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Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.unb.br/handle/10482/38022
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Title: Comportamento hidromecânico de solos artificiais bimodais
Authors: Kühn, Vinícius de Oliveira
metadata.dc.contributor.email: viníciusok87@gmail.com
Orientador(es):: Cordão Neto, Manoel Porfírio
Assunto:: Solos - dupla porosidade
Comportamento hidromecânico
Solos bimodais
Solos - comportamento hidromecânico
Issue Date: 12-Jun-2020
Citation: KÜHN, Vinícius de Oliveira. Comportamento hidromecânico de solos artificiais bimodais. 2019. xx, 141 f., il. Tese (Doutorado em Geotecnia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.
Abstract: Muitos solos naturais e compactados se apresentam com estruturas de poros divididas em dois tamanhos distintos, sendo denominados de solos bimodais. Nesses casos, a diferença entre os macro e microporos pode ser tão marcante a ponto de afetar consideravelmente seus parâmetros geotécnicos. Com o intuito de estabelecer o mínimo de variação mineralógica, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento hidromecânico e as alterações estruturais de solos bimodais de caulim. Para tanto, foi desenvolvida uma metodologia de preparação de amostras envolvendo duas etapas de compactação. A primeira é uma compactação estática de caulim em alta pressão (100 MPa) para produção de agregações e a segunda uma compactação estática realizada com as agregações obtidas na etapa anterior em diferentes dosagens de agregação. Estas também são avaliadas por meio de ensaios de caracterização e compactação. Com as amostras compactadas nas diferentes fases da pesquisa, foram realizados ensaios para verificação das características hidráulicas: curva característica solo-água (SWCC), curva de contração, curva característica solo-ar (SACC), porosimetria por intrusão de mercúrio (MIP) e microscopia eletrônica de varredura (SEM). O comportamento mecânico foi avaliado por meio de ensaios de adensamento e cisalhamento direto. As agregações de caulim produzidas impactaram nos limites de Atterberg, curva de compactação e curvas granulométricas sem defloculante. A partir dos resultados é indicada uma proposta para o cálculo de agregação relativa com base nas curvas granulométricas, com e sem defloculante. As amostras com agregações em determinadas porcentagens foram consideradas bimodais com grande distância entre os macro e microporos. Foi apresentado um modelo de contração que descreve a variação dos índices de vazios dos macro e microporos com a sucção, que pode ser relacionada com os diâmetro dos poros. A compressibilidade foi afetada pela presença das agregações e macroporos, de modo que as amostras se tornaram mais compressíveis e com curvas de compressibilidade com formato característico de solos estruturados. Os ensaios MIP e SEM após adensamento mostraram o fechamento dos macroporos nas amostras com grande bimodalidade. É apresentado ainda um modelo conceitual que relaciona a compressibilidade com a estrutura de solos bimodais. Em termos de resistência ao cisalhamento, a presença das agregações gerou um aumento no ângulo de atrito das amostras, e modificação na linha de compressão normal e linha de estados críticos. Uma ampla faixa de tensões normais permitiu avaliar como o ângulo de atrito se modificou com essas tensões, o que foi associado com as diferentes estruturas das amostras.
Abstract: Several natural or compacted soils have pore structures divided into two distinct sizes, named bimodal soils. In such cases, the difference between macro and micropores may be so remarkable that it affects considerably their geotechnical parameters. In order to establish the minimum mineralogical variation, the present work aimed to evaluate the hydromechanical behavior and structural changes of kaolin bimodal soils. For this purpose, a sample preparation methodology was developed involving two compaction steps. The first applying kaolin static compaction of high pressure (100 MPa) for aggregation production. The second is a static compaction performed with the aggregations obtained in the previous step at different aggregation dosages. They are also evaluated through characterization and compaction tests. With the samples compacted in the different phases of the research, tests were performed to verify the hydraulic characteristics: soil-water characteristic curve (SWCC), contraction curve, soil-air characteristic curve (SACC), mercury intrusion porosimetry (MIP) and scanning electron microscopy (SEM). Mechanical behavior was evaluated by one-dimensional consolidation and direct shear tests. The kaolin aggregations produced impacted into the Atterberg limits, compaction curve and particle size distribution without dispersant. From the results it is made a proposition for the calculation of relative aggregation based on the particle size distribution with and without dispersant. Samples with aggregations in certain percentages were considered bimodal, with large distance between macro and micropores. A contraction model was presented that describes the variation of the void index of the macro and micropores with the suction, which can be related to the pore diameter. Compressibility was affected by the presence of aggregation and macropores, so that the samples became more compressible and with compressibility curves with a characteristic shape of structured soils. MIP and SEM tests after consolidation showed macropore closure in samples with high bimodality. It is also presented a conceptual model that relates the compressibility to the structure of bimodal soils. In terms of shear strength, the presence of aggregations generated an increase in the friction angle of the samples and modification in the normal compression line and critical state line. A wide range of normal stresses allowed evaluating how the friction angle changed with these stresses, which were also associated with the different sample structures.
Description: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2019.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Appears in Collections:ENC - Doutorado em Geotecnia (Teses)

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