A busca por novas soluções técnicas que, de modo sustentável, diminuam o tempo de construção de obras de engenharia e as tornem mais econômicas, tem tomado, cada vez mais, as linhas de pesquisa do grupo de Engenharia Geotécnica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, onde já foram realizadas inúmeras pesquisas para estudar e compreender o comportamento de solos artificialmente cimentados. O cimento Portland é mundialmente utilizado no melhoramento da resistência e da deformabilidade dos solos, outrora impróprios para utilização. Para estudar a contribuição da cimentação para altas tensões de confinamento, foi construído um equipamento triaxial com capacidade de atingir 10 MPa de tensão confinante que permite o estudo do comportamento tensão-deformação-dilatância de solos artificialmente cimentados curados sob tensão. Juntamente, foi realizado um estudo um numa areia fina e uniforme, artificialmente cimentada, para três tempos de cura (3, 7 e 28 dias), da resistência à compressão simples (qu) e da resistência à compressão diametral (qt) em função da razão vazios/cimento (η/Civ). Os resultados mostraram que a resistência aumenta com a redução da relação vazios/cimento (η/Civ) e com o aumento do tempo de cura (t), sendo que a relação tração/compressão (qt/qu) é independente do tempo de cura e apresenta um valor médio de 0,15. Além dos resultados proferidos, outras misturas de solos granulares com diferentes tipos de cimento, variados tempos de cura, foram analisados e normalizados, obtendo-se uma curva única em que a resistência à compressão simples (qu) e a resistência à compressão diametral (qt) foram normalizadas e estão em função da relação vazios/cimento (η/Civ). Paralelamente pretendeu-se verificar qual o efeito do tipo de cura (sob tensão ou atmosférica) em misturas cimentadas com a realização de ensaios para tensões efetivas médias desde 250 kPa até 4000 kPa. Além disso, avaliou-se a variação do η/Civ e do tempo de cura para amostras curadas sob tensão. Os resultados mostram que, de um modo geral, com o aumento da tensão efetiva média, o tipo de cura não afeta os valores das tensões de desvio máximas. A parcela friccional tem uma predominância no comportamento tensão-deformação. O tipo de cura tem influência na definição da superfície de plastificação e da rigidez, verificando-se o aumento destas propriedades para amostras curadas sob tensão em relação a amostras curadas sob pressão atmosférica. Com base nos resultados obtidos nesta pesquisa, um modelo elasto-plástico com degradação da rigidez, que tem como parâmetros a resistência a compressão simples (qu), ângulo de atrito (ϕ’) e uma deformação equivalente (εs 0,7), foi proposto para simular o comportamento tensão-deformação de misturas de areias artificialmente cimentados em ensaios triaxiais, apresentando resultados satisfatórios. / The search for new technical solutions to reduce construction time of engineering works and to make them more cost-effective has been object of the research lines of the group of Geotechnical Engineering of Federal University do Rio Grande do Sul. Numerous studies have been conducted to analyse and understand the behaviour of artificially cemented. Portland cement is widely used for improving strength and deformability characteristics of soils. To study the contribution of cementation under high pressures, a 10 MPa confining pressure triaxial apparatus was built to study the stress-strain-dilatancy behaviour of artificially cemented soils cured under stress. In parallel a study was conducted on a artificially cemented uniform sand at three curing times (3, 7 and 28 days) to determine the unconfined compressive strength (qu) and splitting tensile strength (qt) according to voids/cement ratio (η/Civ) dosage methodology. The results showed that strength increases with the reduction of voids/cement ratio (η/Civ) and with the increasing of cure time (t). The tensile/compression ratio (qt/qu) is independent of curing time and presents a mean value of 0.15. In addition to these results, other granular soils mixtures with distinct types of cement and different curing times were analysed. A unique normalized curve was fit to unconfined compressive strength (qu) and splitting tensile strength (qt) against voids/cement ratio (η/Civ). At the same time, the effect of the curing type (under stress or atmospheric) was verified through triaxial compression tests with mean effective stresses ranging from 250 kPa to 4000 kPa. In addition, the variation of η/Civ and cure time was evaluated for samples cured under stress. The results show that, in general, by increasing the mean effective stress, the type of cure does not affect the values of the maximum deviatoric stress. The frictional portion is predominant in the stress-strain behavior. The type of cure affects the yielding surface and the stiffness of the samples. It was observed the increase in this properties for samples cured under stress compared to samples cured with atmospheric stress. Based on the outcomes of this study, with satisfactory results, an elastoplastic model with stiffness degradation (using unconfined compressive strength (qu), friction angle (’) and an equivalent strain (  s0.7)) was proposed to simulate the stress-strain behaviour of artificially cemented sands in triaxial tests.

Cada vez mais freqüente a utilização de técnicas tradicionais da engenharia geotécnica depara-se com obstáculos de caráter econômico e ambiental. A técnica do solo-cal torna-se atrativa quando o melhoramento das propriedades do solo do local constitui-se numa alternativa de projeto. A técnica de tratamento de solos com cal encontra aplicação, por exemplo, na construção de bases para pavimentos, na proteção de taludes em barragens de terra e como camada de suporte para fundações superficiais. Entretanto, ainda não existem metodologias de dosagem e projeto das misturas de solo-cal baseadas em critérios racionais como existe no caso do concreto, onde a relação água/cimento desempenha papel fundamental na obtenção da resistência desejada. Nesse sentido, este estudo tem por objetivo quantificar a influência da quantidade de cal, da porosidade e do teor de umidade de moldagem, sobre a resistência de um solo arenoso tratado com cal e rocha basáltica pulverizada, avaliar a adequação do uso das relações água/cal e vazios/cal na estimativa da sua resistência à compressão simples e comparar as variáveis envolvidas com amostras tratadas com cimento em iguais proporções. Para isso foram realizados ensaios de compressão simples e medidas de sucção matricial. Os resultados mostram que a resistência à compressão simples cresceu linearmente com o aumento da quantidade de cal e exponencialmente com a redução na porosidade da mistura compactada. Além disso, a variação do teor de umidade de moldagem não afetou consideravelmente a resistência à compressão simples em misturas compactadas numa mesma massa específica aparente seca. Verificou-se que, para o solo-cal no estado nãosaturado (estado em que normalmente se encontram os aterros compactados), a relação água/cal não é um bom parâmetro para estimativa da resistência à compressão simples. Ao contrário, a relação vazios/cal, assim como a relação vazios/cimento, definido pela razão entre a porosidade da mistura compactada e o teor volumétrico de aglomerante, ajustado por um expoente, demonstraram ser o parâmetro mais adequado na estimativa da resistência à compressão simples do solo-cal e do solo-cimento estudado. / Not rarely, the use of traditional techniques in geotechnical engineering faces obstacles of economical and environmental nature. The soil-lime technique becomes attractive when the improvement of the local soil is a project alternative. The treatment of soils with lime finds application, for instance, in the construction of pavement base layers, in slope protection of earth dams and as a support layer for shallow foundations. However, there are no dosage methodologies and design based on rational criteria as it exists in the case of concrete technology, where the water/cement ratio plays a fundamental role in the assessment of the target strength. In that sense, this study aims to quantify the influence of lime amount, the porosity and the moisture content on the strength of a sandy soil treated with lime and pulverized basaltic rock, as well as to evaluate the use of a water/lime ratio and a voids/lime ratio to assess its unconfined compression strength and to compare the evaluated variables with samples treated by cement in the same proportions. A number of unconfined compression tests and measures of matric suction were carried out. The results show that the unconfined compression strength increased linearly with the increase of the lime amount and exponentially with the reduction on the porosity of the compacted mixture. Besides, the change on the moisture content doesn’t remarkably affected the unconfined compression strength of mixtures compacted in the same dry density. It was verified that, for the soil-lime in the unsaturated state (state usually met in compacted fills), the water/lime ratio is not a good parameter for assessment of unconfined compression strength. In the other hand, the voids/lime ratio, as well as the voids/cement ratio, defined by the reason between the porosity of the compacted mixture and the volumetric binder content, adjusted by an exponent, demonstrated to be the most appropriate parameter in the estimate of unconfined compression strength of the studied soil-lime and soil-cement.

A busca por novas soluções técnicas que, de modo sustentável, diminuam o tempo de construção de obras de engenharia e as tornem mais econômicas, tem tomado, cada vez mais, as linhas de pesquisa do grupo de Engenharia Geotécnica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, onde já foram realizadas inúmeras pesquisas para estudar e compreender o comportamento de solos artificialmente cimentados. O cimento Portland é mundialmente utilizado no melhoramento da resistência e da deformabilidade dos solos, outrora impróprios para utilização. Para estudar a contribuição da cimentação para altas tensões de confinamento, foi construído um equipamento triaxial com capacidade de atingir 10 MPa de tensão confinante que permite o estudo do comportamento tensão-deformação-dilatância de solos artificialmente cimentados curados sob tensão. Juntamente, foi realizado um estudo um numa areia fina e uniforme, artificialmente cimentada, para três tempos de cura (3, 7 e 28 dias), da resistência à compressão simples (qu) e da resistência à compressão diametral (qt) em função da razão vazios/cimento (η/Civ). Os resultados mostraram que a resistência aumenta com a redução da relação vazios/cimento (η/Civ) e com o aumento do tempo de cura (t), sendo que a relação tração/compressão (qt/qu) é independente do tempo de cura e apresenta um valor médio de 0,15. Além dos resultados proferidos, outras misturas de solos granulares com diferentes tipos de cimento, variados tempos de cura, foram analisados e normalizados, obtendo-se uma curva única em que a resistência à compressão simples (qu) e a resistência à compressão diametral (qt) foram normalizadas e estão em função da relação vazios/cimento (η/Civ). Paralelamente pretendeu-se verificar qual o efeito do tipo de cura (sob tensão ou atmosférica) em misturas cimentadas com a realização de ensaios para tensões efetivas médias desde 250 kPa até 4000 kPa. Além disso, avaliou-se a variação do η/Civ e do tempo de cura para amostras curadas sob tensão. Os resultados mostram que, de um modo geral, com o aumento da tensão efetiva média, o tipo de cura não afeta os valores das tensões de desvio máximas. A parcela friccional tem uma predominância no comportamento tensão-deformação. O tipo de cura tem influência na definição da superfície de plastificação e da rigidez, verificando-se o aumento destas propriedades para amostras curadas sob tensão em relação a amostras curadas sob pressão atmosférica. Com base nos resultados obtidos nesta pesquisa, um modelo elasto-plástico com degradação da rigidez, que tem como parâmetros a resistência a compressão simples (qu), ângulo de atrito (ϕ’) e uma deformação equivalente (εs 0,7), foi proposto para simular o comportamento tensão-deformação de misturas de areias artificialmente cimentados em ensaios triaxiais, apresentando resultados satisfatórios. / The search for new technical solutions to reduce construction time of engineering works and to make them more cost-effective has been object of the research lines of the group of Geotechnical Engineering of Federal University do Rio Grande do Sul. Numerous studies have been conducted to analyse and understand the behaviour of artificially cemented. Portland cement is widely used for improving strength and deformability characteristics of soils. To study the contribution of cementation under high pressures, a 10 MPa confining pressure triaxial apparatus was built to study the stress-strain-dilatancy behaviour of artificially cemented soils cured under stress. In parallel a study was conducted on a artificially cemented uniform sand at three curing times (3, 7 and 28 days) to determine the unconfined compressive strength (qu) and splitting tensile strength (qt) according to voids/cement ratio (η/Civ) dosage methodology. The results showed that strength increases with the reduction of voids/cement ratio (η/Civ) and with the increasing of cure time (t). The tensile/compression ratio (qt/qu) is independent of curing time and presents a mean value of 0.15. In addition to these results, other granular soils mixtures with distinct types of cement and different curing times were analysed. A unique normalized curve was fit to unconfined compressive strength (qu) and splitting tensile strength (qt) against voids/cement ratio (η/Civ). At the same time, the effect of the curing type (under stress or atmospheric) was verified through triaxial compression tests with mean effective stresses ranging from 250 kPa to 4000 kPa. In addition, the variation of η/Civ and cure time was evaluated for samples cured under stress. The results show that, in general, by increasing the mean effective stress, the type of cure does not affect the values of the maximum deviatoric stress. The frictional portion is predominant in the stress-strain behavior. The type of cure affects the yielding surface and the stiffness of the samples. It was observed the increase in this properties for samples cured under stress compared to samples cured with atmospheric stress. Based on the outcomes of this study, with satisfactory results, an elastoplastic model with stiffness degradation (using unconfined compressive strength (qu), friction angle (’) and an equivalent strain (  s0.7)) was proposed to simulate the stress-strain behaviour of artificially cemented sands in triaxial tests.

Cada vez mais freqüente a utilização de técnicas tradicionais da engenharia geotécnica depara-se com obstáculos de caráter econômico e ambiental. A técnica do solo-cal torna-se atrativa quando o melhoramento das propriedades do solo do local constitui-se numa alternativa de projeto. A técnica de tratamento de solos com cal encontra aplicação, por exemplo, na construção de bases para pavimentos, na proteção de taludes em barragens de terra e como camada de suporte para fundações superficiais. Entretanto, ainda não existem metodologias de dosagem e projeto das misturas de solo-cal baseadas em critérios racionais como existe no caso do concreto, onde a relação água/cimento desempenha papel fundamental na obtenção da resistência desejada. Nesse sentido, este estudo tem por objetivo quantificar a influência da quantidade de cal, da porosidade e do teor de umidade de moldagem, sobre a resistência de um solo arenoso tratado com cal e rocha basáltica pulverizada, avaliar a adequação do uso das relações água/cal e vazios/cal na estimativa da sua resistência à compressão simples e comparar as variáveis envolvidas com amostras tratadas com cimento em iguais proporções. Para isso foram realizados ensaios de compressão simples e medidas de sucção matricial. Os resultados mostram que a resistência à compressão simples cresceu linearmente com o aumento da quantidade de cal e exponencialmente com a redução na porosidade da mistura compactada. Além disso, a variação do teor de umidade de moldagem não afetou consideravelmente a resistência à compressão simples em misturas compactadas numa mesma massa específica aparente seca. Verificou-se que, para o solo-cal no estado nãosaturado (estado em que normalmente se encontram os aterros compactados), a relação água/cal não é um bom parâmetro para estimativa da resistência à compressão simples. Ao contrário, a relação vazios/cal, assim como a relação vazios/cimento, definido pela razão entre a porosidade da mistura compactada e o teor volumétrico de aglomerante, ajustado por um expoente, demonstraram ser o parâmetro mais adequado na estimativa da resistência à compressão simples do solo-cal e do solo-cimento estudado. / Not rarely, the use of traditional techniques in geotechnical engineering faces obstacles of economical and environmental nature. The soil-lime technique becomes attractive when the improvement of the local soil is a project alternative. The treatment of soils with lime finds application, for instance, in the construction of pavement base layers, in slope protection of earth dams and as a support layer for shallow foundations. However, there are no dosage methodologies and design based on rational criteria as it exists in the case of concrete technology, where the water/cement ratio plays a fundamental role in the assessment of the target strength. In that sense, this study aims to quantify the influence of lime amount, the porosity and the moisture content on the strength of a sandy soil treated with lime and pulverized basaltic rock, as well as to evaluate the use of a water/lime ratio and a voids/lime ratio to assess its unconfined compression strength and to compare the evaluated variables with samples treated by cement in the same proportions. A number of unconfined compression tests and measures of matric suction were carried out. The results show that the unconfined compression strength increased linearly with the increase of the lime amount and exponentially with the reduction on the porosity of the compacted mixture. Besides, the change on the moisture content doesn’t remarkably affected the unconfined compression strength of mixtures compacted in the same dry density. It was verified that, for the soil-lime in the unsaturated state (state usually met in compacted fills), the water/lime ratio is not a good parameter for assessment of unconfined compression strength. In the other hand, the voids/lime ratio, as well as the voids/cement ratio, defined by the reason between the porosity of the compacted mixture and the volumetric binder content, adjusted by an exponent, demonstrated to be the most appropriate parameter in the estimate of unconfined compression strength of the studied soil-lime and soil-cement.

Cada vez mais freqüente a utilização de técnicas tradicionais da engenharia geotécnica depara-se com obstáculos de caráter econômico e ambiental. A técnica do solo-cal torna-se atrativa quando o melhoramento das propriedades do solo do local constitui-se numa alternativa de projeto. A técnica de tratamento de solos com cal encontra aplicação, por exemplo, na construção de bases para pavimentos, na proteção de taludes em barragens de terra e como camada de suporte para fundações superficiais. Entretanto, ainda não existem metodologias de dosagem e projeto das misturas de solo-cal baseadas em critérios racionais como existe no caso do concreto, onde a relação água/cimento desempenha papel fundamental na obtenção da resistência desejada. Nesse sentido, este estudo tem por objetivo quantificar a influência da quantidade de cal, da porosidade e do teor de umidade de moldagem, sobre a resistência de um solo arenoso tratado com cal e rocha basáltica pulverizada, avaliar a adequação do uso das relações água/cal e vazios/cal na estimativa da sua resistência à compressão simples e comparar as variáveis envolvidas com amostras tratadas com cimento em iguais proporções. Para isso foram realizados ensaios de compressão simples e medidas de sucção matricial. Os resultados mostram que a resistência à compressão simples cresceu linearmente com o aumento da quantidade de cal e exponencialmente com a redução na porosidade da mistura compactada. Além disso, a variação do teor de umidade de moldagem não afetou consideravelmente a resistência à compressão simples em misturas compactadas numa mesma massa específica aparente seca. Verificou-se que, para o solo-cal no estado nãosaturado (estado em que normalmente se encontram os aterros compactados), a relação água/cal não é um bom parâmetro para estimativa da resistência à compressão simples. Ao contrário, a relação vazios/cal, assim como a relação vazios/cimento, definido pela razão entre a porosidade da mistura compactada e o teor volumétrico de aglomerante, ajustado por um expoente, demonstraram ser o parâmetro mais adequado na estimativa da resistência à compressão simples do solo-cal e do solo-cimento estudado. / Not rarely, the use of traditional techniques in geotechnical engineering faces obstacles of economical and environmental nature. The soil-lime technique becomes attractive when the improvement of the local soil is a project alternative. The treatment of soils with lime finds application, for instance, in the construction of pavement base layers, in slope protection of earth dams and as a support layer for shallow foundations. However, there are no dosage methodologies and design based on rational criteria as it exists in the case of concrete technology, where the water/cement ratio plays a fundamental role in the assessment of the target strength. In that sense, this study aims to quantify the influence of lime amount, the porosity and the moisture content on the strength of a sandy soil treated with lime and pulverized basaltic rock, as well as to evaluate the use of a water/lime ratio and a voids/lime ratio to assess its unconfined compression strength and to compare the evaluated variables with samples treated by cement in the same proportions. A number of unconfined compression tests and measures of matric suction were carried out. The results show that the unconfined compression strength increased linearly with the increase of the lime amount and exponentially with the reduction on the porosity of the compacted mixture. Besides, the change on the moisture content doesn’t remarkably affected the unconfined compression strength of mixtures compacted in the same dry density. It was verified that, for the soil-lime in the unsaturated state (state usually met in compacted fills), the water/lime ratio is not a good parameter for assessment of unconfined compression strength. In the other hand, the voids/lime ratio, as well as the voids/cement ratio, defined by the reason between the porosity of the compacted mixture and the volumetric binder content, adjusted by an exponent, demonstrated to be the most appropriate parameter in the estimate of unconfined compression strength of the studied soil-lime and soil-cement.