Este trabalho apresenta diversas considerações a respeito do dimensionamento de pavimentos de baixo custo que utilizam solos lateríticos em sua estrutura. Esses pavimentos são construídos para rodovias de baixo volume de tráfego que, apesar de serem utilizadas por pequeno número de veículos diariamente, podem ser solicitadas por veículos muito pesados, provenientes das regiões agrícolas, usineiras e industriais. A despeito dos solos lateríticos não atenderem as especificações tradicionais e das estruturas serem incompatíveis com as normas de dimensionamento vigentes, as soluções de baixo custo têm mostrado um bom desempenho em rodovias de baixo volume de tráfego. Foram estudadas diversas variáveis intervenientes no projeto do pavimento: a composição do tráfego nessas rodovias; o clima atuante no Estado de São Paulo, responsável por umidades de equilíbrio inferiores aquelas nas quais os solos foram compactados; e as propriedades geotécnicas dos solos lateríticos. Foram enfocadas as características desses solos que auxiliam na sua identificação em campo e em laboratório, e que podem ser exploradas para o bom desempenho dos pavimentos. A partir de ensaios de módulos de resiliência, mostra-se a importância da coesão dos solos lateríticos, responsável por sua estabilidade e comportamento adequado em bases de pavimentos. Finalmente, são verificadas as estruturas de pavimentos de baixo custo com base nos conceitos do método norte-americano de dimensionamento de pavimentos de AASHTO-1986. Os resultados corroboram o uso de estruturas esbeltas, normalmente adotadas no Estado de São Paulo. / This thesis proposes to study several aspects of the design of low-cost pavements structurally consisting of lateritic soils. These pavement are utilized for low-volume roads; although used on a daily basis by a small number of vehicles, they might also be requested by heavy trucks typical for agricultural and industrial areas. Thin-layered pavements of lateritic soils have been successfully used in low-volume roads in the State of São Paulo, is spite of the fact that these soils do not conform to traditional specifications and that such structures are not in accordance to current design requirements. Several factors relevant to the pavement design have been analyzed: traffic composition on such roads; climatic conditions of the state of São Paulo, responsible for equilibrium moisture contents lower than those at which the soils were originally compacted; and the geotechnical properties of lateritic soils. Emphasis is given to soil characteristic useful to field and laboratory identification and necessary to ensure good performance of the pavement. The importance of the cohesion of lateritic soils, responsible for the stability and good performance of pavement bases, is demonstrated by means of resilient moduli test results. Finally, the structure of low-cost pavements has been verified within the framework of the AASHTO-1986 pavement design method, The results support the use of thin-layered pavement structures, widely adopted in the State of São Paulo.

Em virtude das várias aplicações do cobre, acredita-se que a demanda por esse metal irá aumentar nos próximos anos, e consequentemente, o seu preço. Dessa forma, as mineradoras enfrentam o desafio de aprimorar e aperfeiçoar os processos produtivos a fim de atender sua futura demanda. Frações de cobre podem ser encontradas no licor de lixiviação do minério limonítico de níquel e a troca iônica com adsorvente sólido é uma das tecnologias disponíveis para promover a sua recuperação e o seu reaproveitamento. O presente trabalho teve como objetivo estudar o processo de adsorção dos íons de cobre presente em um licor sintético baseado no licor de lixiviação atmosférica do minério limonítico de níquel através de um sistema de resina de troca iônica utilizando a resina quelante Dowex XUS43605. A viabilidade da técnica escolhida foi analisada em função da influência de parâmetros por meio de ensaios em batelada e coluna de leito fixo utilizando uma solução sintética. O tempo de contato, o pH, a massa de resina e a temperatura foram avaliados. A resina quelante Dowex XUS43605 mostrou-se mais seletiva para o cobre em pH igual a 1,5, tendo sido definido esse pH como o de trabalho. Verificou-se que 1g é uma dosagem suficiente para recuperar o cobre da solução em escala laboratorial considerando 50mL de solução sintética. O incremento na temperatura não alterou a adsorção do cobre pela resina, sendo determinado que a temperatura de trabalho esteja entre 25-35°C. O modelo de isotermas de adsorção de Langmuir apresentou melhor ajuste entre a resina e o cobre do que os modelos de Freundlich e de Temkin. O modelo cinético pseudosegunda-ordem descreveu o processo de adsorção considerando a quimiossorção como a etapa limitante. Os ensaios em coluna de leito fixo possibilitaram a produção de uma solução com concentração reduzida de Cu2+ em 93% na etapa de carregamento. Pela etapa de eluição com ácido sulfúrico (H2SO4) 1mol/L, obteve-se uma solução 10 vezes mais concentrada em Cu2+ com relação à solução sintética. A solução resultante da etapa de eluição seguiu para os ensaios de precipitação, a qual permitiu a separação do cobre dos íons metálicos pela ação do agente precipitante CaCO3 e a geração de um precipitado composto por três fases: brochantite [Cu4SO4(OH)6], posnjatike [Cu4SO4(OH)6.H2O] e gesso (CaSO4.2H2O). / Considering the various applications of copper, it is believed that the demand for copper will increase in the coming years and, consequently, its price. Hence, the mining companies face the challenge of improving the productive processes to supply their future demand. Copper fractions can be found in liquor leaching nickel limonite ore and ion exchange with solid adsorbent is one of the available technologies which promote its recovery and reuse. The present work was aimed at studying the adsorption process of copper ions present in a synthetic liquor based on the atmospheric leaching liquor of the nickel limonite ore through an ion exchange resin system using Dowex XUS43605 chelating resin. The feasibility of the chosen technique was analyzed in relation to the influence of parameters by means of batch and fixed bed tests using a synthetic solution. The contact time, pH, amount of resin and temperature were evaluated. Dowex XUS43605 chelating resin showed to be more selective for copper at pH 1.5, and this pH was defined as the working pH. It has been found that 1g is a sufficient dosage to recover copper from the solution on a laboratory scale considering 50mL of synthetic solution. The increase in temperature did not change the adsorption of the copper by the resin, and it was determined that the working temperature is between 25-35°C. The Langmuir adsorption isotherms model showed a better fit between resin and copper than the Freundlich and Temkin models. The pseudosecond-order describes the sorption process and it indicates that the rate-limiting step is chemisorption. The fixed bed column tests allowed the production of a solution with reduced concentration of Cu2+ in 93% the loading step. By the elution step with 1mol/L of sulfuric acid (H2SO4), a solution 10 times more concentrated in Cu2+ was obtained in relation to the synthetic solution. The solution from the elution step followed to the precipitation tests, which allowed the separation of copper from the metal ions by the action of the precipitating agent CaCO3 and the generation of a precipitate composed of three phases: brochantite [Cu4SO4(OH)6], posnjatike [CuSO4(OH)6.H2O] and gypsum (CaSO4.2H2O).

This thesis presents a study of the behavior of a soil profile typical of the Santo Ângelo city, the board is tested. This study aimed to investigate the behavior of natural soil, waterlogged, compacted and with addition of cement for their application in shallow foundations. The load tests were conducted in an area next to the building of the laboratories of the Civil Engineering Course, at Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões , URI, in Santo Ângelo. The geotechnical characterization tests were conducted in disturbed and undisturbed samples collected from trenches and pits during the test plate. Pedologicaly soil consists of a thick surface horizon (horizon A and B) classified as Typic. This texturally soils were classified as silty clays and silty clays, sandy, porous and unsaturated. In terms of resistance of these soils show a cohesion of 10 kPa and a friction angle of 32 degrees. These values are reduced as flooded, mainly in relation to cohesion. The flooding also reduces the strength parameters, causes a collapse that was assessed by means of direct shear tests and compression tests contained doubles. The collapse of values measured was between 1% and 3%. The effect of flooding there was also confined compression tests, with the stress reduction of pre-densification and increased compressibility. In plate tests verified the influence of flooding on the deformability and strength of these soils. Flooding increased deformability and reduced the resistance, but it was found that a natural rain prior to testing in natural soil was more effective than a process of artificial flooding. For tests on compacted soil and soil-cement had decreased deformability and increased resistance of these soils. This increased rigidity and resistance was more intense in the soil-cement. Therefore, the use of compression techniques and the addition of cement increases the load capacity of soils for use in shallow foundations. / Esta dissertação apresenta um estudo do comportamento de um perfil de solo típico da cidade de Santo Ângelo, submetido a ensaios de placa, cujo principal objetivo é verificar o comportamento do solo natural, inundado, compactado e com adição de cimento visando a sua aplicação em fundações superficiais. As provas de carga foram realizadas numa área ao lado do prédio dos laboratórios do Curso de Engenharia Civil da Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai das Missões (URI), na cidade de Santo Ângelo. Os ensaios de caracterização e geotécnicos foram realizados em amostradas deformadas e indeformadas, coletadas em trincheira e cavas durante os ensaios de placa. Pedologicamente o solo é constituído por um espesso horizonte superficial (horizonte A e B), classificado como Latossolo. Texturalmente esse solos foram classificados como argilas siltosas e argilas siltoarenosas, porosas e não saturadas. Em termos de resistência, eles apresentam uma coesão de 10 kPa e um ângulo de atrito de 32º. Esses valores são reduzidos tanto quanto inundados, principalmente em relação à coesão. A inundação, além de reduzir os parâmetros de resistência, ocasiona um colapso que foi avaliado por meio dos ensaios de cisalhamento direto e ensaios de compressão confinada duplos. Os valores de colapso medidos situaram-se entre 1% e 3%. O efeito da inundação verificou-se também nos ensaios de compressão confinada, com a redução da tensão de pré-adensamento e o aumento da compressibilidade. Nos ensaios de placa, verificou-se a influência da inundação na deformabilidade e resistência desses solos. A inundação aumentou a deformabilidade e diminuiu a resistência, mas verificou-se que uma chuva natural, anterior ao ensaio, no solo natural, foi muito mais efetiva que um processo de inundação artificial. Nos ensaios realizados no solo compactado e solo-cimento, ocorreu uma diminuição da deformabilidade e aumento da resistência desses solos. Esse aumento de rigidez e resistência foi mais intenso no solo-cimento. Portanto, a utilização de técnicas de compactação e adição de cimento aumenta a capacidade de carga de solos para utilização em fundações superficiais.

Cette étude porte sur les matériaux graveleux latéritiques utilisés dans de nombreux pays pour la construction des couches de fondation et de base des chaussées routières. Au Sénégal, les matériaux sont sélectionnés par référence aux règles du CEBTP de 1972, révisées en 1980. Les graveleux latéritiques doivent respecter des fuseaux granulométriques avant ou après compactage. Des conditions sont aussi imposées à l'indice CBR, à l'indice de plasticité et à l'optimum Proctor. Les recherches présentées dans ce rapport concernent différentes questions :- quel est l'effet du compactage à différentes énergies sur la fragmentation des particules solides et la modification de la courbe granulométrique ? Comment en tenir compte dans la sélection des matériaux et donc leur classification ? Comment se comportent ces matériaux dans les chaussées sous l'effet du compactage à la mise en œuvre puis de la circulation ?- peut-on trouver une corrélation entre l'indice CBR et les paramètres granulométriques ou géotechniques du sol ? Les corrélations sont-elles valables pour tous les sites ou seulement à l'échelle d'une carrière ?- comment réagit le sol graveleux latéritique lorsqu'on le mélange avec un autre matériau dépourvu de particules fines pour améliorer sa plasticité et sa résistance ?- comme une partie des recherches a eu lieu au Brésil, le rapport compare les procédures expérimentales utilisées au Brésil et au Sénégal. La pertinence de l'utilisation des coefficients de fragmentabilité et dégradabilité, introduits dans la classification des sols latéritiques de Rodrigues et al. pour caractériser l'évolution des graveleux latéritiques, a été évaluée par des essais de laboratoire sur le matériau de la carrière de Lam-Lam et le même matériau mis en œuvre en couche de base sur deux routes du Sénégal. Le coefficient de dégradabilité ne différencie pas les matériaux et le coefficient de fragmentabilité semble être un meilleur paramètre. L'étude de l'évolution des classes granulaires des latérites de deux carrières du Sénégal et deux carrières du Brésil sous compactage CBR confirme l'importance de la fragmentation des particules les plus grandes et le décalage des courbes granulométriques vers les sols plus fins, mais ces changements dépendent de la nature des latérites testées. Il en résulte que l'étude des matériaux graveleux latéritiques doit continuer de se faire à l'échelle de la carrière. La méthode de régression linéaire multiple a été appliquée à la prévision de l'indice CBR des matériaux prélevés dans deux carrières sénégalaises (40 prélèvements à Sindia et 46 à Dougar). Cette étude a montré que l'on peut trouver des approximations acceptables à l'échelle de chaque carrière pour calculer l'indice CBR à partir des courbes granulométriques et à partir de six paramètres choisis pour leur influence potentielle sur cet indice : le passant au tamis 80µm, les caractéristiques de courbure et d'étendue de la courbe granulométrique, l'indice de plasticité et les caractéristiques Proctor. Mais les formules établies sur un site sont inadaptées à la prévision de l'indice CBR sur d'autres sites, ce qui confirme que les analyses doivent se faire à l'échelle de la carrière. La lithostabilisation des latérites de Lam-Lam et de Sindiapar mélange avec 30% et 10% de sable de KeurMassar pour abaisser leur indice de plasticité naturel a eu l'effet attendu sur la plasticité, tout en respectant les critères granulométriques. Mais l'effet de l'ajout du sable sur l'indice CBR est inattendu et devra être étudié : diminution pour la latérite de Lam-Lam et augmentation pour la latérite de Sindia. La comparaison des normes françaises et brésiliennes a montré que, malgré de légères différences, les résultats sont globalement équivalents. La plus grande différence concerne l'indice CBR, qui est déterminé avec des énergies de compactage différentes et donne des résultats plus faibles au Brésil. Mais les conditions imposées aux matériaux sont adaptées à ces valeurs / This study is devoted to the gravelly lateritic soils used in many countries as foundation and base layers of road structures. In Senegal, road materials are selected according to the CEBTP 1972 rules, which were revised in 1980. Lateritic gravel grain size curves must lay between lower and upper limit curves before or after compaction. Additional conditions are put on CBR index, plasticity index and modified Proctor optimum. The researches presented in this report concern various aspects of the use of lateritic soils:- what is the influence of compaction at different energy levels on the fragmentation of solid particles and the changes in the grain-size curve? How can particle fragmentation be taken into account in the selection and classification of materials? What is the behaviour of lateritic gravels in road pavements once they have been compacted then submitted to traffic?- can a relation be found between CBR index and grain size curve and other geotechnical properties of the soil? Are correlations valid for all sites or only for a particular quarry?- what is the evolution of a gravelly lateritic soil when it is mixed with another material without fines to improve its plasticity and resistance?- since part of the research was made in Brazil, experimental procedures used in Brazil and Senegal, where French standards are used, are compared. The relevance of fragmentability and degradability coefficients, which are used in the classification for lateritic soils proposed by Rodriguez et al., to characterize the evolution of lateritic gravels was assessed by means of laboratory tests on samples from Lam-Lam quarry and samples of the same material taken from the base layer of two roads sections in Senegal. The degradability coefficient does not differentiate the materials and the coefficient of fragmentability seems to be a better parameter. The evolution of granular classes of laterites taken from two quarries in Senegal and two quarries in Brazil, which were submitted to CBR compaction, confirms the importance of the fragmentation of the bigger particles and the shift of grain size curves towards finer soils, but these changes depend on the nature of the tested laterites. As a consequence, the study of gravelly lateritic materials must still be done at the scale of a quarry. Multilinear regression techniques were applied to the prediction of CBR index of materials taken from two Senegalese quarries (40 samples from Sindia quarry and 46 from Dougar quarry). It was shown that acceptable approximations can be found for each quarry to calculate CBR index from grain size curves, on one side, and from the values of six parameters, which were deemed to influence the CBR index value: mass percentage of particles finer that 80µm (C0,08mm), curvature and extension coefficients of the grain size curve (CUL et CCL), plasticity index (IP) and Proctor characteristics (wOPM et ρdOPM). Nevertheless, the formula established for a given site cannot be used for predicting CBR index on another site. This confirms that analyses should be made at the scale of a quarry. Lithostabilisation of Lam-Lam and Sindia laterites by adding 30% and 10% of sand from KeurMassar quarry, which aimed at reducing the plasticity index of these laterites, had the expected effect on plasticity, while conforming to granularity criteria. But the addition of sand on CBR index had contradicting effects, which should be further studied: decrease of CBR index for Lam-Lam laterite and increase of CBR index for Sindia laterite. The comparison of French and Brazilian standards showed that, despite slightly differing procedures, the results are globally equivalent. The biggest difference concerns CBR index, which is determined using different compaction energies and yields smaller values in Brazil. But the conditions put on materials are adapted to these values

A fundação direta é limitada em solos colapsíveis pois o efeito do colapso é mais acentuado nas camadas superficiais do terreno. Diante deste cenário, nesta pesquisa foi avaliada uma nova técnica de reforço de solo com a finalidade de viabilizar o uso de fundações diretas para controlar e reduzir o recalque das fundações devido ao colapso. A técnica proposta consiste na execução de colunas de solo laterítico compactado, inseridas na camada colapsível. O processo de compactação das colunas provoca a densificação do solo ao seu entorno, e consequentemente reduz a compressibilidade da massa de solo reforçado. Neste trabalho também foi verificado se a compactação radial do solo em torno da coluna estava relacionada com a geometria do pilão utilizado. Para compreender estes efeitos, foram realizados ensaios em laboratório, em escala reduzida, para avaliar qualitativamente duas geometrias de pilões diferentes, uma cônica e outra cilíndrica (tradicionalmente utilizada na engenharia de fundações). Como resultado desta análise, concluiu-se que a geometria cônica apresentou uma maior compactação lateral do solo no entorno da coluna, comparando-se com a geometria cilíndrica. Para analisar a eficiência do método de reforço proposto, foram executadas e ensaiadas colunas em escala real no solo colapsível do Campo Experimental de Fundações da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. Para esta análise, foram realizadas provas de carga em placa em solo com e sem reforço. Os ensaios foram realizados com e sem a inundação do terreno para se verificar o efeito da inundação no comportamento do solo reforçado. Desta forma, foi possível avaliar o ganho de capacidade de carga e a redução dos recalques devido à execução dos elementos de reforço ensaiados. Por meio dos resultados obtidos nas provas de carga em placa constatou-se a eficiência do método na redução do recalque e no aumento da capacidade de carga. Comparando-se as curvas dos ensaios de placa com e sem reforço, observou-se um aumento da capacidade de carga de quatro vezes em consequência da instalação do reforço. / The use of shallow foundation is limited on collapsible soils due to the collapse effect pronounced in superficial layers. Considering this scenario, this research presents a new soil reinforcement technique in order to reduce the settlement of foundations due to the collapse. The proposed technique involves the execution of compacted lateritic soil columns inserted into the collapsible soil. The compaction of these columns causes the densification of the surrounding soil and consequently reduces compressibility of the reinforced soil mass. In this work, it was also evaluated the effect of the hummer geometry on the radial compaction of the soil around the column. For this evaluation, laboratory tests were conducted using two different geometries of hammer, one conical and other cylindrical (traditionally used in foundation engineering). The results showed that the conical geometry provided greater lateral compaction of the soil around the column compared to the cylindrical geometry. The efficacy of the compacted lateritic soil columns was evaluated by the results of plate load tests performed on the collapsible soil of the Experimental Field of the University of São Paulo in São Carlos city. The tests were carried out on a plate installed in the ground with and without reinforcement. The gain on bearing capacity and settlement reductions due to the reinforcement were verified by using these tests results. The tests were performed in natural and in flooded condition to verify the efficiency of the soil reinforcement in the flooding situation. Based on the results of the plate load tests, it was verified the efficacy of the method to reduce the effect of collapse. The load-displacement curves of the load tests showed that the solution evaluated provided an increase of 400% on the ultimate capacity of the plate installed on the collapsible soil tested in this investigation.

O depósito de níquel laterítico de Niquelândia, GO, Brasil, é considerado um dos mais importantes depósitos desta natureza no país, em razão de sua dimensão, seus teores ligeiramente mais elevados e associação com argilominerais. Desde a década de 70, autores como Trescases e Santos já estudavam seus argilominerais detentores de níquel. Este depósito difere dos cubanos e australianos, pois os primeiros têm o níquel associado aos minérios oxidados e os segundos à serpentina. Em Niquelândia, o níquel está associado principalmente às esmectitas e vermiculitas. A existência destes argilominerais ricos em níquel torna o processo hidrometalúrgico aplicado em Niquelândia o menos recomendado, o que pode ser verificado através de perdas significativas de níquel no rejeito, principalmente no que se refere ao minério silicatado. Estas perdas estão relacionadas com a formação de silicatos de magnésio, como piroxênios, anfibólios e olivinas ainda durante o processo de moagem do minério, isto ocorre devido à técnica aplicada para a redução da umidade. A formação destes minerais retém o níquel em suas estruturas, não permitindo que este seja solubilizado na etapa de lixiviação amoniacal. Em Niquelândia, o principal portador de níquel é a esmectita, no entanto, são identificadas esmectitas di e trioctaédricas, quase sempre associadas. Estas variam desde um extremo trioctaédrico rico em níquel, praticamente refratário ao processo Caron, à esmectitas dioctaédricas de ferro, de baixos teores de níquel, mas com boa recuperação junto ao processo. Contudo, predominam no depósito esmectitas di e trioctaédricas de composições variadas de Fe-Mg-Ni, classificadas como montmorillonitas/stevensitas. Uma maneira de minimizar as perdas de recuperação de níquel seria exercer maior controle sobre a alimentação da usina, de forma a reduzir a proporção de minério silicatado do tipo esmectita trioctaédrica, aumentando a proporção de minério oxidado+minério silicatado de esmectitas dioctaédricas. / The nickel lateritic ore from Niquelândia Goiás - is one of the most important and well known Ni lateritic deposits in Brazil. High nickel contents, the deposit dimension and also, their associations with clay minerals are the main reasons for researchers, such as Trescases and Santos, to have studied it in the 1970s. The Cuban and Australian deposits have nickel associated to oxidized ores and serpentine, respectively, but at Niquelandia, nickel is specially associated to smectites and vermiculites. The Caron Process is not the most suitable for treating Ni-bearing clay minerals, as those present in Niquelândia. Consequently, there are many losses related to silicated ore. The reduction temperature used in the Caron process in the reduction step can form minerals, such as pyroxene, amphibole and olivine. These minerals trap Ni inside their structure; hence, the ammoniacal solution can not access this element and solubilize it. The main Ni-bearing clay mineral observed in Niquelândia is smectite. Actually, the silicated ore is composed by a mixture of smectites. One of them is a Ni-trioctahedral one, which is not affected by ammoniacal leaching; however, it has a significant amount of nickel. On the other hand, a dioctahedral Fe-rich smectite, has high Ni recoveries, but its nickel content is lower. Samples composed by a mixture of di and trioctahedrals smectites - Fe-Mg-Ni montmorillonite/stevensite are the most common. Considering all these factors, the losses related to Ni-recoveries can be avoided by a better feed control. The ideal feed should be an oxidized ore + silicate ore composed by dioctahedrals smectites. The Ni trioctahedral smectite should be avoided.

Esta pesquisa apresenta uma contribuição ao entendimento do efeito da variação do estado de tensões e variação de umidade na compactação, na suscetibilidade à deformação permanente dos solos de subleito. Assim, um programa experimental foi desenvolvido considerando as variáveis o estado de tensões e a umidade, que são importantes na análise da evolução da deformação permanente dos solos de subleito. Para esta avaliação, foi utilizado um solo arenoso laterítico proveniente da região de Dois Córregos, estado de São Paulo, Brasil. Foram realizados ensaios de caracterização e ensaios triaxiais de cargas repetidas (módulo de resiliência e deformação permanente). Adicionalmente, foi analisado o efeito do acúmulo de deformação permanente nos valores de módulo de resiliência, que foi efetuado a partir de ensaios realizados antes e após o ensaio de deformação permanente. Além disso, de posse dos resultados de deformação permanente foi verificada a ocorrência do Shakedown. Concluiu-se que um aumento de tensões causa um aumento na deformação permanente, não sendo possível avaliar o efeito da variação de umidade na deformação permanente. Observou-se a ocorrência do Shakedown, porém não foi possível definir seu limite. Não foi possível o enquadramento da deformação permanente no modelo de Monismith, sendo proposto, por meio de regressão múltipla, um modelo para avaliação da deformação permanente, considerando as variáveis, umidade, número de aplicações de carga e estado de tensões. / This research presents a contribution to understanding the effect of the variation of the state of stress and water content in the evolution of the permanent deformation of subgrade soils. A lateritic sandy soil from the region of Dois Córregos, State of São Paulo, Brazil, was used throughout the characterization and triaxial repeated loads tests (resilient module and permanent deformation tests). Additionally, it was analyzed the effect of the accumulation of permanent deformation in the values of resilient module from tests performed before and after the permanent deformation tests, as well as it was verified the occurrence of Shakedown. It was concluded that an increase of stress causes an increase in permanent deformation, but it was not possible to evaluate the effect of the variation of moisture content in permanent deformation. It was also observed the occurrence of Shakedown, but it was not possible to set its limit. Furthermore, it was not possible to fit the permanent deformation testing data in the model of Monismith, being proposed, by means of multiple regression, a model for the assessment of permanent deformation considering the variables moisture content, number of load applications and state of stress.

Um dos maiores problemas do setor da fundição de metais é a produção de resíduos sólidos, constituídos basicamente pelas areias residuais. Geralmente, o uso de aditivos e ligantes no processo de fundição limita a reutilização da areia, o que obriga as indústrias a destinar esse resíduo a depósitos de descarte, apesar da boa qualidade que a areia apresenta para outros usos, principalmente na engenharia civil. No Brasil, a produção de fundidos em 2006 alcançou três milhões de toneladas, com a geração de, aproximadamente, uma tonelada de resíduo para cada tonelada de metal produzida. Nesse sentido, procuram-se alternativas para reutilizar a areia de fundição em grandes quantidades, que permitam reduzir os custos de descarte pelas siderúrgicas e a utilização na construção de pavimentos fornece oportunidades para o reuso nas diferentes camadas estruturais. O objetivo deste trabalho é avaliar o reaproveitamento da areia de fundição como material de construção em sub-bases e bases de rodovias, através de sua incorporação a solos argilosos lateríticos da região de Sertãozinho/SP, que tem grande produção de fundidos e, conseqüentemente, de resíduos e também carece de jazidas de solos arenosos para a construção de rodovias e vias urbanas. No estudo foi utilizada a técnica de montagem de solos artificiais a partir de dois solos lateríticos argilosos e do resíduo areia de fundição e da areia virgem. Os solos artificiais foram submetidos aos ensaios de: limite de liquidez e plasticidade, granulometria por peneiramento e sedimentação, mini-MCV, perda de massa por imersão, mini-CBR, expansão, contração, infiltrabilidade e permeabilidade em corpos-de-prova de dimensões reduzidas e na energia intermediária, CBR na energia intermediária e triaxial dinâmico. Para determinar a periculosidade do resíduo foram executados ensaios ambientais de massa bruta, lixiviação e solubilização. A partir dos resultados obtidos nestes ensaios foi possível analisar a variação das propriedades tecnológicas e ambientais dos solos em função do teor de areia de fundição adicionada. Os solos lateríticos argilosos com 60% de areia de fundição adicionada apresentaram propriedades mecânicas que atendem as especificações do DER-SP (1991) e do Manual de Pavimentação do DNIT (2006). Os ensaios ambientais mostraram que a areia de fundição, utilizada nesta pesquisa, apresenta características que se enquadram dentro dos parâmetros da CETESB, o que permite que o resíduo seja avaliado para seu reaproveitamento na construção de rodovias. Com base na análise dos resultados conclui-se que o resíduo areia de fundição é de uso promissor nas camadas de base e sub-base de rodovias de baixo volume de tráfego. / One of the biggest problems of the foundry industry is the solid residues production, constituted basically by sands. The use of additives and binders in the foundry process reduces the reuse of the sand and the remainder is discarded in industrial landfills or stockpiled on site, although the good quality of the sand as aggregate for manufactured products such as Portland cement, asphalts and geotechnical applications such as road bases, structural fills, embankments and manufactured soils. The foundry production, in year 2007, in Brazil, exceeded three millions tons, and it is had that for each ton of produced metal, a ton of foundry residue results approximately. The long term sustainability, economics and reuse practices suggest that alternative use practices must be done for the foundry sand and the roadways construction supply such opportunities. The purpose of this work is to evaluate the reuse of foundry sand as a construction material for road bases and sub-bases, trough its incorporation to clay lateritic soils from Sertaozinho, Sao Paulo state region. This region has a highly production of foundry metals and residues, and does not have natural sandy soils deposits for the construction of highways and urban roads. The technique used in this study was de soil assembly; foundry sand and virgin sand were mixed with two clay lateritic soils in different proportions. Tests were made in the soil-sand mixes to evaluate the sand addition influence in the mechanic soil behaviour, which are: liquid limit and plastic limit, granulometry, mini-MCV, immersion lost mass, mini-CBR at the intermediate energy, expansion, contraction, CBR at the intermediate energy, infiltrability, permeability and dynamic triaxial. Also, environment tests - leaching and solubility - were made to establish the hazard of the foundry sand. The results show that lateritic clay soils with 60% of foundry sand added has adequate mechanical properties to be used as base and sub-base material for low traffic pavements, according to the DER-SP(1991) specifications and the DNIT Manual Pavement (2006). The environment tests indicate that the foundry sand residue, used in this work, has promising use in road bases and sub-bases.

A fundação direta é limitada em solos colapsíveis pois o efeito do colapso é mais acentuado nas camadas superficiais do terreno. Diante deste cenário, nesta pesquisa foi avaliada uma nova técnica de reforço de solo com a finalidade de viabilizar o uso de fundações diretas para controlar e reduzir o recalque das fundações devido ao colapso. A técnica proposta consiste na execução de colunas de solo laterítico compactado, inseridas na camada colapsível. O processo de compactação das colunas provoca a densificação do solo ao seu entorno, e consequentemente reduz a compressibilidade da massa de solo reforçado. Neste trabalho também foi verificado se a compactação radial do solo em torno da coluna estava relacionada com a geometria do pilão utilizado. Para compreender estes efeitos, foram realizados ensaios em laboratório, em escala reduzida, para avaliar qualitativamente duas geometrias de pilões diferentes, uma cônica e outra cilíndrica (tradicionalmente utilizada na engenharia de fundações). Como resultado desta análise, concluiu-se que a geometria cônica apresentou uma maior compactação lateral do solo no entorno da coluna, comparando-se com a geometria cilíndrica. Para analisar a eficiência do método de reforço proposto, foram executadas e ensaiadas colunas em escala real no solo colapsível do Campo Experimental de Fundações da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. Para esta análise, foram realizadas provas de carga em placa em solo com e sem reforço. Os ensaios foram realizados com e sem a inundação do terreno para se verificar o efeito da inundação no comportamento do solo reforçado. Desta forma, foi possível avaliar o ganho de capacidade de carga e a redução dos recalques devido à execução dos elementos de reforço ensaiados. Por meio dos resultados obtidos nas provas de carga em placa constatou-se a eficiência do método na redução do recalque e no aumento da capacidade de carga. Comparando-se as curvas dos ensaios de placa com e sem reforço, observou-se um aumento da capacidade de carga de quatro vezes em consequência da instalação do reforço. / The use of shallow foundation is limited on collapsible soils due to the collapse effect pronounced in superficial layers. Considering this scenario, this research presents a new soil reinforcement technique in order to reduce the settlement of foundations due to the collapse. The proposed technique involves the execution of compacted lateritic soil columns inserted into the collapsible soil. The compaction of these columns causes the densification of the surrounding soil and consequently reduces compressibility of the reinforced soil mass. In this work, it was also evaluated the effect of the hummer geometry on the radial compaction of the soil around the column. For this evaluation, laboratory tests were conducted using two different geometries of hammer, one conical and other cylindrical (traditionally used in foundation engineering). The results showed that the conical geometry provided greater lateral compaction of the soil around the column compared to the cylindrical geometry. The efficacy of the compacted lateritic soil columns was evaluated by the results of plate load tests performed on the collapsible soil of the Experimental Field of the University of São Paulo in São Carlos city. The tests were carried out on a plate installed in the ground with and without reinforcement. The gain on bearing capacity and settlement reductions due to the reinforcement were verified by using these tests results. The tests were performed in natural and in flooded condition to verify the efficiency of the soil reinforcement in the flooding situation. Based on the results of the plate load tests, it was verified the efficacy of the method to reduce the effect of collapse. The load-displacement curves of the load tests showed that the solution evaluated provided an increase of 400% on the ultimate capacity of the plate installed on the collapsible soil tested in this investigation.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-02-26Bitstream added on 2014-06-13T18:21:09Z : No. of bitstreams: 1 rizzo_rp_me_ilha.pdf: 2484817 bytes, checksum: d447a4c31b21a9373e9067be45abcaad (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As barreiras de proteção ambiental são os dispositivos mais usados na atualidade para reduzir riscos associados à infiltração de fluidos nocivos no subsolo. O presente trabalho dedicou-se ao estudo, em laboratório, de misturas de solo arenoso fino laterítico com cal e cimento para a produção de barreiras desta natureza. Para tanto, foram compactadas misturas a fim de produzir corpos de prova submetidos a ensaios, visando à avaliação da condutividade hidráulica e da capacidade de retenção de soluções de origem orgânica (chorume e água residuária) e inorgânica (soluções contendo os íons K+, Na+ e Cl-) destas misturas. A condutividade hidráulica foi avaliada com ensaios de permeabilidade em duas condições: à carga variável (corpos de prova de 10cm de diâmetro e 12cm de altura) e em área plena (corpos de prova miniatura – 5cm de altura e diâmetro). Para avaliação da capacidade de retenção foram considerados dois tipos de ensaios: em colunas (25cm de altura e 7cm de diâmetro) e em corpos miniatura (5cm de altura e diâmetro). Os resultados obtidos mostram que os materiais produzidos em tais condições atendem aos requisitos técnicos para seu uso como barreiras de proteção ambiental. Os valores de condutividade hidráulica obtidos foram menores que os exigidos e os processos de retenção observados mostraram resultados muito bons para os fluidos de origem orgânica e resultados bastante promissores para as soluções inorgânicas. / Natural liners are the most useful environmental protection systems in order to reduce soil and ground water pollution risks. In this work we made laboratory tests to evaluate hydraulic conductivity and ions retention capability in mixtures produced with soil-cement and soil-lime. Mixtures were compacted, resulting specimens for laboratory tests of hydraulic conductivity and retention capability with organic (leachate and wastewater) and inorganic (solutions with K+, Na+ e Cl-) solutions. For hydraulic conductivity evaluation was used two kinds of tests: variable charge (specimens with 10cm of diameter and 12cm high) and total section test (specimens with 5cm of diameter and high). For retention capability we used also two kinds of tests: column test (specimens with 7cm of diameter and 25cm high) and total section test (specimens with 5cm of diameter and high). Obtained results show that the produced materials obey technical necessities for barriers usage. Hydraulic conductivity obtained show values lesser than the necessary, while capability retention results show good results also for organic and inorganic solutions.