Estudo da colapsibilidade em função das condições de compactação de um solo arenoso não saturado

Abstract

Solos colapsíveis apresentam deformações volumétricas bruscas quando umedecidos sem que haja variação da tensão atuante. Técnicas para redução ou mitigação dos recalques devido ao colapso podem ser utilizadas, das quais se destaca a compactação. Diversos trabalhos a respeito de solos não saturados compactados são encontrados no meio técnico, no entanto, poucos têm abordado o uso da compactação como método de melhoria dos solos colapsíveis, especialmente usando os conceitos próprios dos solos não saturados, como o efeito da sucção após a compactação. Desta forma, o propósito desta dissertação é estudar o comportamento colapsível de um solo arenoso compactado variando-se o grau de compactação, a umidade de compactação, a sucção inicial e a tensão de inundação. Os graus de compactação e as umidades de moldagem foram definidos considerando situações de obras cujo controle inadequado da compactação pode levar a problemas relacionados ao colapso, seja por deficiência de densidade ou desvio da umidade ótima. Ensaios edométricos convencionais com determinação de sucção pela técnica do papel filtro e ensaios edométricos com sucção controlada foram conduzidos para este fim. Os resultados experimentais demonstraram a influência das variáveis estudadas no colapso do solo, onde o solo foi mais afetado pelo umedecimento quando compactado com menor grau de compactação, apresentando colapso expressivo em tensões relativamente baixas. A depender da umidade de moldagem, igual à ótima ou mais seca que à ótima, o potencial de colapso teve magnitude e comportamento distinto na faixa de tensão analisada. Os resultados também demonstraram que o potencial de colapso dos solos com menor grau de compactação foi mais afetado por variações na sucção inicial. De forma geral, esta abordagem contribuiu para o entendimento do mecanismo e os parâmetros que regem o colapso nos solos compactados.

Collapsible soils exhibit abrupt volumetric deformations upon wetting without variations of the applied stresses. Techniques for reduction or even mitigation the settlements due to collapse can be used, standing out the compaction process. There are several studies about compacted unsaturated soil. Although few studies are concentrated on the use of compaction as a method to improve the features of collapsible soils, especially using the unsaturated soil concepts, as the effect of suction after compaction. In this regard, this works aims to study the collapsible behavior of a compacted sandy soil varying the relative compaction, the as-compacted water content, the initial suction and the inundation stress. The relative compaction and the water content were defined considering situation which the inappropriate control of the design compaction parameters could lead to problems related to collapse, either due to density deficiency or deviation from optimum water content. Conventional oedometer tests with determination of suction via filter paper method and suction-controlled oedometer tests were performed for this purpose. The experimental results showed the influence of the study variables at the soil collapse. The soil was more affected by wetting when compacted with low relative compaction, showing significant collapse potentials at relatively low stresses. Depending on the water content, equal to the optimum or drier them the optimum water content, the collapse potential had distinct magnitude and behavior in the analyzed stresses. The results also demonstrated that the collapse potential of the lower compacted soils was more affected by variations in the initial suction. Overall, this approach contributed to the understanding of the mechanism and the parameters governing collapse in compacted soils.