Estudo do comportamento de um solo mole tratado com cal, visando seu uso em fundações superficiais

Abstract

Neste trabalho foi analisada a melhoria nas características de um solo mole quando tratado com cal, bem como a viabilidade técnica de se utilizar este novo material como uma camada suporte de fundações superficiais. O solo estudado classifica-se pedologicamente como Gley Húmico e a jazida localiza-se no município de Canoas/RS, às margens da BR 386. O trabalho teve as seguintes finalidades: realizar um estudo da influência dos diferentes teores de cal sobre as características tensão x deformação do solo tratado; verificar o ganho de resistência com o tempo de cura; modelar o comportamerito tensão x deformação do material tratado; realizar simulações numéricas, através do Método dos Elementos Finitos, do comportamento carga x recalque de fundações continuas flexíveis assentes sobre o novo material. Adotou-se o teor ótimo de cal (obtido pelo método de Eades & Grim, 1966) de 9% e dois valores inferiores de 7% e 5%. Realizaram-se os seguintes ensaios sobre o solo natural e as misturas de solo-cal: limites de Atterberg, compactação, granulometria, difratograma de raio X, permeabilidade (triaxial) e ensaios triaxiais adensados não drenados(CIU). Todos os ensaios foram realizados para três tempos de cura (7, 28 e 90 dias) e os corpos de prova foram curados em câmara úmida. Para modelar o comportamento tensão x deformação do solo melhorado, adotou-se o Modelo Hiperbólico e para o solo natural o Modelo Cam-Clay Modificado. O Modelo Hiperbólico foi implementado no software CRISPSO, desenvolvido na Universidade de Cambridge, Inglaterra. O software foi utilizado em um estudo paramétrico para determinar a influência do processo de estabilização no comportamento carga x recalque de fundações superficiais. Dos resultados obtidos, concluiu-se: que o método de Eades & Grim (1966) não mostrou-se adequado para determinação do teor ótimo de cal; houve, de maneira geral, melhora nas características físicas com o tratamento com cal; não houve ganho de resistência com o tempo de cura; o modelo hiperbólico representou bem o comportamento das misturas de solo cal e a colocação de uma camada de solo tratado apresenta melhoras no comportamento carga x recalque de fundações superficiais contínuas flexíveis.

This work analyses the improvement characteristics of a soft soil, when treated whit lime, in order to evaluate the technical viability of using this new material as a layer which supports shallow foundations. The studied soil is pedologicaly classified as gley humic and its borrow place is found near the city of Canoas, Rio Grande do Sul State, next to autoroute BR- 386. The work has the following objectives: to study the influence of different amounts of lime on the stress-strain characteristics of treated soil; to verify the strength increase with time; to model the stress-strain behavior of the treated material; to execute a numerical simulation of flexible continuas shallow foundation placed above a layer of the treated material throug the use of Finite Element Method. The Optimum Lime Content adopted was 9% (using Eades & Grim Method, 1966), being also studied the lime contents of 7% and 5%. The f ollowing tests were executed to characterize the natural soil, as well as, the mixture lime-soil: Atterberg limits, campaction, particle size distribution, X-ray difratogram, permeability and consolidated undrained triaxial (CIU). All tests were executed for three times of curing ( 7 , 28 and 90 days), in a wet chamber with controlled humidity. To model the stress-strain behavior of the improved and natural soil, were adopted, respectivelly the Hyperbolic sindthe Modified Cam-Clay Models. The Hyperbolic Model was introduced in the software CRISPSO, developed by the researchers of the University of Cambridge and used in this work. This software was used in a parametrical study to define the influence of the stabilizing process in the behavior of shallow foundation. From the obtained results, its was possible to be concluded that: Eades & Grim method (1966) was nat adequate to the determination of optimum lime content; Physical characteristics of the material were improved with the addition of lime; strength of material was not increased with the curing in wet chamber; Hyperbolic Model represents fairly well the stress-strain behavior of the improved material and the placing of treated soil layer below a shallow foundation causes visible improvement in the results of the load x displacement responser.