No presente trabalho, a técnica de solidificação/estabilização de solos contaminados, foi analisada por meio de ensaios de resistência à compressão simples e ensaios de condutividade hidráulica em permeâmetro de parede flexível. O solo residual de arenito Botucatu (SRAB) foi utilizado como matriz, o óleo diesel foi utilizado como contaminante, e o cimento Portland CP V – ARI foi utilizado como o agente cimentante. Foram realizadas microscopias petrográficas dos materiais encapsulados, no intuito de analisar a estrutura do material para diferentes porcentagens de óleo diesel. Para os ensaios de condutividade hidráulica foi projetado e construído um permeâmetro de parede flexível, conforme a norma Americana ASTM D 5084/90, com adaptações para ensaiar amostras contaminadas, percoladas com água ou com percolados químicos. Para os ensaios de resistência à compressão simples utilizou-se de 0 a 50% de cimento (em relação ao peso de solo seco) e de 0 a 100% de contaminante (em relação ao peso de líquidos na amostra), correspondente à umidade ótima da amostra obtida através do ensaio de compactação. Para os ensaios de condutividade hidráulica foram utilizados os percentuais de 0 a 30% de cimento e 0 a 40% de óleo diesel. A resistência à compressão simples aumenta quanto maior for a quantidade de cimento, e diminui quanto maior for a quantidade de contaminante. Em amostras sem óleo diesel, a condutividade hidráulica diminui quanto maior for a quantidade de cimento. Para amostras sem cimento, a condutividade hidráulica diminui para quantidades de até 20% de óleo diesel, voltando a aumentar para quantidades maiores de 20% de óleo Para o SRAB com adição de cimento e óleo diesel, verifica-se uma tendência no comportamento, onde inicialmente a condutividade hidráulica diminui e volta a aumentar com o aumento da quantidade de óleo diesel. Foi observado que quanto maior a quantidade de cimento, menor a quantidade de óleo diesel necessária para a obtenção do mínimo valor de condutividade hidráulica para o material.

A pesquisa relatada nesta dissertação teve por objetivo analisar a viabilidade técnica de estabilizar-se um solo sedimentar arenoso do Uruguai com cinza de casca de arroz (CCA) e cal. O solo utilizado apresenta baixo poder suporte, sendo pouco adequado para camadas de sub-base e base de pavimento rodoviário. Também não é adequado para ser estabilizado com cal e sua estabilização com cimento é muito custosa. Dois tipos básicos de CCA foram utilizados: uma cinza residual do processo de queima de casca de arroz em um forno sem controle de temperatura, e cinzas produzidas em laboratório por incineração de casca de arroz a diferentes temperaturas controladas. Foram realizados ensaios de difratogramas de raios-X, compactação, capacidade de suporte (ISC), compressão simples, tração por compressão diametral e durabilidade do solo, das CCA e das misturas solo-CCA-cal. Determinaram-se as influências do tempo de cura, dos teores de CCA e cal e dos tipos de CCA nos parâmetros de compactação, no ISC, no comportamento tensão-deformação e nas resistências à compressão simples e à tração por compressão diametral. Analisaram-se os efeitos da demora entre mistura e compactação no comportamento tensão-deformação e na resistência à compressão simples nas misturas com CCA residual e cal, além da sua durabilidade a ciclos de molhagem e secagem. As CCA produzidas a temperatura controlada entre 650°C e 800°C mostraram uma maior atividade pozolânica devido a sua estrutura amorfa. Os valores máximos de módulo de deformabilidade e resistência à compressão simples foram obtidos para as misturas com CCA a temperatura controlada. As misturas solo- CCA residual-cal desenvolveram resistência à tração demonstrando a ocorrência de reações pozolânicas. A estabilização do solo sedimentar arenoso com CCA e cal mostrou-se eficaz, permitindo o uso destes materiais em camadas de sub-base de pavimentos. / This MSc thesis was carried out with the purpose of analysing the technical feasibility of stabilizing a Uruguayan sandy soil with rice husk ash (RHA) and lime. The soil utilized present low bearing capacity and is not suitable for road pavement bases and sub-bases. It does not react to lime by itself and its stabilization with Portland cement is prohibitively expensive. Two kinds of RHA were used: a residual ash produced in the process of incinerating rice husk in an oven without temperature control, and ashes produced in laboratory by incineration of rice husk at different controlled temperatures. X-ray diffraction, compaction and bearing capacity (CBR), unconfined compression, split tensile and durability tests were carried out in the soil and in RHA samples and also in soil-RHA- lime mixtures. The influence of curing time, RHA and lime contents and RHA types in compaction parameters, CBR, strain-stress behaviour and unconfined compressive and split tensile strength were evaluated. The effects of the compaction delay on the stress-strain behaviour and the unconfined compression strength of the mixtures with residual RHA and lime were analysed. In order to investigate the mixtures durability, compacted specimens were submitted to wetting and drying cycles. Due to this amorphous structure, the RHA produced at controlled temperatures (650°C to 800°C) showed to be a more reactive concerning pozzolanic activity. The highest strain modulus and unconfined compression strength values were obtained for the mixtures with controlled temperature RHA. The soil-residual RHA-lime mixtures also developed tensile strength proving that pozzolanic took place. The stabilization of the sandy sedimentary soil with RHA and lime proved to be efficient, allowing the use of these materials in pavement sub-base layers.

Este trabalho apresenta o estudo de um colúvio localizado na rodovia RS-115 entre o km 23+300 e o km 23+600 no município de Três Coroas, RS. Esse colúvio consiste de um depósito de encosta, formado por pacotes de materiais pouco coesos, originários da alteração de dois tipos distintos de litologias: rochas vulcânicas da Formação Serra Geral e os arenitos da Formação Botucatu, que também constituem seu substrato. O objetivo principal desta pesquisa é a definição da geometria do movimento, da poropressão existente em diversas profundidades e dos parâmetros de resistência dos materiais do colúvio para o entendimento dos movimentos verificados. Para isso foram realizadas (a) leituras de inclinômetros para a caracterização da profundidade dos movimentos, (b) uma campanha complementar de investigação geotécnica com cinco sondagens mistas para reconhecimento, (c) a instalação de piezômetros nas perfurações realizadas, (d) coleta de amostras dos materiais do colúvio e (e) ensaios de laboratório nas amostras de solo. Durante a campanha de investigação complementar foi constatada a existência de uma camada argilosa bastante plástica localizada junto à base do colúvio, no contato deste com o substrato, coincidente com a zona onde foram observados os maiores deslocamentos horizontais. A amostra obtida desta camada foi submetida a um ensaio ring shear para determinação do ângulo de resistência residual, tendo como resultado o valor de 10,5º. Análises de microscopia eletrônica e de difração por raios-X do material ensaiado mostraram a presença do argilomineral montmorilonita, responsável pelo aspecto e comportamento de alta plasticidade e baixa resistência residual. Os dados de piezometria obtidos indicaram que os níveis freáticos verificados na massa coluvionar são regidos por aquíferos regionais que afloram junto ao pé dos derrames basálticos situados a montante da encosta, tendo as precipitações locais apenas um papel coadjuvante na definição desses níveis. Com os resultados obtidos foram realizadas retroanálises utilizando o software Slope/W e foi elaborada uma proposta de estabilização do colúvio através da implantação de um sistema de drenagem profunda. / This work presents a study of a colluvium deposit located at the RS-115 highway between km 23 +300 and km 23 +600 in Três Coroas, RS. The colluvial deposit is formed by low cohesive materials originated by the wheathering of two lithologies: volcanic rocks of the Serra Geral Formation and sandstones of the Botucatu Formation, which also constitute its substrate. The main objectives of this research are to define the geometry of the landslide, the porepressure acting at various depths and shear strength parameters of the materials in order to understand the observed movements. For that, the following actions were taken (a) inclinometer readings to characterize the movement depth, (b) an additional campaign of geotechnical investigation with five boreholes, (c) the installation of piezometers in the boreholes, (d) collection of soils samples and (e) laboratory tests on the samples. During the investigation campaign it was found the existence of a very plastic clay layer in the contact with the substrate at the base of the colluvium and coincident with the zone where the largest horizontal displacements were observed. A sample of this layer was subjected to a ring shear test to determine the residual angle of friction, resulting in the value of 10.5 degrees. Scanning electron microscopy and X-ray diffraction of the material tested showed the presence of montmorillonite clay, responsible for the soil aspect and behavior of high plasticity and low residual strength. The piezometric data obtained indicated that the groundwater levels observed in the mass colluvium are governed by regional aquifers that outcrop underneath the basalt flows which are just upstream of the slope, and the local rainfall has only a small role in these levels. Back-analysis of the slide were carried out with these results using the software Slope/W and a proposal was made to stabilize the colluvium through the implementation of a deep drainage system.

O desenvolvimento sustentável impõe uma evolução do contexto sócio-econômico das obras que envolvem o uso do solo. Um efeito é a obrigação do uso de materiais localizados na obra ou nas imediações. Isto muitas vezes implica no uso de materiais de baixas propriedades de engenharia, surgem então alternativas de melhoria destes materiais, como a estabilização com cal. No entanto, sabe-se que o tratamento de solos pode ser ineficaz quando da presença de compostos químicos deletérios no solo. Esta dissertação apresenta resultados de um estudo laboratorial do comportamento mecânico de um solo laterítico estabilizado com cal cálcica e com cal dolomítica. Para avaliar a influência de agentes químicos, foram usados quatro tipos de fertilizantes químicos de uso comum na agricultura. O estudo incluiu a caracterização do solo, ensaios de compactação, difratometria de Raios-X e compressão simples do solo e das misturas solo-cal e solo-cal contaminado com fertilizante. Foram adotados teores de 1% de fertilizante e 4% de cal, os tempos de cura foram de 7, 14, 28, 56, 112 e 140 dias sob duas condições: cura em câmara sem controle de umidade e cura em câmara úmida a fim de avaliar a influência da perda de umidade sobre o ganho de resistência. Os resultados demonstraram que a adição de fertilizantes químicos diminuiu o ganho de resistência em até 13% em misturas com fertilizantes nitrogenados e cal dolomítica e até 36% em misturas com fertilizantes não-nitrogenados e cal cálcica. O ganho de resistência com cal cálcica foi o dobro do ganho com cal dolomítica, considerando os maiores valores observados. As misturas com cal dolomítica sujeitas à cura úmida tiveram maiores ganhos em todos os tempos de cura, apesar de pouco significativos; as misturas de cal cálcica tiveram maiores ganhos quando da cura em câmara sem controle de umidade, chegando a 60kN/m² a mais aos 56 dias. Em todos os ensaios de difratometria nas amostras de solo-cal e solo-cal contaminado com fertilizante observou-se a formação de calcita, em menor quantidade quando da contaminação por fertilizante. Verificou-se que a adição de fertilizantes ao solo pode alterar as características de estabilização do solo, o uso de cal cálcica traz maiores ganhos e que a perda de umidade e o controle da temperatura de cura pouco influenciam nos ganhos de resistência. / Sustainable development requires an evolution of the socio-economic development of the works involving land use. One effect is the obligation of using materials found on site or nearby. This often involves the use of materials of low engineering properties, improvement alternatives arise then these materials such as lime stabilization. However, it is known that the soil treatment may be ineffective in the presence of harmful chemicals in the soil. This thesis presents results of a laboratory study of mechanical behavior of a lateritic soil stabilized with calcic lime and with dolomitic lime. To assess the influence of chemical agents were used four types of commonly used chemical fertilizers in agriculture. The study included the characterization of soil, compaction tests, X-ray diffraction and unconfined compression tests (UCS) of soil and soil-lime and soil-lime contaminated fertilizer. The adopted levels was 1% of fertilizer and 4% lime, the cure times were 7, 14, 28, 56, 112 and 140 days under two conditions: curing in chamber without control of humidity and cure in a moist chamber to assess the influence of moisture loss humidity on the gain of resistance. The results showed that the addition of chemical fertilizers decreased the resistance in up to 13% in mixtures with nitrogen fertilizers and dolomitic lime and 36% in mixtures with nitrogenous fertilizers and calcic lime. The gain in strength with calcic lime was double the gain with dolomitic lime, whereas the highest values observed. Mixes with dolomitic lime be subject to wet cure had greater gains in all curing times, though insignificant, the mixtures of calcic lime had higher gains when the curing chamber without control of humidity, up to 60kN / m² more to 56 days. In all diffraction tests of soil samples with lime and lime-soil-fertilizer observed the formation of calcite, a lesser amount when the contamination by fertilizer. It was found that adding fertilizer to soil can alter the characteristics of soil stabilization, the use of calcic lime brings greater gains, and the loss of humidity of the moisture and temperature control of cure little influence on gains in strength.

A tentativa de modificar algumas propriedades dos solos é antiga. Alguns autores fazem considerações a tentativas ocorridas a três mil anos atrás. Com o crescimento populacional e o desenvolvimento de novos sistemas de produção ocorridos após a Revolução Industrial no século XVIII, houve uma intensa ocupação territorial exigindo obras de infra-estrutura e obras complementares, tornando cada vez mais comum o melhoramento de solos. Uma técnica in situ passível de aplicação para melhorar as propriedades mecânicas dos solos é a técnica de eletrocinética associada à injeção de soluções químicas. Esta é caracterizada pela aplicação de um baixo gradiente elétrico através de eletrodos num meio poroso inundado com soluções químicas. Nesta pesquisa, foram realizados ensaios associando as soluções de cloreto de cálcio com água carbonatada, cloreto de cálcio com bicarbonato de sódio além de cloreto de cálcio com silicato de sódio. Para verificação da ocorrência da cimentação entre as partículas de areia, após a saturação do corpo de prova com as devidas soluções, mas anterior à aplicação da diferença de potencial elétrico ao solo, foram realizados três ensaios de prospecção com um Miniature Cone, desenvolvido nesta pesquisa. Esses foram comparados a outros três ensaios que foram realizados após o período de aplicação da técnica. Todas as associações resultaram em regiões cimentadas não homogêneas, sendo que os melhores resultados foram obtidos com a associação das soluções de cloreto de cálcio e silicato de sódio. A aplicação da técnica de eletrocinética associada a injeções de soluções químicas mostrou se complexa e difícil de predizer devido ao número de variáveis que podem modificar o seu resultado final. / The attempt to change some soil properties of the soil is not new. Some authors describes attempts occurred three thousand years ago. With population growth and the new production systems development that occurred after the Industrial Revolution in the eighteenth century, there was an intense territorial occupation requiring infrastructure works and complementary works, becoming the soils improvement usual. One of the in situ soil improvement techniques is the eletrokinetics associated with injection of chemical solutions. This technique is characterized by the application of a low electrical gradient through electrodes in a porous media flooded with chemical solutions. In this study, tests were carried out associating the solutions of calcium chloride with soda water, calcium chloride with sodium bicarbonate, and calcium chloride with sodium silicate. To verify the occurrence of the cementation among the sand particles, after the samples flooded with the appropriate solutions, but prior to the application of electric potential difference in the soil, three exploration tests were performed with a Miniature Cone, developed in this study. These tests were compared to other three tests that were carried out after the application of the technique. All associations resulted in not homogeneous cemented regions, and the best results were obtained with the combination of the solutions of calcium chloride and sodium silicate. The application of the eletrokinetics technique associated with injections of chemical solutions is proved to be complex and difficult to be predicted due to the number of variables that can change its final result.

Na engenharia geotécnica o principal material utilizado, o solo, é complexo e muito variável, sendo que nem sempre satisfaz as necessidades da obra a ser realizada. Com a constante busca de soluções que proporcionem melhoria no solo, redução de custos e preservação dos recursos naturais, o aproveitamento de resíduos vem se destacando, como é o caso da utilização da cinza volante na estabilização de solos com cal. Contudo, ainda não existem metodologias de dosagem dessas misturas baseadas em critérios mais racionais, como a relação água/cimento para o concreto. Assim, esta pesquisa tem como objetivo quantificar a influência das variáveis de interesse quantidade de cal, quantidade de cinza volante, porosidade e do tempo de cura sobre a resistência de um solo estabilizado com cal e cinza volante, verificando a adequação do uso da relação vazios/cal na estimativa da resistência à compressão simples destas misturas. Para isso foram realizados ensaios de compressão simples e medidas de sucção matricial. Os resultados demonstram que o aumento da quantidade de cal e cinza volante, do peso específico aparente seco e do tempo de cura provoca o aumento da sua resistência à compressão simples. Sendo que, a resistência à compressão simples cresce linearmente com o aumento da quantidade de cal e exponencialmente com a redução da sua porosidade. Assim, verifica-se que, a relação vazios/cal, definida pela razão entre a porosidade da mistura compactada e o teor volumétrico de cal, ajustado por um expoente, demonstra ser um parâmetro adequado na estimativa da resistência à compressão simples das misturas estudadas. Além disso, a existência de relações únicas e distintas no controle da resistência à compressão simples do solo estudado em função da porosidade, do teor volumétrico de cal e da quantidade de cinza volante para 28, 60 e 90 dias de cura mostrou-se muito eficiente para relações de dosagem. Contudo, a análise estatística dos dados obtidos em um experimento é de extrema importância. Uma metodologia utilizada para analisar estes dados é a metodologia de Projeto de Experimentos, que é apoiada fortemente em conceitos estatísticos, destinada a otimizar o planejamento, a execução e análise de um experimento. Assim, a análise a ser realizada neste experimento baseia-se em um projeto fatorial completo que investiga todas as combinações de níveis dos fatores controláveis quantidade de cal, quantidade de cinza volante, porosidade e tempo de cura. Os resultados demonstram, a partir da análise da variância, que todos os fatores controláveis escolhidos no experimento são significativos, bem como todas as interações entre eles. A metodologia de Projeto de Experimentos mostrou-se eficiente na determinação de quais fatores intervenientes são importantes para o fenômeno em estudo. / The main material used in the geotechnical engineering, the soil, is complex and highly variable, and does not always meet the needs of the work to be performed. With the constant search for solutions that provide soil improvement, costs reduction and natural resources preservation, the waste recovery has been increasing, such as the use of fly ash in the soils stabilization with lime. However, there are still no dosage methods of these mixtures based on more rational criteria such as the water/cement ratio for the concrete. Thus, this research aims to quantify the influence of variables of interest lime amount, the fly ash quantity, porosity and curing time on the strength of soil stabilized with lime and fly ash, verifying the adaptation of the use of the voids/lime ratio in the estimation of unconfined compression strength of these mixtures. Unconfined compression strength tests and measurement of matric suction were carried out in present work. The results show that increasing lime and/or fly ash amount, dry unit weight and curing time has as consequence the increase of unconfined compression strength. Unconfined compression strength increases linearly with the increase of lime amount and exponentially with the reduction of its porosity. The voids/lime ratio, defined as the ratio of the compacted mixture porosity and the lime volumetric content, adjusted by an exponent, proves to be an appropriate parameter to estimate the unconfined compression strength of the soil-ash-lime studied. Furthermore, the existence of unique and distinct relationships in the control of unconfined compression strength of the soil studied as a function of porosity, lime volumetric content and fly ash quantity for 28, 60 and 90 days of curing was very efficient for dosage relationships. However, the statistical analysis of data from an experiment is utmost importance. A methodology to analyze these data is the methodology of Design of Experiments, which is strongly supported by statistical concepts, designed to optimize the planning, the implementation and analysis of an experiment. The analysis to be performed in this experiment is based on a complete factorial design to investigate all combinations of levels of controllable factors lime amount, fly ash quantity, porosity, and time curing. The results show, from the analysis of variance, that all controllable factors chosen in the experiment and all interactions between them are significant. The methodology of Design of Experiments was efficient in determining which involved factors are important for the phenomenon under study.

Num mundo obcecado pelas inovações e sedento pela velocidade, percebe-se a necessidade da constante busca por soluções em todas as áreas do conhecimento. Dentro da Geotecnia isso pode ser obtido com propostas geotécnicas que proporcionem custo reduzido, incluindo preservação dos recursos naturais. Promover o aproveitamento de solos que não apresentam características geotécnicas adequadas é um dos pontos observados nas pesquisas de inovações geotécnicas. Adequar o solo a características de resistência à compressão simples e valores de módulo de cisalhamento inicial, melhorando-o com o uso de cimentos já firmados no mercado nacional, e cimentos alternativos obtidos com a adição de resíduos é a linha que conduz esta pesquisa, que possui como objetivo principal verificar a influência da adição de cimentos em um solo mole orgânico do município de Porto Alegre – RS, Brasil. As misturas eram compostas por um único solo matriz e vários tipos de atente cimentante, sendo eles: cimento Portland CP V-ARI mais escória de alto forno moída (grossa); cimento Portland CP V-ARI mais escória de alto forno moída (fina); cimento Portland CP V-ARI mais fosfogesso (dihidratado); cimento Portland CP V-ARI mais fosfogesso (hemihidratado); cimento Portland CP V-ARI mais cal viva; e cimento Portland CP V-ARI. Os teores de tais agente cimentantes foram fixados em 75 kg/m³, 125 kg/m³, 175 kg/m³, 225 kg/m³ e 275 kg/m³, em massa de cimento por volume de solo, e com teor de umidade da mistura final determinado em 120%. Além da variação dos teores e do tipo de agente cimentante, também foram estipulados três tempos de cura 7, 28 e 90 dias. fim de avaliar qual mistura se comporta de maneira mais adequada, realizaram-se ensaios de resistência à compressão simples e medidas de módulo de cisalhamento inicial. Para que seja possível uma previsão de comportamento dessas misturas é proposta uma equação que leva em consideração a porosidade da mistura (h) e o teor volumétrico de agente cimentante (Civ), e também o fator de água/agente cimentante (a/c). Os resultados indicaram que o aumento no teor dos agentes cimentantes leva ao crescimento na resistência à compressão simples e também nos valores do módulo cisalhante inicial, para os três tempos de cura estudados. A tentativa de estabelecer uma metodologia de previsão de comportamento se apresentou de forma consistente através do método que leva em consideração a relação porosidade/teor volumétrico de agente cimentante e também pelo fator água/cimento (a/c), sendo que a resistência à compressão simples e os valores do módulo cisalhante inicial aumentam com o decréscimo do valores de “h/Civ” e “a/c”. A técnica de melhoramento do solo mole orgânico estudado se mostrou eficaz e capaz de ser realizada com vários tipos de agentes cimentantes, obtendo-se características distintas em função do tempo de cura, do teor e do tipo de agente cimentante adicionado ao solo. / In a world obsessed by innovation and thirsty for speed, it can be seen the need for constant search for solutions in all areas of knowledge. Within Geotechnical Engineering, it can be obtained with geotechnical proposals that provide reduced cost, including preservation of natural resources. Promoting the use of soils that do not have adequate geotechnical characteristics is one of the points observed in geotechnical research innovations. Adjusting the soil strength characteristics and initial shear modulus values, improving it with the use of standard cements and alternative cements obtained with the addition of waste is the line that leads this research, which has as main objective the verification of the influence of the addition of distinct binders in an organic soft soil of Porto Alegre - RS, Brazil. The mixtures were composed of a single soil matrix and various types of binders, namely: early strength Portland cement, early strength Portland cement mixed with ground furnace slag (coarse particles), early strength Portland cement mixed with ground furnace slag (fine particles), early strength Portland cement mixed with gypsum (di-hydrate), early strength Portland cement mixed with gypsum (hemi-hydrate) and early strength Portland cement mixed with quicklime. The binder amounts were set at 75 kg/m³, 125 kg/m³, 175 kg/m³, 225 kg/m³ and 275 kg/m³ in mass of binder per volume of soil, and moisture content of 120% regarding final mixture. In addition to changes in the amount and type of binders, three cure times were also stipulated 7, 28 and 90 days. In order to assess which mixture behaves more adequately, strength tests and initial shear modulus measures were carried out. In order to foreseen the mechanical behavior of the blends, a methodology that takes into account the porosity/volumetric cement content ratio ( /Civ), as well as the well-known water/cement ratio (a/c) are used. Results indicated that the increase in the binder content leads to an increase in compressive strength and also in the initial shear modulus, for all curing times. Both /Civ and a/c are capable to predict the unconfined compressive strength and the initial shear modulus. The studied technique of improving organic soft soils with various types of binders was successful, thus obtaining different characteristics in terms of curing time, binder content and type of binder added to the soil.

A estabilização de solos é uma técnica através da qual se busca a melhoria das características de comportamento do solo, especialmente em termos de resistência, deformabilidade, durabilidade e permeabilidade (Ingles & Metcalf, 1972). A ágil e rápida determinação do ganho de resistência de solos artificialmente cimentados ainda não é precisa, e necessita de grande aprimoramento. Com esse objetivo se desenvolveu um equipamento para previsão da resistência de solos moles orgânicos artificialmente cimentados que oferece rapidez nos ensaios e precisão nos resultados. O equipamento basicamente funciona com a cravação de uma haste com base circular alargada adaptada em um anel dinamométrico de nylon que penetra no solo e cujos resultados têm relação linear com a resistência à tração por compressão diametral e resistência à compressão simples independente do tipo de solo, adição de agente cimentante, tipo de agente cimentante, teor de umidade da mistura e tempo de cura. Neste estudo também são mostrados resultados do melhoramento de solo com diferentes teores de cimento e cal, bem como os efeitos dos teores de turfa e resíduo de folhas de eucalipto moídas. Além disso, são avaliados os efeitos do pH baixo através da acidificação das amostras com ácido clorídrico e sulfúrico. O teor de umidade do solo apresenta grande influência nos resultados, pois quanto maior a umidade menor a resistência ou maior o consumo de cimento. A adição de ácido húmico em teores de 0,5%, 2,1% e 4,0% apresentou redução de resistência à compressão simples. As misturas com resíduo de folha de eucalipto moídas e turfa apresentaram redução de resistência e também retardo na atuação dos agentes cimentantes. As misturas com adições de cimento atingiram de uma forma geral resultados superiores comparados com adições de cal virgem. No entanto a combinação de cimento e cal virgem apresentou ótimo desempenho até mesmo superior às misturas com adição de cimento. / Soil stabilization is a technique which seeks to improve the performance characteristics of the soil, especially in terms of strength, deformability, durability and permeability (Ingles & Metcalf, 1972). The agile and rapid determination of the resistance gain of artificially cemented soils is still not accurate and needs major improvement. The main objective of present research was the development and testing, as well as the correlation with standard equipments results, of an apparatus for predicting the resistance of artificially cemented organic soft soils in a fast and accurate testing procedure. The equipment developed in present research basically works with the penetration of a rod with a circular base (adapted in the tip of a dynamometer ring made of nylon) into cement treated soft soils whose results have linear relationship with the tensile strength and compression strength regardless of soil type, addition of cementing agent, type of cementing agent, moisture content of the mixture and curing time. In this study are also shown results of soil improvement due to insertion of different amounts of cement and/or lime, and the effects of the amounts of peat and crushed eucalyptus leaves into soil strength. Furthermore, the effects are evaluated from low pH by acidifying the sample with specific acids. The moisture content of the soil has a major influence on the results, the higher the humidity the lower resistance or higher cement consumption. The addition of humic acid at levels of 0.5%, 2.1% and 4.0% showed a reduction of the compressive strength. Mixtures with waste ground eucalyptus leaf and peat showed a delayed action on cementing agents. Some combinations of cements (cement, lime and ash) showed excellent performance. Combinations of cements generally obtained higher results compared to lime addition. However combinations of cement and lime came up with results better than mixtures with only cement.

A capacidade de manter a estabilidade e integridade durante o tempo de exposição às forças destrutivas do intemperismo é um dos aspectos mais importantes da estabilização de solos em projetos de pavimentos. Esta dissertação apresenta resultados de um estudo laboratorial sobre o comportamento mecânico de um solo dispersivo estabilizado com cal. O solo estudado é um solo sedimentar de sedimentos quaternários pertencente à denominada região ocidental do Paraguai. O solo dispersivo se caracteriza por apresentar teores significativos de sódio e por apresentar erosão hídrica acelerada. O objetivo deste estudo foi avaliar a durabilidade de misturas de Solo-Cal submetidos a ciclos de molhagem e secagem. A resistência à compressão simples e resistência à vácuo saturação também foram examinadas para avaliar o desempenho de misturas de Solo-Cal. Medição da velocidade de pulso de ultra-som foi realizado como teste não destrutivo para monitorizar a rigidez das misturas. Os efeitos do tempo de cura, das características de compactação e do teor de cal, foram avaliados. Finalmente, desde um enfoque ambiental através da ferramenta de avaliação do ciclo de vida (ACV) foram avaliadas todas as misturas em função aos impactos ambientais potenciais gerados na construção de 1 m³ de subbase de Solo-Cal. Verificou-se que a durabilidade, a rigidez e a resistência de solos estabilizados com cal aumentam com o tempo de cura, com a energia de compactação e com o aumento do teor de cal. Além disso, a dispersibilidade intermediaria (ND4) que o solo apresentava em seu estado natural, muda para não dispersivo (ND1) com a adição de 2% de cal. Em conclusão ressalta-se que a mistura SC3-5 apresenta um melhor comportamento mecânico comparável com a mistura SC3-7, mas, com um menor impacto potencial gerado. / The ability to retain stability and integrity during the exposure time to the destructive forces of weathering is one of the most important aspects of soil stabilization in pavements design. This thesis presents the results of a laboratory study of the mechanical behavior of a dispersive soil stabilized with lime. The studied soil is a sedimentary soil of the quaternary sediments belonging to the so called western region of Paraguay. The dispersive soil is characterized by having significant levels of sodium and accelerated erosion. The objective of this study was to evaluate the durability of soil-lime mixtures subjected to wetting and drying cycles. Resistance to simple compression and resistance to vacuum saturation were also examined to assess the performance of soil-lime mixtures. Measurement of the ultrasonic pulse velocity was performed as non-destructive testing for monitoring the stiffness of the blends. The effects of curing time, the compression characteristics and lime content, were evaluated. Finally, all mixtures were evaluated from an environmental viewpoint by the life cycle assessment (LCA). All mixtures were evaluated according to the environmental impact in the construction of 1 m³ of Soil-Lime. It was found that durability, rigidity and resistance of soil stabilized with lime increases with cure time, with the energy of compaction and with increased lime content. Moreover, the dispersibility intermediate (ND4) showed that the soil in its natural state, changes to nondispersive (ND1) with the addition of 2% lime. In conclusion it is emphasized that the SC3-5 mixture has a better mechanical behavior comparable to SC3-7 mix, but with less potential impact generated.

A engenharia geotécnica frequentemente tem limitações de caráter econômico e ambiental. É por isso que a técnica de melhoramento das propriedades do solo pode se tornar uma alternativa de solução em diversos casos, como na construção de bases de pavimentos, camada de suporte em fundações superficiais, revestimento de canais e na proteção de taludes em barragens. Este trabalho faz parte de uma dissertação de mestrado que tem por objetivo avaliar a influência do teor de umidade de compactação, peso específico aparente seco e teor de agente cimentante na durabilidade, rigidez e resistência de um solo fino artificialmente cimentado. Para isso foram realizados ensaios de compressão simples após ciclos de molhagem e secagem, ensaios de perda de massa, rigidez inicial e ensaios de compressão triaxial. Os resultados mostraram que quanto maior o teor de cimento, o peso específico aparente seco e o teor de umidade para os teores estudados (17%, 20%, e 23%), maior é a resistência e menor é a queda da rigidez inicial após ciclos de molhagem e secagem, assim também menor é a perda de massa, mostrando um melhor desempenho quanto à durabilidade. Verificou-se que a metodologia apresentada por Consoli (2014) é válida para a previsão de parâmetros de resistência ao cisalhamento de solos com diferentes teores de umidade. / Geotechnical engineering often has limitations of economic and environmental natures, which is why the ground improvement technique can become an alternative solution in many cases, as in pavement base layers, support layers under shallow foundations, canal coating and in slope protection of earth dams. This work is part of a M.Sc. dissertation, which aims to assess the influence of the moisture content, porosity and cement content on durability, initial stiffness and strength of an artificially cemented fine-grained soil. A number of unconfined compression tests were carried out after wetting and drying cycles, together with weight loss and initial shear stiffness tests. Triaxial compression tests were also done. The results show that as higher the amount of cement, porosity and moisture content for the studied concentrations (17%, 20% and 23%), the greater is the resistance and lower is the drop of initial stiffness after wetting and drying cycles, as well as smaller the weight loss, showing a better performance in terms of durability. It was verified that, the methodology presented by Consoli (2014) is valid for predicting soil shear strength parameters with different moisture contents.