Construção de célula triaxial cúbica para avaliação da resposta multiaxial de uma areia cimentada

Abstract

Solos que não apresentam propriedades mecânicas satisfatórias para determinadas aplicações podem melhorá-las a partir de cimentação artificial. Este tipo de material, devido à fabricação por meio do processo de compactação, pode apresentar comportamento anisotrópico. Para uma melhor análise do comportamento deste material, foi desenvolvido um triaxial cúbico ou triaxial verdadeiro. Esse dispositivo tem a capacidade de aplicar a corpos de prova cúbicos uma infinidade de condições de tensões. Desta forma, pode-se estudar com obstinação a influência da tensão intermediária e a anisotropia em solos cimentados. O aparato demonstrou resultados similares de ângulo de atrito e coesão comparado com amostras de triaxial convencional. Ao realizar os estudos, o material de análise utilizado foi a areia de Osório cimentada por Cimento Portland CP V – ARI, assim, observa-se que a resistência à compressão simples paralela à compactação 17% maior do que a perpendicular a ela. Para as análises de triaxial cúbico, foram usados quatro tipos de amostras, uma sem cimentação, outros dois teores de cimentações e, por fim, duas durações de cura. Nas análises de triaxial cúbico, anisotropia é observada, e a mesma é vista também em outras relações com a tensão intermediária e em ensaios de extensão. Com esse experimento, observa-se um aumento relativo ganho da resistência nos eixos perpendiculares com a adição da cimentação quando comparado com a direção paralela à compactação. Os resultados foram comparados com os modelos de Mohr-Coulomb, Lade e William-Warkne, e estes apresentaram uma superestimativa de resistência para compressões na direção perpendicular à compactação.

Soils that do not have satisfactory mechanical properties for certain applications can improve them using artificial cement. This type of material, due to the manufacture through the compaction process, can present anisotropic behavior. For a better analysis of the behavior of this material, a cubic triaxial or true triaxial was developed. This device has the ability to apply a multitude of stress conditions to cubic specimens. In this way, the influence of intermediate stress and anisotropy in cemented soils can be studied obstinately. The apparatus showed similar results of friction angle and cohesion compared to conventional triaxial samples. When carrying out the studies, the material used for analysis was Osório sand cemented by Portland Cement CP V - ARI, thus, it is observed that the simple compressive strength parallel to the compaction is 17% greater than the perpendicular to it. For the cubic triaxial analyses, four types of samples were used, one without cement, another two cementing levels and, finally, two curing durations. In cubic triaxial analyses, anisotropy is observed, and the same is also seen in other relationships with intermediate stress and in extension tests. With this experiment, a relative increase in strength gain is observed in the perpendicular axes with the addition of cement when compared to the direction parallel to compaction. The results were compared with the Mohr-Coulomb, Lade and William-Warkne models, and these showed an overestimation of strength for compressions in the direction perpendicular to compaction.