A adoção de técnicas de melhoramento de solos é prática cada vez mais recorrente em obras geotécnicas, contudo, os critérios de dosagem e parâmetros de previsão do comportamento desses solos parecem não acompanhar a evolução tecnológica das referidas técnicas. O parâmetro de estado para areias (ψ) não consegue representar o comportamento de areias artificialmente cimentadas, por levar em consideração apenas a influência do índice de vazios e do estado de tensões. Propõe-se, neste estudo, instituir o índice porosidade/teor volumétrico de cimento (η/Civ) como um parâmetro de estado para areias artificialmente cimentadas, por ser um critério racional que relaciona a porosidade da mistura compactada com o teor volumétrico de cimento adicionado. A partir da utilização desse parâmetro, é possível calibrar a quantidade de cimento e a energia de compactação utilizada, a fim de proporcionar uma mistura que atenda aos requisitos de projeto e que seja viável de executar em obra com os recursos materiais e financeiros disponíveis. O programa experimental compreendeu a realização de 17 ensaios triaxiais, drenados e não drenados, analisados em conjunto com resultados já obtidos em estudos anteriores. Análises do comportamento tensão-deformação, variação volumétrica-deformação axial, geração de poropressão, trajetórias de tensões drenadas e não drenadas, envoltórias de resistência, comportamento tensão-dilatância, da aplicação da teoria do estado crítico e uma breve análise estatística embasaram a comprovação de que o parâmetro η/Civ é adequado para previsão do comportamento de corpos de prova de areia artificialmente cimentados. / The adoption of soil improvement techniques is becoming more frequent in geotechnical works, however, the dosage criteria and the parameters used to predict the soil behavior do not seem to follow the technological evolution of these techniques. The state parameter for sands (ψ) cannot represent the behavior of artificially cemented sands because it considers only the influence of the void ratio and the stress state. It is proposed to establish the porosity/volumetric content of cement (η/Civ) as a state parameter for artificially cemented sands, since it is a rational criterion which relates the porosity of the compacted mixture to the volumetric content of cement added. By using this parameter, it is possible to calibrate the amount of cement and the compaction energy used in order to provide a mixture that meets the design requirements and that is feasible to perform on site construction with the material and financial resources available there. The experimental program included the realization of 17 triaxial testes, performed in the drained and undrained conditions, analyzed simultaneously with other results obtained from previous studies. Analysis of stress-strain behavior, volumetric variation-axial strain, pore pressure development, drained and non-drained stress paths, resistance envelope, stress-dilatation behavior, the application of the critical state theory, and a brief statistical analysis supported that the η/Civ parameter is suitable for predicting the behavior of artificially cemented sand specimens.

O melhoramento de solos com cimento Portland para utilização em camadas de base de fundações rasas, liners de proteção ambiental ou proteção contra erosão em barragens de terra entre outros mostra grandes vantagens econômicas, evitando a necessidade de substituição do solo natural bem como, a necessidade de uma área de despejo. A presente pesquisa tem por objetivo quantificar a relação entre resistência à tração e a compressão de um solo fino (caulim) artificialmente cimentado bem como, quantificar a influência da porosidade, teor de cimento e teor de umidade na resistência à tração das misturas caulim-cimento. Um programa experimental foi delineado com esse objetivo. Dentro da faixa de valores estudados, os resultados mostram que o teor de umidade (w) tem uma influência linear sobre a resistência à tração (qt), ou seja, quanto maior o teor de umidade maior a resistência à tração da mistura estudada. Por fim, a relação vazios/cimento (h/Civ) demonstrou ser válida no dimensionamento de misturas caulim-cimento à tração. A relação resistência à tração/resistência à compressão (qt/qu) não é única para o solo estudado. qt/qu varia em função do teor de umidade de modo não-linear. / The addition of Portland cement to soil in order to base layers for shallow foundations, liners for environmental protection or protection against erosion in earth damns has shown great economic advantages, avoiding the need of soil substitution as well as waste area. This research aim to quantify the relation between tensile and compressive strength for fine grained, artificially cemented soils as well as, quantify the influence of porosity, water content and cement content on tensile strength of kaolin-cement mixtures. An experimental program was designed with this objective. For the range of values studied, results show that water content (w) affects linearly tensile strength (qt) of specimens, bigger the water content bigger the tensile strength of the mixture studied. Besides that, the relation porosity/cement content (h/Civ) has demonstrated to be valid for designing kaolin-cement mixtures under tensile strength. The relation between tensile and compressive strength (qt/qu) is not unique for the soil studied. qt/qu seems to be a function of water content in a non-linear function.

A fim de avaliar a contribuição das ligações cimentantes no comportamento tensão-deformação dos solos cimentados, bem como quantificar a variação das tensões de início de plastificação e incremento de tensão de plastificação em função do índice de vazios de cura, foram realizados dezoito ensaios de compressão isotrópica em amostras artificialmente cimentadas curadas com diferentes tensões confinantes, índices de vazios e teores de cimento. As amostras foram inicialmente adensadas a várias tensões confinantes ao longo da linha de compressão normal do solo sem cimentação, simulando a formação de elementos de solos em diferentes profundidades de um depósito sedimentar cimentado. Após o adensamento, as amostras eram curadas para posterior aplicação de incrementos de tensão isotrópica. Complementarmente, dezenove ensaios triaxiais drenados foram realizados em amostras artificialmente cimentadas curadas sob diferentes tensões confinantes e índices de vazios de forma a analisar as modificações dos parâmetros de resistência, deformabilidade e plastificação em função do índice de vazios e tensão de cura. Por final, um novo modelo matemático foi proposto para simular os ensaios isotrópicos das amostras curadas com diferentes índices de vazios e teores de cura, descrevendo o comportamento teórico dos elementos de solo situados nas diferentes profundidades do depósito fictício de solo cimentado. A capacidade do modelo de simular os resultados dos ensaios isotrópicos para uma gama ampla de índice de vazios de cura e teores de cimento também foi apresentada. Comentários acerca das respostas obtidas com simulações de amostras curadas a altos e baixos índices de vazios, e solicitadas a elevadas tensões isotrópicas, também são apresentadas juntamente com uma análise dos três parâmetros adicionais requeridos pelo modelo em relação ao modelo Cam Clay: um parâmetro de medida de nível de cimentação, um parâmetro definidor do tipo de comportamento da estrutura cimentante (rígido, rígido-plástico, linear, etc.), e um parâmetro que relaciona a magnitude das tensões da estrutura cimentante com o nível de cimentação da amostra. / To evaluate the contribution of cementation on the stress-strain behaviour of cemented soils, as well as to quantify the variation of the initial yielding stress and yielding stress increment based on the curing void ration, a series of eighteen isotropic compression tests were performed en artificially cemented samples cured under different confining stresses, void ratio and cement content. The samples were initially consolidated to different stresses on the normal compression line of the non-cemented soil, in order to simulate the soil formation at different depths in cemented sedimentary deposits. After consolidated, the samples were cured and then isotropic increments of tension were applied. Complementary, nineteen drained triaxial tests were performed on artificially cemented samples cured under different confining stresses and void ratio in order to analyze the modification on the shear strength parameters, deformability and yielding based on the void ratio and curing stress. At the end, a new mathematical model was proposed to simulate the isotropical tests performed on samples cured with different void ratio and cement content, describing the theorical behavior of the soil elements situated on different depths of a fictitious deposit of cement soil. The model’s ability to simulate the results of the isotropic tests performed for a wide range of curing void ratio and cement was also presented. Comments about the simulations of samples cured with low and high void ratios and consolidated to high isotropic stresses are also presented together with an analysis of the three additional parameters required by the model in relation to Cam Clay model: a parameter measuring the cementation level, a parameter defining the kind of cementing structure behaviour (rigid, rigid-plastic, linear, etc.) and a parameter that relates the stress magnitude of the cementing structure with the cementation level of the sample.

O melhoramento de solos com cimento Portland para utilização em camadas de base de fundações rasas, liners de proteção ambiental ou proteção contra erosão em barragens de terra entre outros mostra grandes vantagens econômicas, evitando a necessidade de substituição do solo natural bem como, a necessidade de uma área de despejo. A presente pesquisa tem por objetivo quantificar a relação entre resistência à tração e a compressão de um solo fino (caulim) artificialmente cimentado bem como, quantificar a influência da porosidade, teor de cimento e teor de umidade na resistência à tração das misturas caulim-cimento. Um programa experimental foi delineado com esse objetivo. Dentro da faixa de valores estudados, os resultados mostram que o teor de umidade (w) tem uma influência linear sobre a resistência à tração (qt), ou seja, quanto maior o teor de umidade maior a resistência à tração da mistura estudada. Por fim, a relação vazios/cimento (h/Civ) demonstrou ser válida no dimensionamento de misturas caulim-cimento à tração. A relação resistência à tração/resistência à compressão (qt/qu) não é única para o solo estudado. qt/qu varia em função do teor de umidade de modo não-linear. / The addition of Portland cement to soil in order to base layers for shallow foundations, liners for environmental protection or protection against erosion in earth damns has shown great economic advantages, avoiding the need of soil substitution as well as waste area. This research aim to quantify the relation between tensile and compressive strength for fine grained, artificially cemented soils as well as, quantify the influence of porosity, water content and cement content on tensile strength of kaolin-cement mixtures. An experimental program was designed with this objective. For the range of values studied, results show that water content (w) affects linearly tensile strength (qt) of specimens, bigger the water content bigger the tensile strength of the mixture studied. Besides that, the relation porosity/cement content (h/Civ) has demonstrated to be valid for designing kaolin-cement mixtures under tensile strength. The relation between tensile and compressive strength (qt/qu) is not unique for the soil studied. qt/qu seems to be a function of water content in a non-linear function.

A técnica de solo cimento se apresenta como uma ferramenta eficaz no melhoramento de distintos solos, adequando-os às necessidades da engenharia geotécnica. Tal tratamento do solo se aplica, por exemplo, na construção de bases para plataformas rodo-ferroviárias, camada de suporte para fundações superficiais, na prevenção da liquefação de solos granulares em condições fofas, no encapsulamento de solos contaminados e como barreiras de contenção de contaminação. Dessa forma, o presente estudo visa quantificar a influência da quantidade do cimento e da porosidade em relação ao comportamento mecânico das misturas de solos granulares com cimento. Assim, ensaios de resistência à compressão simples, resistência à compressão diametral, ensaios com bender elements e ensaios triaxiais foram realizados com o objetivo de obter uma metodologia de dosagem de solos granulares com adição de cimento. Para tal, foram utilizados um solo artificial areno-pedregulhoso, um solo arenoso grosso de origem granítica, um solo arenoso fino de origem basáltica, um solo arenoso fino de origem granítica e por último, uma areia fina uniforme, estes últimos três materiais com granulometria semelhante, mas com mineralogia e formato de grãos distintos. Em todos os ensaios foram utilizados cimento Portland CP–V (alta resistência inicial), como agente cimentante e água destilada. Corpos de prova cilíndricos foram moldados com distintos teores de cimento e porosidade. Os ensaios de resistência foram realizados após 7 dias de cura em ambiente com temperatura e umidade controlada. E os ensaios com bender elements foram realizados ao longo do tempo de cura, até 7 dias. Por último foi realizada a análise e comparação de todos os dados obtidos juntamente com outros materiais já estudados, no intuito de aprimorar o entendimento da técnica e da metodologia de dosagem de solo cimento. / The soil cement technique itself is an effective tool in the improvement of different soils, adapting them to the needs of geotechnical engineering. Such treatment of the soils might be used in the construction of road subgrades, railway platform subgrades, support layers for shallow foundations, in the encapsulation of contaminated soils in liquefaction prevention of loose granular soils and in barriers for containment of contamination. Thus, this study aimed at measuring the influence of the amount of cement and porosity on the mechanical behavior of granular soils – cement mixtures. Thus, unconfined compression, Brazilian tensile, bender elements and triaxial tests were carried out in order to obtain a dosage methodology for granular soils treated with cement. To this end, an artificial sand-gravel soil, a fine sand soil of basaltic origin, a fine sand soil of granitic origin and lastly, a coarse sandy soil, also of granitic origin were used. Early strength Portland cement was used as cementing agent, as well as distilled water. Cylindrical specimens were cast with different levels of cement and porosity. Strength tests were performed after 7 days curing in an environment with controlled temperature and humidity. Assays were performed using bender elements throughout the curing time, up to 7 days. Finally, a full analysis was performed using data obtained in present work, together with results of other granular soils treated with cement obtained through a literature review, in order to improve understanding of soil cement technique and enhance a dosage methodology of soil cement.

The goal of this work is to understand how the wear and deformation mechanisms of hardmetalinserts change when the cobalt binder phase is replaced with a dierent metal or analloy. The focus is on inserts for steel turning. The work presented in this licentiate thesisconsists of the rst steps.Cobalt is the most common binder phase in hardmetal tools based on tungsten carbide asthe hard phase. Metallic cobalt powder, present during the manufacturing, has been associatedwith lung diseases and an increased risk for lung cancer if inhaled. Therefore it is importantto investigate alternative binders as one possible solution.This work studies binder phase alloys from the iron-nickel-cobalt system. These alloyscan be either austenitic, martensitic or a mixture of the two phases. By changing the binderphase composition to change the crystal structure it is possible to tailor the macroscopic mechanicalproperties of the material. It is also possible to tailor the composition in such a waythat the binder is transformation toughening, forming martensite as a response to mechanicaldeformation.The majority of inserts for steel turning are coated, and it is important to investigate if thehardmetals with alternative binder can be coated and if the coating adhesion is sucient forsteel turning.Four dierent alternative binder alloys and one reference with cobalt binder coated bychemical vapour deposition were investigated by scratch testing to determine the adhesion.The scratch test adhesion was sucient on all samples, but signicant variations in coatingadhesion were found.One alternative binder with 86wt%Ni and 14wt%Fe and a reference with cobalt binder manufacturedto mimic state of the art turning inserts were tested in steel turning. The alternativebinder grades had a lower resistance to plastic deformation and this was attributed to earlyaking of the coating due to a lower coating adhesion. Focused ion beam and scanning electronmicroscopy were used to study the deformation of the hard metal in the used cuttinginserts.

This diploma thesis view to problem electrical discharge sinking. Forth with deal production of indexable insert cemented carbide and application electrical discharge sinking at this technology.

This thesis is focused on cutting tools made of cemented carbides. It contains analysis of cemented carbides for uncoated and coated cutting tools. It contains examples of modern tools for turning, milling and drilling. Practical part of this thesis evaluates and compares cutting properties of two types of spiral drills.

The aim of this thesis is a complex processing of obtained technical findings in the area of cutting materials, especially the evaluation and comparison of work possibilities recommended by prime world manufacturers for effective usage and application of coated and uncoated cemented carbides. Characteristics of cemented carbides in terms of production, marking method, physical and mechanical properties and application. Comparison of cemented carbides in the range of production of the most significant world tool and cutting material producers. Cutting efficiency evaluation of the tool. Recommended areas and operating conditions for effective usage of cemented carbides and their technical economic evaluation.

This thesis deals with modern cutting cemented carbide tools. In the first section are stated several basic innovations already used tools for basic machining operations, which is turning, milling and drilling. It continues with analysis of single materials for production of cemented carbides, non coated as well as coated and with comparing of their properties. There are listed the basic cutting properties of the cutting tools after that. The penultimate point of the work is optimization of the basic machining operations, namely roughing and finishing, for a given application, which is in this case turning on the lamp stand. Finally, everything is summed up and evaluated in the conclusion.