Os provetes moldados para leitura das ondas sísmicas foram depois submetidos a ensaios de compressão diametral ou ensaios brasileiros. O objetivo principal destes ensaios era verificar a homogeneidade dos provetes e rejeitar os que obtivessem uma resistência diferente de 10%.
A partir desses ensaios foi possível avaliar a resistência à tração do solo-cimento compactado. No Quadro 21, apresenta-se as características dos provetes ensaiados. Também se relaciona valores da resistência à compressão uniaxial obtidas nos ensaios de compressão uniaxial com as resistências de tração obtidos nos ensaios brasileiros.
Quadro 21 Relação entre resistência à compressão uniaxial, obtida através dos ensaios de compressão uniaxial e resistência à tração, obtida através dos ensaios brasileiros
γ (kN/m3) C (%) w (%) RCU (kPa) Tensão de Tração (kPa) Tração/Compressão (%)
16,4 2 12 624 70 11.24 17,2 2 12 821 106 12.89 17,9 2 12 1502 144 9.62 1,92 2 12 1873 187 9.96 1,67 3 12 860 107 12.49 1,75 3 12 1168 134 11.49 1,83 3 12 2199 175 7.97 1,92 3 12 2784 300 10.76 1,67 5 12 1384 163 11.76 1,75 5 12 1909 217 11.38 1,83 5 12 3236 374 11.56 1,92 5 12 4292 497 11.58 1,67 7 12 1850 295 15.94 1,75 7 12 2726 380 13.93 1,83 7 12 3976 546 13.74 1,92 7 12 5598 650 11.61
Os resultados obtidos estão de acordo com a literatura consultada, que ajusta para valores da resistência à tração do solo-cimento em torno de 9 a 15% da compressão axial. Obteve-se valores para a resistência à tração, em média, de 11,75% da resistência à compressão uniaxial.
Concluímos a partir desses resultados que a adição de cimento ao solo promove um ganho de resistência à tração diretamente porporcional ao ganho de resistência à compressão uniaxial e que os ensaios brasileiros realizados forneceram valores fiáveis da resistência à tração do solo-cimento compactado.
A Figura 103 apresenta a relação entre à Resistência à Tração e a razão Vv/Vc 0,21. Observa-se um bom coeficiente de ajuste, que indica que esta relação é um bom parâmetro para estimativa e controle da resistência à tração das misturas de solo- cimento compactada.
y = 2E+11x-4.8517 R2 = 0.9521 0 200 400 600 800 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 Vv/Vc0,21 R esi st ê n c ia à T raç ão ( k P a ) 2% 3% 5% 7%
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Conclusões e Investigações Futuras
5.1 Conclusões
A partir da análise dos resultados obtidos, pode-se tirar as seguintes conclusões para as etapas da investigação:
5.1.1 Estudo da resistência à compressão uniaxial perante a variação da porosidade, teor em água e do porcentagem de cimento:
A resistência à compressão uniaxial aumenta exponencialmente com a diminuição da porosidade, o que se reflete na grande influência deste parâmetro na resistência do solo-cimento.
O mecanismo pelo qual a diminuição da porosidade ou aumento da massa volúmica influenciam a resistência à compressão uniaxial está relacionado com o aumento do número de pontos de contato entre as partículas e com o maior intertravamento entre elas. Outro fator que também tem influência é o maior atrito que pode ser mobilizado entre as partículas de solo.
A porosidade também influencia na cimentação do solo-cimento, ou seja, quanto menor a porosidade, mais efetiva será a cimentação. Uma diminuição na porosidade causa um aumento exponencial da taxa de incremento da resistência à compressão uniaxial com o aumento da quantidade de cimento.
A resistência à compressão uniaxial cresce linearmente com o aumento do teor de cimento. A adição de pequenas quantidades de cimento promove ganhos significativos de resistência.
A quantidade de água presente na mistura interfere na resistência à compressão uniaxial do solo-cimento compactado. A resistência aumenta até um valor ótimo da umidade, decrescendo a partir daquele ponto.
O mecanismo pelo qual a umidade afeta a resistência está relacionado com a estrutura conferida ao solo-cimento durante o processo de moldagem. Para o solo
acima do teor ótimo devido à sua estrutura dispersa, sendo que a estrutura do tipo floculada gera dificuldades para a hidratação do cimento.
Da análise dos resultados obtidos, pode-se concluir que para teores baixos de cimento (2 e 3%) a resistência intrínseca da estrutura e o efeito da cimentação se compensam e para teores elevados de cimento (5 a 7%) o efeito cimentação é mais relevante. A taxa de incremento da resistência à compressão uniaxial parece crescer de forma aproximadamente linear até um valor limite, próximo do valor ótimo da umidade, onde a estrutura evolui para dispersa.
A relação Vv/Vc0,21 versus resistência à compressão uniaxial se mostrou bastante adequada para o controle da resistência. Uma diminuição de razão Vv/Vc0,21 implica em um aumento exponencial da resistência.
Foi necessário fatorizar o fator “volume de cimento”, tendo expoente que melhor se ajustou sido de 0,21. Esse expoente indica a baixa sensibilidade do solo à adição de cimento quando comparado com a porosidade. Quanto maior o valor desse índice, melhores serão os resultados referentes ao acréscimo de cimento ao solo.
5.1.2 Medições da sucção
Para este tipo de solo nas condições do ensaio, com grau de saturação médio de 78,6%, a sucção apresentou uma tendência de aumento diretamente proporcional ao aumento de resistência à compressão uniaxial. No entanto, o valor encontrado representa em média 1,1% da resistência do solo-cimento compactado. Portanto, a sucção não é neste caso relevante sobre o valor da RCU, pelo menos, para este grau de saturação.
5.1.3 Determinação do módulo de deformabilidade a partir da deformação
Observa-se um comportamento do módulo de deformabilidade semelhante ao da resistência perante a variação da porosidade, do teor em água e do porcentagem de cimento, isto indica que essas variáveis afetam a rigidez da mesma maneira com que afetam a resistência. Relacionando o módulo de deformabilidade com a razão Vv/Vc0,21 é possível obter um controle da rigidez de maneira semelhante ao da resistência.
deformações e, consequentemente, no valor calculado do módulo de deformabilidade.
5.1.4 Medição das velocidades das ondas S e P com a técnica dos Bender Elements
Para o material utilizado neste trabalho, de elevada rigidez, constatou-se uma grande interferência das ondas P na determinação do tempo de propagação das ondas S. Também se verificou que a análise no domínio dos tempos, com a técnica de primeira chegada da onda de resposta, é mais adequada, para este material, já que a análise no domínio das frequências com a técnica da identificação dos pontos de fase π parece ser de maior complexidade de análise.
O valor do módulo de distorção máximo (Gmáx), ou dinâmico (Gdin), calculado a partir da velocidade de propagação das ondas P, apresentou comportamento similar à resistência e ao módulo de deformabilidade na vertente da variação da porosidade e do porcentagem de cimento, isso indica que estas variáveis influenciam de forma equivalente esses parâmetros. A relação entre Vv/Vc0,21 também se mostrou adequada para controle do Gmáx.
A partir da comparação entre E obtido através da deformação e a partir do Gmáx, pode-se concluir que a rigidez obtida através do Gmáx, isenta de degradação, distingui-se claramente da obtida através da deformação dos LDTs, que apresentavam certa degradação, evidenciando valores em média de 2,5 vezes inferiores àqueles.
5.1.5 Ensaios Brasileiros
O cimento promove ganhos de resistência à tração iguais aos de resistência à compressão uniaxial. A resistência à tração do solo-cimento estudado é igual a 11,75% da resistência à compressão uniaxial em média, o que é consistente com as gamas apresentadas na bibliografia para estes tipos de solos.