Considering the similarity between the mechanical behavior of artificially cemented soils and
rock masses, this study proposes a methodology to obtain the envelopes resistance of
artificially cemented soils, using the Hoek-Brown failure criterion. The proposed
methodology consists basically in performing two triaxial tests, with the soil non-cemented
and cemented with a high cement content, and estimate the strength envelopes for
intermediate cement contents, using the equations presented in this research. To develop the
methodology, initially, a number of unconfined compression tests and triaxial tests were
carried out in order to quantify the influence of the porosity/cement ratio (n/Civ) on the
strength parameters of the cement mixtures used. From the tests results and the Hoek-Brown
failure criterion, new equations were developed to calculate the envelope parameters (a, m, s),
as functions of porosity/cement ratio. The proposed method was applied to triaxial tests data
presented in four different studies and the results showed that the Hoek-Brown envelope is
suitable to represent the resistance of artificial cemented soils, being able to incorporate the
effects caused by the confining pressure and by the cement content. The envelopes estimated
and those obtained from the triaxial tests were very close, indicating that the proposed
methodology can be used with a reasonable degree of reliability. The results obtained with the
proposed methodology were used to simulate, by the Finite Element Method, the pressuresettlement
behavior and the variation of the safety factor of a shallow foundation bearing on a
double-layered system formed by an artificially cemented soil layer overlaying a soil stratum.
The simulations were performed using as variables the cement content of the enhanced layer
and the relationship between the thickness of the treated layer (H) and the diameter of the
foundation (D). The results show that the use of artificially cemented layers considerably
increases the vertical pressure required for an specific settlement and also the foundation
safety factor. Thus, the execution of shallow foundations, replacing deep foundations,
becomes feasible / Considerando a semelhanÃa existente entre o comportamento mecÃnico dos solos
artificialmente cimentados e dos maciÃos rochosos, o presente trabalho propÃe uma
metodologia para a obtenÃÃo das envoltÃrias de resistÃncia dos solos artificialmente
cimentados, utilizando o critÃrio de ruptura geral de Hoek-Brown. A metodologia proposta
consiste, basicamente, em realizar dois ensaios triaxiais, um com o solo nÃo cimentado e outro
com o solo cimentado com um teor de cimento elevado, e estimar as envoltÃrias de resistÃncia
para os teores de cimento intermediÃrios, atravÃs das equaÃÃes desenvolvidas. Para o
desenvolvimento da metodologia, inicialmente, foram realizados ensaios de compressÃo
simples e triaxiais nÃo drenados, com o objetivo quantificar a influÃncia do fator
vazio/cimento (n/Civ) sobre os parÃmetros de resistÃncia das misturas cimentadas utilizadas. A
partir dos resultados dos ensaios de resistÃncia e da equaÃÃo geral do critÃrio de Hoek-Brown,
foram desenvolvidas equaÃÃes para calcular os parÃmetros da envoltÃria (a, m, s), em funÃÃo
do fator vazio/cimento. A metodologia proposta foi aplicada aos resultados dos ensaios
triaxiais apresentados em outros quatro trabalhos e os resultados mostraram que a envoltÃria
de Hoek-Brown à adequada para representar a resistÃncia dos solos artificialmente
cimentados, sendo capaz de incorporar os efeitos causados pela tensÃo confinante e pelo nÃvel
de cimentaÃÃo. As envoltÃrias estimadas e as obtidas com os ensaios triaxiais ficaram bem
prÃximas, indicando que a metodologia proposta pode ser empregada com um razoÃvel grau
de confiabilidade. Os resultados obtidos com a metodologia proposta foram utilizados para
simular, atravÃs do MÃtodo dos Elementos Finitos, o comportamento carga-recalque e a
variaÃÃo do fator de seguranÃa de uma fundaÃÃo superficial assente sobre um sistema de dupla
camada, sendo a superior cimentada. As simulaÃÃes foram realizadas utilizando como
variÃveis o teor de cimento da camada reforÃada e a relaÃÃo entre a altura da camada
cimentada (H) e o diÃmetro da fundaÃÃo (D). Os resultados obtidos mostram que a utilizaÃÃo
de camadas artificialmente cimentadas eleva consideravelmente as tensÃes verticais
necessÃrias para um recalque relativo especÃfico e, tambÃm, o fator de seguranÃa da fundaÃÃo.
Com isso, a execuÃÃo de fundaÃÃes superficiais, em substituiÃÃo a fundaÃÃes profundas,
torna-se viÃvel.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:10449 |
| Date | 30 July 2015 |
| Creators | Alex Duarte de Oliveira |
| Contributors | Francisco Chagas da Silva Filho, Silvrano Adonias Dantas Neto, Nilo Cesar Consoli, Olavo Francisco dos Santos JÃnior |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia Civil, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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