de solos cimentados. Para isso, foram realizados ensaios de compressão isotrópica em amostras artificialmente cimentadas curadas em diversas tensões confinantes entre 0 e 2 MPa e com diferentes teores de cimento. As amostras foram primeiramente adensadas em diferentes tensões de confinamento ao longo da linha de compressão virgem do solo não cimentado e curadas após o adensamento. Cada tensão confinante de cura representa uma diferente profundidade ao longo de um depósito fictício. Carregamentos isotrópicos foram então aplicados após a cura das amostras de forma a avaliar a contribuição da cimentação na resistência do solo durante o carregamento, bem como a variação da tensão de plastificação isotrópica em função do índice de vazios e teor de cimento. Na seqüência foram realizados ensaios triaxiais CID em amostras curadas com tensão confinante entre 50 e 500 kN/m2 de forma a analisar as modificações dos parâmetros de resistência e deformabilidade com a profundidade do depósito simulado. Os mesmos ensaios também possibilitaram avaliar separadamente a influência das tensões confinantes utilizadas durante o cisalhamento e o índice de vazios de formação da estrutura cimentante no comportamento tensão-deformação do solo cimentado. Conjuntamente, resultados de amostras não cimentadas cisalhadas sob diferentes índices de vazios e tensões confinantes foram comparados com os de amostras cimentadas para determinação do ganho de resistência e rigidez com a cimentação, e obter qualitativamente a influência da densidade de cura e tensão confinante na resistência adicional proporcionada pela matriz cimentante. Os resultados da simulação mostraram que há expansão da superfície de plastificação e aumento do valor de coesão com a profundidade, enquanto que os valores de ângulo de atrito permanecem inalterados. A desconsideração da expansão de superfície de plastificação e aumento de coesão com a profundidade no projeto geotécnico pode resultar, conforme o caso, numa superestimativa ou subestimativa da resistência e deformabilidade do solo.The work simulates, in laboratory, the formation of a cemented sedimentary deposit using artificially cemented specimens. The work demonstrates the importance of the void ratio during the formation of the cementation structure and also the degree of cementation on the mechanical behavior of cemented soils. Isotropic compression tests were carried out on artificially cemented specimens of different cement contents cured under confining stresses between 0 and 2 MPa. The samples were firstly consolidated under different confining stresses on the normal compression line of the uncemented soil and were then allowed to cure after the consolidation. Each confining stress during curing represents a different depth of a fictitious deposit. Isotropic compression was applied after curing to analyse the contribution of the cementition bonds to the soil resistance during the compression along with the variation of the isotropic yield stress as a function of the void ration and cement content. Drained triaxial tests (CID) were also carried out with samples cured under confining stress between 50 and 500 kN/m2 to analyse the changes in the resistance and stiffness parameters with depth of the fictitious deposit. The effects on the mechanical behaviour of the cemented soils of the confining stress applied during the shearing and the void ratio during the formation of the cementation bonds were also analysed separately with the same triaxial tests. Results of uncemented specimens sheared under different confining stresses and void rations were compared with the results obtained for cemented samples to determine the increase of resistance and stiffness with the cementation, and also to obtain the influence of curing density and the confining stresses on the additional resistance provided by the bonds. The results of this simulation showed that there is expansion of the yield surface, increase in the cohesion intercept and no change in the friction angle with depth. Depending on the particular geotechnical project, the expansion of the yield surface and the increase in cohesion intercept with depth could result in either an underestimation or overestimation of the resistance and stiffness of the soil
Capacidade de carga em estacas de fundação: comparação entre métodos de dimensionamento e resultados de provas de carga
Full text linkA engenharia de fundações tem como maior desafio a previsão de capacidade de carga de estacas. Sendo as fundações a base de qualquer edificação, é a que mais carece na certeza de seus valores. O motivo desta incerteza é o uso das correlações empíricas que relacionam diretamente o resultado do SPT com a capacidade do elemento de fundação. Estas correlações foram originalmente feitas para certo solo, que não é representativo de todo o solo brasileiro. Este trabalho procura verificar a acurácia dos resultados de alguns métodos de dimensionamento. Isto será verificado através 625 resultados de provas de carga que compõem o banco de dados do trabalho. Dentre estas, 574 são dinâmicas e 51 estáticas. Para a carga total das estacas hélice contínua, chegou-se à conclusão que os métodos Decourt-Quaresma e UFRGS possuem os valores mais próximos da realidade, o método Teixeira é o mais conservador e o Aoki-Velloso como o mais arrojado. Tanto para as estacas pré-moldadas de concreto quanto para as metálicas, elas possuem um conservadorismo geral entre as 4 metodologias de dimensionamento. Já as estacas raiz possuem uma boa aproximação da realidade
Mejoramiento de un suelo granular por activación alcalina de residuos de vidrio y cal cáscara de huevo
No full textUno de los mayores retos a los que se enfrenta la sociedad, a la hora de evitar la degradación ambiental y la contaminación de las fuentes de agua y del suelo, es la correcta disposición de los residuos. La posibilidad de utilizar residuos como materia prima ha sido una de las principales acciones, económica y ecológicamente viable, adoptadas para la reutilización del material reciclado y su inserción en la cadena productiva. Los residuos de vidrio son residuos sólidos normalmente disponibles cerca de los centros urbanos, clasificados como inorgánicos, que pueden provenir de diferentes actividades. La cal utilizada en esta investigación se produce a partir de la calcinación de residuos de cáscara de huevo del sector alimentario, como material sustituto de la cal convencional como la calcita o la cal dolomítica, cuyos procesos de extracción están generando altos impactos socioambientales. Por otro lado, los cementos alcalinos han surgido recientemente como material alternativo y sustituto de los cementos convencionales como el cemento Portland, teniendo en cuenta las grandes limitaciones que enfrenta actualmente esta industria. Estos cementos activados por álcalis se caracterizan por sus bajas emisiones de CO2 y consumo energético en su proceso productivo, además de la posibilidad de incluir residuos y subproductos de diversas industrias como precursores y activadores para su fabricación con respuestas mecánicas a materiales tradicionales. En este contexto, el presente estudio evaluó el uso potencial de la combinación de vidrio de desecho triturado (GWG) y una cal alternativa obtenida de la calcinación de la cáscara de huevo para la producción y optimización de un cemento activado por álcalis con hidróxido de sodio (NaOH) y silicato de sodio (Soluciones de Na2SiO3) en términos de resistencia a la compresión. Posteriormente, se evaluó la aplicabilidad de este ligante en el mejoramiento del suelo granular mediante la técnica Posteriormente, se evaluó la aplicabilidad de este ligante en el mejoramiento del suelo granular mediante la técnica del suelo artificialmente cementado, evaluando el efecto de la densidad, la resistencia y la rigidez inicial del suelo granular. Los resultados de la investigación definen la metodología para la producción de la cal alternativa (cal viva y cal hidratada) cuyas especificaciones cumplen con los estándares normativos para su uso en la estabilización de suelos. La dosificación óptima entre precursores y activadores se define mediante la metodología estadística de superficie de respuesta del ligante alcalino. Para diferentes tiempos de curado (7 y 28 días), se evidenció el efecto creciente cuadrático y lineal de la resistencia y rigidez del suelo granular tratado con el aumento de la densidad de compactación y el contenido de aglutinante, respectivamente. Por otro lado, se determinó un mejor desempeño mecánico al aumentar la humedad de compactación, principalmente a los 7 días de curado. Sin embargo, la variación de la humedad de la compactación del suelo a los 28 días no mostró una significación estadística en la respuesta mecánica.Um dos maiores desafios enfrentados pela sociedade, quando se trata de evitar a degradação ambiental e a contaminação das fontes de água e do solo, é a correta destinação dos resíduos. A possibilidade de utilizar resíduos como matéria-prima tem sido uma das principais ações, econômica e ecologicamente viáveis, adotadas para a reutilização do material reciclado e sua inserção na cadeia produtiva. Os resíduos de vidro são materiais sólidos normalmente disponíveis perto dos centros urbanos, classificados como inorgânicos, que podem vir de diferentes atividades. A cal utilizada nesta pesquisa é produzida a partir da calcinação de resíduos de casca de ovo (CO) do setor alimentício, como material substituto da cal convencional, como a cal calcitica ou a cal dolomítica, cujos processos de extração são altamente geradores de impactos sócio-ambientais. Por outro lado, os cimentos alcalinos surgiram recentemente como um material alternativo e substituto dos cimentos convencionais, como o cimento Portland, levando em conta as principais limitações que esta indústria enfrenta atualmente. Estes cimentos álcali-ativados têm se caracterizado por suas baixas emissões de CO2 e consumo de energia em seu processo produtivo, além da possibilidade de incluir resíduos e subprodutos de várias indústrias como precursores e ativadores para sua fabricação com respostas mecânicas comparáveis aos ligantes tradicionais. Neste contexto, o presente estudo avaliou a potencial utilização da combinação de resíduos de vidro moído (RVM) e uma cal alternativa obtida a partir da calcinação da casca do ovo para a produção e otimização de um cimento álcali-ativado com soluções de hidróxido de sódio (NaOH) e silicato de sódio (Na2SiO3) em termos da resistência à compressão. Posteriormente, foi avaliada a aplicabilidade deste ligante no melhoramento de um solo granular através da técnica de solo artificialmente cimentado, avaliando o efeito da densidade, conteúdo de ligante e humidade de compactação na resistência e rigidez inicial do solo granular. Os resultados da investigação definem a metodologia para a produção de cal alternativa (cal viva e cal hidratada) cujas especificações cumprem os padrões normativos para a sua utilização na estabilização do solo. A dosagem ótima entre precursores e ativadores foi determinada através da metodologia estatística de superfície de resposta do ligante alcalino. A inclusão deste ligante ótimo como agente químico para melhorar o solo granular, independentemente do tempo de cura (7 e 28 dias), evidenciou um efeito quadrático e linear de aumento da resistência e rigidez das misturas compactadas com o aumento da densidade de compactação e do conteúdo de ligante alcalino, respectivamente. Por outro lado, o melhor desempenho mecânico foi determinado com o aumento da umidade de compactação principalmente aos 7 dias de cura. No entanto, a variação da humidade de compactação do solo aos 28 dias não mostrou uma significância estatística na resposta mecânica.One of the greatest challenges facing society, when it comes to avoiding environmental degradation and the contamination of water sources and soil, is the correct disposal of waste. The possibility of using waste as raw material has been one of the main actions, economically and ecologically viable, adopted for the re-use of recycled material and its insertion in the production chain. Glass waste is a solid waste normally available near urban centres, classified as inorganic, which can come from different activities. The lime used in this research is produced from the calcination of eggshell waste from the food sector, as a substitute material for conventional lime such as calcite or dolomitic lime, whose extraction processes are highly generating socio-environmental impacts. On the other hand, alkaline cements have recently emerged as an alternative and substitute material to conventional cements such as Portland cement, taking into account the major limitations currently faced by this industry. These alkali-activated cements are characterized by their low CO2 emissions and energy consumption in their production process, in addition to the possibility of including waste and sub-products from various industries as precursors and activators for their manufacture with mechanical responses comparable to traditional materials. In this context, the present study evaluated the potential use of the combination of ground waste glass (GWG) and an alternative lime obtained from eggshell calcination for the production and optimization of an alkaliactivated cement with sodium hydroxide (NaOH) and sodium silicate (Na2SiO3) solutions in terms of compressive strength. Subsequently, the applicability of this binder in the improvement of a granular soil by means of the artificially cemented soil technique was evaluated, assessing the effect of density, binder content and compaction moisture on the strength and initial stiffness of the granular soil. The results of the research define the methodology for the production of alternative lime (quicklime and hydrated lime) whose specifications meet the normative standards for its use in soil stabilization. The optimum dosage between precursors and activators is defined by means of the statistical methodology of surface response of the alkaline binder. For different curing times (7 and 28 days), the quadratic and linear increasing effect of the strength and stiffness of the treated granular soil with increasing compaction density and binder content, respectively, was evidenced. On the other hand, better mechanical performance was determined with increasing compaction moisture, mainly at 7 days of curing. However, the variation of soil compaction moisture at 28 days did not show a statistical significance in the mechanical response
Efeito das condições de moldagem no comportamento geomecânico de rejeitos de mineração de ferro cimentados e não cimentados sob baixas e altas tensões de confinamento
No full textThe safety of mining structures has grown in interest after the several dam failures reported worldwide. Filtered tailings have been gaining special attention, considering that they represent a lower‐physical‐risk option compared to conventional or paste tailings. Nevertheless, mining tailings are known to have extremely variable and difficult-to-predict geotechnical behavior/strength parameters; this variability results in several uncertainties associated with the design conception of projects, independently of the storage technique utilized. With that in mind, techniques such as soil stabilization may aid in the improvement and predictability of the geotechnical behavior of mining tailings. Extensive research has been developed for conventional geotechnical materials, such as clays, sands, and silts. However, regarding mining tailings, studies are still scarce, especially studies on the molding conditions and stress state of the mixtures. Thus, this research sought to analyze the influence of different molding conditions [i.e., dry side of the compaction curve, optimum moisture content (max. density), optimum moisture content (red. density), and wet side of the compaction curve] on the geotechnical behavior of both uncemented and cemented iron ore tailings under low (p’ = 300kPa) and high confining stresses (p’ = 3000kPa). To this extent, the following tests were executed: unconfined compressive strength (UCS), initial shear stiffness (G0), hydraulic conductivity, compressibility, axial compression triaxial, and grain breakage analysis. The results have shown that the geomechanical behavior of mining tailings is directly affected by the molding condition. For UCS tests, optimum moisture content (max. density) specimens resulted in the highest strength, followed by optimum moisture content (red. density), dry-side and wet-side ones; however, this behavior was not repeated for stiffness, in which dry-side specimens resulted in the highest values, followed by optimum moisture content (max. density), optimum moisture content (red. density), and wet-side ones. As for permeability tests, the increase in water presence led to a decrease in hydraulic conductivity for all specimens. The same behavior depicted for UCS tests was seen on compressibility tests, in which optimum moisture content specimens resulted in the highest strength and lowest settlement, followed by optimum moisture content (red. density), dry-side and wet-side ones. As for the triaxial testing, the strength results follow the pattern presented for UCS, while the stiffness results alluded to the behavior depicted for G0. Grain size analysis revealed that the most influential factor on the grains breakage of iron ore tailings is the shearing movement of particles and not the consolidation, as reported for conventional soils. Finally, from the data gathered in this research, it was possible to see that the initial molding conditions play a fundamental role in the general mechanical behavior of both cemented and uncemented iron ore tailings.A segurança de estruturas de contenção da área minerária é um tópico de discussão recorrente, que tem sido impulsionado ainda mais após os inúmeros acidentes relacionados com barragens de rejeito. Os rejeitos filtrados vêm ganhando atenção especial por representarem uma opção de menor risco físico em relação aos rejeitos convencionais ou pastosos. No entanto, os rejeitos de mineração ainda são conhecidos pela grave imprevisibilidade no que diz respeito a seu comportamento geotécnico; essa variabilidade resulta em diversas incertezas associadas à concepção dos projetos, independentemente da técnica de contenção utilizada. Assim, técnicas como a estabilização de solo podem auxiliar na melhoria e previsibilidade do comportamento geotécnico dos rejeitos de mineração. Diversas pesquisas vêm sendo desenvolvidas para materiais geotécnicos convencionais, como argilas, areias e siltes. No entanto, em relação aos rejeitos de mineração, os estudos ainda são escassos, principalmente estudos sobre as condições de moldagem e estado de tensão das misturas. Com isso, esta pesquisa buscou analisar a influência de diferentes condições de moldagem [lado seco da curva de compactação, teor de umidade ótimo (densidade máxima), teor de umidade ótimo (densidade reduzida) e lado úmido da curva de compactação] no comportamento geotécnico de rejeitos de minério de ferro não cimentados e cimentados sob baixas (p' = 300kPa) e altas tensões de confinamento (p' = 3000kPa). Para tanto, foram executados os seguintes ensaios: resistência à compressão não confinada (UCS), rigidez inicial (G0), condutividade hidráulica, compressibilidade, compressão axial triaxial e análise de quebra de grãos. Os resultados mostraram que o comportamento geomecânico dos rejeitos de mineração é diretamente afetado pela condição de moldagem. Para os ensaios UCS, as amostras de teor de umidade ótimo (densidade máxima) resultaram na maior resistência, seguidas pelas do teor de umidade ótimo (densidade reduzida), lado seco e do lado úmido; no entanto, esse comportamento não se repetiu para a rigidez, onde os corpos de prova do lado seco apresentaram os maiores valores, seguidos dos teores de umidade ótimos (máxima e reduzida) e do lado úmido. Por sua vez, nos testes de permeabilidade, o aumento da presença de água levou a uma diminuição da condutividade hidráulica para todos os corpos de prova analisados. O mesmo comportamento descrito para os ensaios UCS foi observado nos ensaios de compressibilidade, nos quais os corpos de prova com teor de umidade ótimo (densidade máxima) resultaram na maior resistência e menor deformação, seguidos pelos corpos de prova com teor de umidade ótimo (densidade reduzida), lado seco e lado úmido. Já nos ensaios triaxiais, os resultados de resistência seguem o padrão apresentado para UCS, enquanto os resultados de rigidez aludem ao comportamento descrito para G0. A análise granulométrica revelou que o fator mais influente na quebra dos grãos de rejeitos de minério de ferro é o movimento de cisalhamento das partículas e não a consolidação, como relatado para solos convencionais. Finalmente, a partir dos dados obtidos nesta pesquisa foi possível constatar que as condições iniciais de moldagem desempenham um papel fundamental no comportamento mecânico de rejeitos de minério de ferro cimentados e não cimentados
Melhoria de solos argilosos : influência da concentração de cal e da porosidade na resistência à tração
No full textA melhoria das características dos solos através da incorporação de aglomerantes vem sendo empregada com sucesso em obras de rodovias, fundações superficiais e proteção de taludes. A mecânica das misturas de solo-aglomerante vem sendo estudada desde 1970 com os primeiros ensaios de corpos de prova de solo-cimento. Primeiramente, descobriu-se que as principais variáveis que influenciam o comportamento destas misturas são: teor de umidade, porosidade e teor de aglomerante ou agente cimentante. Pesquisas subsequentes propõem métodos de dosagem baseados na razão vazios/aglomerante, mostrando que é possível obter uma boa estimativa na previsão das resistências à tração e à compressão simples das misturas de solos com aglomerantes através deste fator e que as resistências são relacionadas por um escalar. Para o caso específico do solo residual de arenito Botucatu misturado com cal já existem pesquisas que demonstram a influência das variáveis na resistência à compressão. No entanto faltam dados referentes à resistência à tração. Tais dados possibilitariam a verificação da influência das variáveis na resistência à tração do solo com cal, a validação da razão vazios/cal como fator de estimativa da resistência do solo à tração e a verificação do escalar entre as resistências à tração e compressão. Este trabalho visou a obtenção destes dados e a correlação dos mesmos com os dados obtidos para a resistência à compressão da mistura arenito Botucatu, cinza volante e cal para criação de um método de dosagem racional. As equações obtidas possibilitam atingir uma resistência alvo de projeto tanto pela variação do teor de cimento, quanto da porosidade ou uma combinação entre as duas, de tal modo que se obtenha a resistência pretendida juntamente com a otimização do custo
Estacas carregadas transversalmente: comportamento e dimensionamento quando executadas em solos residuais
Full text linkEste trabalho versa sobre fundações profundas, mais precisamente os elementos estruturais do tipo estacas sob a condição de carregamentos horizontais significativos. A revisão bibliográfica inicia com definições e classificações de tipos de estacas, considerando maior foco no método executivo das estacas escavadas mecanicamente além de um breve capítulo sobre capacidade de carga vertical e horizontal. Em seguida são apresentadas constatações e definições sobre sistemas de classificação de solos, dando ênfase ao final para o sistema de classificação de solos pela origem, que aborda de maneira resumida os processos de formação de solos residuais. São abordadas as peculiaridades e complexidades envolvidas no comportamento de solos do tipo residuais, informando que estes não necessariamente possuem características que se adéquam a modelos de solo previamente definidos, por serem coesivos friccionais. Nesta seção também é caracterizado o solo residual do campo experimental da UPF no norte do estado do Rio Grande do Sul. Todos os parâmetros e características deste solo são definidos através de ensaios de campo e laboratório para posterior utilização na aplicação de método analítico proposto. Foi feita revisão bibliográfica sobre métodos e modelos analíticos para determinação de capacidade de carga lateral de estacas, destacando-se o método de Broms para solos coesivos saturados. Em seguida foi apresentado o programa de pesquisa que engloba provas de cargas lateral em 4 estacas diferentes, realizadas no campo experimental da UPF, todos os resultados pertinentes foram considerados e registrados. Utilizando o método de Broms com algumas adequações, como a substituição do valor da resistência não drenada Su pela resistência a compressão simples do solo dividida por dois (RCS/2), foi feita a análise teórica para as situações do ensaio de provas de carga lateral nas 4 estacas. Todas as considerações geométricas e sobre as propriedades dos materiais foram feitas. A comparação dos resultados obtidos analiticamente pelo método de Broms alterado com os resultados experimentais medidos se mostrou razoavelmente satisfatória no que diz respeito à determinação de carga lateral última das estacas, porém não foi igualmente satisfatória para o cálculo das profundidades onde ocorre o surgimento de rótulas plásticas nas estacas longas flexíveis. O fator que controla o bom desempenho de estacas quanto a carregamentos horizontais é de fato o diâmetro, envolvido na área lateral efetiva de contato com o solo e intimamente ligado à rigidez das estacas pelo momento de inércia da seção
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