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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2017.tde-05042017-110325
Document
Author
Full name
Liedi Légi Bariani Bernucci
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1987
Supervisor
Committee
Cozzolino, Vera Mary Ninetta (President)
Balduzzi, Franco
Nogami, Job Shuji
Title in Portuguese
Expansão e contração de solos tropicais compactados e suas aplicações às obras viárias. Classificação de solos tropicais com base na expansão e contração.
Keywords in Portuguese
Compactação dos solos
Rodovias
Solo tropical
Abstract in Portuguese
Admite-se normalmente na Mecânica dos Solos que os solos que são expansivos em presença d'água, são contrácteis ao perderem umidade, e vice-versa. Nas regiões tropicais, encontra-se solos, como por exemplo as argilas e solos argilosos sedimentares de baixadas ou ainda argilas e solos argilosos saprolíticos, que assim se comportam quanto às propriedade de expansão e de contração. Graças à atuação do clima quente e úmido das regiões tropicais, os solos se formam e se desenvolvem rápida e intensamente. Os solos tropicais saprolíticos e lateríticos podem apresentar composição mineralógica e estrutura peculiares resultantes destes processos de intemperismo. Dadas estas características, eles podem se comportar de forma particular sob diversos aspectos e, em especial neste trabalho, são abordadas suas "anomalias" quanto à expansão e à contração. Há solos tropicais, como as argilas e solos argilosos lateríticos, que são geralmente pouco expansivos, embora contrácteis. De outro lado, existem siltes e solos siltosos micáceos e/ou caulínicos saprolíticos que são frequentemente muito expansivos, apesar de serem pouco ou não contrácteis. Hipóteses sobre os mecanismos envolvidos nos processos de expansão e de contração são feitas na tentativa de compreender o comportamento particular destes solos. Algumas propriedades dos solos de grande interesse à pavimentação, como resistência e perda de resistência em presença d'água, deformações em geral, fissuras e trincas de contração, entre outras, dependem também do tipo de comportamento do solo à expansão e à contração. Ensaios em amostras compactadas mostram como alguns tipos de comportamento podem ser previstos através da expansão e da contração.Estuda-se os efeitos da secagem dos solos compactados, fenômeno comum nas regiões tropicais, seja logo após a construção. Como já na fase de utilização das rodovias. Constata-se que para solos argilosos e siltosos saprolíticos, como para grande parte dos solos transportados, a secagem é em geral prejudicial, tornando o solo compactado potencialmente mais expansivo e com maior perda de capacidade de suporte em contato com a água. Contrariamente, há alguns tipos de solos lateríticos onde a secagem imprime efeitos benéficos irreversíveis ao solo, gerando uma diminuição na expansão e na perda de resistência quando em presença d'água. Propõe-se ensaios de reexpansão com medida da capacidade de reabsorção d'água após secagem de pastilhas moldadas no limite de liquidez e da resistência à penetração do cone para identificar estes solos tropicais lateríticos que possam apresentar melhorias de comportamento pela secagem após compactação. A secagem promove cimentação entre as partículas do solo com a formação de "agregados". Utiliza-se ensaios cíclicos de secagem-infiltração em corpos de prova compactados para a verificação da estabilidade destes "agregados" em presença d'água, ou seja, da durabilidade desta transformação. Chamam-se solos "auto-estabilizantes" aqueles que por desidratação formam "agregados" estáveis e duráveis. Na conclusão do presente trabalho, valendo-se do comportamento diferenciado à expansão e à contração de certos grupos de solos tropicais, novos critérios são estabelecidos como proposta para uma classificação geotécnica de solos tropicais para aplicação viária.
Title in English
Expansão e contração de solos tropicais compactados e suas aplicações as obras viárias. Classificação de solos tropicais com base na expansão e contração.
Keywords in English
Contraction
Pavements
Soil classification
Swelling
Tropical soils
Abstract in English
In Soil Mechanics it is widely accepted that soils which swell when wet shrink as their water content diminishes and vice versa. In tropical regions there are soils such as sedimentary clay soils or even saprolitic clay soils which conform to this pattern of shrinking and swelling. Because of the hot, wet, tropical climate soil formation and evolution is rapid and intense. These weathering processes may result in saprolitic and lateritic soils having a distinctive mineralogical composition and structure. Given these characteristics they may exhibit unusual behavior patterns in may ways. This paper deals specifically with those anomalies concerning soil shrinkage and swelling. There are some tropical soils, for example lateritic soils, which swell very little and yet can shrink considerably. On the other hand there are various types of micaceous and/or kaolinic saprolitic silt soils which can swell considerably but which shrink very little or not at all. This work contains some hypotheses concerning the mechanisms involved in these swelling and shrinking processes in attempt to understand the special behavior pattern of these soils. Some soil properties which are of great importance to pavement, such as strength and strength loss when contact with water occurs, deformation in general, fissures and cracks due to shrinkage, also depend on the type of soil behavior patterns observed in shrinkage and swelling. Tests on compacted samples have shown how some types of behavior can be predicted through shrinkage and swelling. Studies have been made of the effects of the drying of compacted soils, a common phenomenon in tropical regions, which may occur shortly after construction is completed or when the highways are already operative.These studies show that for both saprolitic silt and clay soils drying has usually a detrimental effect by making the compacted soil more susceptible to swelling and leading to a greater loss of bearing capacity when rewet. However, there are some types of lateritic soils where drying has irreversible beneficial effects on the soil, reducing both swelling and strength loss. As part of my research I used reswelling tests that measure the capacity for water re-absorption of dried soil pats and the fall cone penetration strength after the re-absorption in order to identify those lateritic tropical soils that benefit from drying after compaction. These soils have a self-bonding capacity which facilitates the formation of "aggregates". Cycle tests of drying-rewetting were conducted on compacted specimens to verify the stability of the "aggregates" when the water content changes or in the other words, the durability of this transformation. Those soils which when dehydrated form stable aggregates are called "self-stabilizing". In the final part of my work, new criterias based on the different behavior patterns of certain tropical soils for swelling and shrinkage are established as part of a new geotechnical classification of tropical soils for road construction purposes.
 
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Publishing Date
2017-04-07
 
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