Análise da interação interpartículas e do processo de fissuração de um solo expansivo tratado com areia, cal e cinza de casca de arroz

Autor: BEZERRA, Izabela Medeiros de Lima
Přispěvatelé: FERREIRA, Silvio Romero de Melo
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFPE
Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
instacron:UFPE
Popis: os expansivos são solos não saturados que apresentam como característica principal o aumento de volume quando umedecidos e contração quando ressecados. Essa variação volumétrica pode causar vários danos às obras de engenharia. Sendo assim, é necessário fazer a correção do solo disponível no local para que ele se torne estável para a sua utilização. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento reológico e a dinâmica de fissuração de um solo de alta expansividade do município de Paulista/PE e de sua mistura com areia (50%), cal hidratada (5%) e cinza de casca de arroz – CCA (10%). O estudo do comportamento reológico está associado com a interação entre as partículas do solo com o fluido e foi realizado através do ensaio squeeze-flow. Para o processo de propagação de fissuras foi utilizado um aparato que permite monitorar o processo de propagação de fissuras com medida de temperatura, umidade relativa do ar, umidade do solo, além de capturar imagens através de uma câmera. O processamento de imagens foi realizado através do software ImageJ para quantificar os índices geométricos como largura média da fissura, comprimento total da fissura, área fissurada, número de segmentos de fissuras e CIF (razão entre área fissurada e área inicial da amostra). A curva carga versus deslocamento apresenta comportamento elástico, plástico e plástico com endurecimento dependendo da quantidade de água e da consistência do solo e das misturas. Os resultados mostraram que é possível relacionar a umidade com o comportamento do solo observado através dos índices reológicos. A faixa de deslocamento e a intensidade de cada estágio da curva carga versus deslocamento variam de acordo com a composição dos materiais (teores de água e ar, dimensão mínima e máxima das partículas e presença de aditivos). O solo argiloso e as misturas tendem a fissurar mais facilmente com alto teor de água e o potencial de retração e fissuração atenua com a diminuição do teor de água. Os resultados sugerem que a adição de areia, cal ou CCA é um método que possibilita a redução do processo da fissuração por ressecamento devido à interação das partículas do solo com esses materiais que aumenta a resistência ao fissuramento. A propagação de fissuras nas misturas ocorre em forma de “T” ou “Y” em toda a superfície da amostra juntamente com sua contração. Todos os índices geométricos das fissuras aumentaram com a diminuição da umidade e próximo ao fim do ensaio diminuíram, comportamento encontrado no solo natural e nas misturas. O processo de propagação de fissuras devido à secagem desenvolve-se em três estágios de contração: inicial, primário e secundário. No inicial, a amostra perde umidade superficial sem ocorrer contração ou aparecimento de fissuras significativas. O segundo estágio corresponde a fase de maior aumento dos índices geométricos com o tempo devido à redução de umidade. Na contração secundária, há redução dos índices geométricos com o tempo. Expansive soils are unsaturated soils whose main characteristic is volume increase when moistened and shrinkage when dried. This volumetric variation can cause various damages to engineering works. Therefore, soil correction must be made available on site to make it stable for use. The present work aims to evaluate the rheological behavior and cracking dynamics of a highly expansive soil in the city of Paulista/PE and its mixture with sand (50%), hydrated lime (5%) and rice husk ash - CCA (10%). The study of rheological behavior is associated with the interaction between soil particles and fluid and was performed through the squeeze-flow test. For the crack propagation process, an apparatus was used that allows monitoring the crack propagation process with temperature measurement, relative humidity, soil moisture, in addition to capturing images through a camera. Image processing was performed using the ImageJ software to quantify geometric indexes such as average crack width, total crack length, crack area, number of crack segments and CIF (ratio of crack area to initial sample area). The load versus displacement curve exhibits elastic, plastic and hardening plastic behavior depending on the amount of water and the consistency of the soil and mixtures. The results showed that it is possible to relate the humidity with the soil behavior observed through the rheological indexes. The displacement range and intensity of each stage of the load versus displacement curve vary according to the composition of the materials (water and air contents, minimum and maximum particle size and presence of additives). Clay soil and mixtures tend to crack more easily with a high water content and the potential for shrinkage and cracking attenuates with a decrease in water content. The results suggest that the addition of sand, lime or CCA is a method that allows the reduction of the drying cracking process due to the interaction of soil particles with these materials that increases the cracking resistance. The propagation of cracks in the mixtures occurs in the form of "T" or "Y" on the entire surface of the sample together with its contraction. All the geometric indexes of the cracks increased with the decrease in humidity and near the end of the test they decreased, a behavior found in natural soil and in mixtures. The crack propagation process due to drying develops in three contraction stages: initial, primary and secondary. Initially, the sample loses surface moisture without contraction or the appearance of significant cracks. The second stage corresponds to the phase of greatest increase in geometric indices over time due to the reduction in humidity. In secondary contraction, there is a reduction in geometric indices over time
Databáze: OpenAIRE
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