Relação entre expansão unidimensional e tensão de expansão em solos expansivos tratados com cal e cinza do bagaço da cana-de-açúcar.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/34766 |
Resumo: | Os solos expansivos, caracterizados por variações volumétricas expressivas em resposta às alterações no teor de umidade, representam um desafio significativo. Ao absorver água, esses solos expandem consideravelmente, podendo gerar danos estruturais devido às forças de elevação resultantes das tensões geradas pela expansão. Para atenuar os problemas associados à variação volumétrica, pode-se empregar a estabilização química do solo expansivo, que envolve a adição de materiais ricos em cálcio e magnésio. Esta pesquisa teve como objetivo investigar o comportamento expansivo de um solo tratado com cal e cinza do bagaço da canade-açúcar (CBCA), com foco na relação entre a tensão de expansão e a expansão unidimensional livre das misturas solo/CBCA/cal. Para esse fim, foram conduzidos ensaios em aparelho edométrico, visando determinar a expansão livre e a tensão de expansão das misturas em estudo. As dosagens avaliadas incluíram 6,5% de CBCA, mantendo a umidade inicial de 19%, variando-se o teor de cal (2%, 3% e 4%) e o peso específico seco de compactação (14, 15 e 16 kN/m³). A metodologia adotada baseou-se na relação porosidade/teor volumétrico de cal (η/Liv) para avaliar a previsibilidade da expansão livre e da tensão de expansão, buscando estabelecer uma correlação entre essas variáveis por meio do η/Liv. Os resultados indicaram tendência de redução tanto na expansão livre quanto na tensão de expansão do solo. Isso ocorreu à medida que houve aumento do teor de cal e valores menores de peso específico seco, demonstrando também redução com o aumento da porosidade. Essa tendência foi semelhante ao analisar o parâmetro η/Liv e corroborada ao analisar o η/(Liv) -0,26, tanto para uma mesma faixa do teor de cal quanto para o peso específico seco. Foram conduzidos testes de Adsorção do Azul de Metileno tanto para o solo sem aditivos quanto para as misturas solo/CBCA/cal. Observou-se redução nos valores médios de CTC com o aumento do teor de cal, correlacionando com a diminuição da expansão vertical livre do solo. A análise estatística utilizando ANOVA e o método MQO confirmou correlações significativas entre as variáveis de tensão de expansão e expansão livre, sendo estatisticamente significativas entre si e diretamente proporcionais, variando conjuntamente com as mudanças no teor de cal e no peso específico seco. Por fim, uma equação parametrizada foi desenvolvida para estabelecer uma relação direta entre os parâmetros de tensão de expansão e expansão livre das misturas solo/CBCA/cal. |
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Relação entre expansão unidimensional e tensão de expansão em solos expansivos tratados com cal e cinza do bagaço da cana-de-açúcar.Relationship between one-dimensional expansion and expansion stress in expansive soils treated with lime and sugarcane bagasse ash.Geotecnia ambientalVariação volumétricaEstabilização químicaPorosidade/teor volumétrico de calEnvironmental geotechnicsVolumetric variationChemical stabilizationPorosity/volumetric lime contentEngenharia Civil.Engenharia Ambiental.Os solos expansivos, caracterizados por variações volumétricas expressivas em resposta às alterações no teor de umidade, representam um desafio significativo. Ao absorver água, esses solos expandem consideravelmente, podendo gerar danos estruturais devido às forças de elevação resultantes das tensões geradas pela expansão. Para atenuar os problemas associados à variação volumétrica, pode-se empregar a estabilização química do solo expansivo, que envolve a adição de materiais ricos em cálcio e magnésio. Esta pesquisa teve como objetivo investigar o comportamento expansivo de um solo tratado com cal e cinza do bagaço da canade-açúcar (CBCA), com foco na relação entre a tensão de expansão e a expansão unidimensional livre das misturas solo/CBCA/cal. Para esse fim, foram conduzidos ensaios em aparelho edométrico, visando determinar a expansão livre e a tensão de expansão das misturas em estudo. As dosagens avaliadas incluíram 6,5% de CBCA, mantendo a umidade inicial de 19%, variando-se o teor de cal (2%, 3% e 4%) e o peso específico seco de compactação (14, 15 e 16 kN/m³). A metodologia adotada baseou-se na relação porosidade/teor volumétrico de cal (η/Liv) para avaliar a previsibilidade da expansão livre e da tensão de expansão, buscando estabelecer uma correlação entre essas variáveis por meio do η/Liv. Os resultados indicaram tendência de redução tanto na expansão livre quanto na tensão de expansão do solo. Isso ocorreu à medida que houve aumento do teor de cal e valores menores de peso específico seco, demonstrando também redução com o aumento da porosidade. Essa tendência foi semelhante ao analisar o parâmetro η/Liv e corroborada ao analisar o η/(Liv) -0,26, tanto para uma mesma faixa do teor de cal quanto para o peso específico seco. Foram conduzidos testes de Adsorção do Azul de Metileno tanto para o solo sem aditivos quanto para as misturas solo/CBCA/cal. Observou-se redução nos valores médios de CTC com o aumento do teor de cal, correlacionando com a diminuição da expansão vertical livre do solo. A análise estatística utilizando ANOVA e o método MQO confirmou correlações significativas entre as variáveis de tensão de expansão e expansão livre, sendo estatisticamente significativas entre si e diretamente proporcionais, variando conjuntamente com as mudanças no teor de cal e no peso específico seco. Por fim, uma equação parametrizada foi desenvolvida para estabelecer uma relação direta entre os parâmetros de tensão de expansão e expansão livre das misturas solo/CBCA/cal.The expansive soils, characterized by significant volumetric variations in response to changes in moisture content, pose a significant challenge. By absorbing water, these soils expand considerably, potentially causing structural damage due to the uplifting forces resulting from the stresses generated by expansion. To mitigate the issues associated with volumetric variation, one can employ chemical stabilization of expansive soil, which involves the addition of materials rich in calcium and magnesium. This research aimed to investigate the expansive behavior of a soil treated with lime and sugarcane bagasse ash (SCBA), focusing on the relationship between the swelling pressure and the free one-dimensional swell of soil/CBCA/lime blends. To achieve this, tests were conducted using an oedometer apparatus to determine the free swell and swelling pressure of the studied mixtures. The evaluated dosages included 6.5% of CBCA, maintaining an initial moisture content of 19%, while varying the lime content (2%, 3%, and 4%) and the compacted dry unit weight (14, 15, and 16 kN/m³). The adopted methodology relied on the porosity/volumetric lime content ratio (η/Liv) to assess the predictability of free swell and swelling pressure, aiming to establish a correlation between these variables through η/Liv. The results indicated a trend of reduction in both free swell and swelling pressure of the soil. This reduction occurred as the lime content increased and lower values of dry unit weight were observed, also demonstrating a decrease with increased porosity. This trend remained consistent when analyzing the parameter η/Liv and was supported by the analysis of η/(Liv) -0.26, both within the same lime content range and for the dry unit weight. Methylene Blue Adsorption tests were carried out for both the soil without additives and for the soil/CBCA/lime blends. A decrease in the average Cation Exchange Capacity (CEC) values was observed with the increase in lime content, correlating with the reduction in free swell of the soil. The statistical analysis using ANOVA and the Ordinary Least Squares (OLS) method confirmed significant correlations between the variables of swelling pressure and free swell, being statistically significant and directly proportional to each other, concurrently varying with changes in lime content and dry unit weight. Finally, a parametric equation was developed to establish a direct relationship between the parameters of swelling pressure and free swell of soil/CBCA/lime blends.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRNPÓS-GRADUAÇÃO EM LETRAS EM REDE PROFLETRAS (UFRN)UFCGSILVANI, Carina.http://lattes.cnpq.br/4898628325076026SILVANI, C.BEZERRA, Izabelle Marie Trindade.http://lattes.cnpq.br/2003009506775932BEZERRA, I. M. T.MENDONÇA , Ana Maria Duarte Gonçalves.CONSOLI , Nilo César.GUIMARÃES, Samuel Gadelha.2023-12-122024-02-26T19:29:33Z2024-02-262024-02-26T19:29:33Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/34766GUIMARÃES, Samuel Gadelha. Relação entre expansão unidimensional e tensão de expansão em solos expansivos tratados com cal e cinza do bagaço da cana-de-açúcar. 123 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2023.porFAPESQ/PBinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2024-02-26T19:29:33Zoai:localhost:riufcg/34766Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512024-02-26T19:29:33Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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