Influência da Estrutura na Curva Característica de Retenção e no Comportamento Colapsível de um Solo Tropical
DOI:
https://doi.org/10.11137/1982-3908_2021_44_35335Keywords:
Solos tropicais, Curva característica, Ensaios edométricosAbstract
Esta pesquisa trata da avaliação da influência das estruturas provenientes de amostras de mesmas densidades secas, reconstituídas por dois processos de compressão (hidrostática, sob umidade de moldagem de 29,5%, e edométrica, sob umidade de moldagem de 57,6%), na curva característica e no comportamento colapsível de um solo argiloso tropical compactado. A avaliação baseou-se em resultados de ensaios edométricos (com e sem medida de colapso) e nas propriedades das curvas características, as quais sugeriram a formação de agregações das partículas para os dois teores de umidade de reconstituição analisados, sendo que, para baixos valores de sucção, a macroestrutura governa a dessaturação inicial das amostras. Presume-se que, para a amostra reconstituída no teor de umidade mais baixo (Amostra 1), os fenômenos de capilaridade são mais importantes na determinação do seu comportamento hidromecânico, enquanto para a amostra reconstituída na umidade mais alta (Amostra 2), destacam-se também os fenômenos derivados de forças de adsorção. As curvas de compressibilidade (e x log σv) apontaram que a redução da sucção foi responsável pelo colapso da estrutura dos corpos de prova da Amostra 1, sendo que o nível de tensão em que foi induzido o colapso teve pouca influência na condição final, quando comparado ao efeito da estrutura. Os critérios adotados para a avaliação do potencial de colapso (PC) evidenciaram elevada susceptibilidade ao colapso do solo na condição da Amostra 1, para uma extensa faixa de tensões verticais.
References
ABNT. 1990. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12007: Solo - Ensaio de adensamento unidimensional – Método de ensaio. Rio de Janeiro, 15 p.
ABNT. 2016a. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7181: Solo - Análise granulométrica. Rio de Janeiro, 12 p.
ABNT. 2016b. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6459: Solo - Determinação do Limite de Liquidez. Rio de Janeiro, 5 p.
ABNT. 2016c. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7180: Solo- Determinação do Limite de Plasticidade. Rio de Janeiro, 3 p.
ABNT. 2016d. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6458: Grãos de pedregulho retidos na peneira de abertura 4,8 mm - Determinação da massa específica, da massa específica aparente e da absorção de água. Rio de Janeiro, 10 p.
ABNT. 2016e. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7182: Solo - Ensaio de compactação. Rio de Janeiro, 9 p.
Ajdari, M.; Habibagahi, G. & Masrouri, F. 2013. The role of suction and degree of saturation on the hydro-mechanical response of a dual porosity silt-bentonite mixture. Applied Clay Science, 83-84: 83-90.
Alonso, E.E.; Pinyol, N.M. & Gens, A. 2013. Compacted soil behavior: initial state, structure and constitutive modelling. Géotechnique, 63(6): 463-478.
Bakir, N.; Abbeche, K. & Panczer, G. 2017. Experimental study of the effect of the glass fibers on reducing collapse of a collapsible soil. Geomechanics and Engineering, 12(1): 71-83.
Benatti, J.C.B., Rodrigues, R.A. & Miguel, M.G. 2013. Aspects of Mechanical Behavior and Modeling of a Tropical Unsaturated Soil. Geotechnical and Geological Engineering, 31:1569-1585.
Cordão Neto, M.P.; Hernández, O.; Reinaldo, R.L.; Borges, C. & Caicedo, B. 2018. Study of the relationship between the hydromechanical soil behaviour and microstructure of a structured soil. Earth Sciences Research Journal, 22(2): 91-101.
Crispim, F.A.; Lima, D.C.; Schaefer, C.E.G.R.; Silva, C.H.C.; Carvalho, C.A.B.; Barbosa, P.S.A. & Brandão, E.H. 2011. The influence of laboratory compaction methods on structure: mechanical and micromorphological analyses. Soils and Rocks, 34(1): 91-98.
Cui, Y.J.; Nguyen, X.P.; Tang, A.M. & Li, X.L. 2013. An insight into the unloading/reloading loops on the compression curve of natural stiff clays. Applied Clay Science, 83-84: 343-348.
Della Vecchia, G.; Dieudonné; A.C.; Jommi; C. & Charlier; R. 2015. Accounting for evolving pore size distribution in water retention models for compacted clays. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 39: 702-723.
Habasimbi, P. & Nishimura, T. 2019. Soil water characteristic curve of an unsaturated soil under low matric suction ranges and different stress conditions. International Journal of Geosciences, 10: 39-56.
Han, Z. & Vanapalli, S. K. 2016a. Relationship between resilient modulus and suction for compacted subgrade soils. Engineering Geology, 211: 85-97.
Han, Z. & Vanapalli, S. K. 2016b. Stiffness and shear strength of unsaturated soils in relation to soil-water characteristic curve. Géotechnique, 66(8):627-647.
Islam, T. & Kodikara, J. 2016. Interpretation of loading/wetting behaviour of compacted soils within the MKP framework: Part I Static compaction. Canadian Geotechnical Journal, 53(5): 783-805.
Jennings, J.E. & Knight, K. 1975. A Guide to Construction on or with Materials Exhibiting Additional Settlement due to a Collapse of Grain Structure. In: REGIONAL CONFERENCE FOR AFRICA ON SOIL MECHANICS AND FOUNDATION ENGINEERING, 6, Durban, 1975. Proceedings, Durban, p. 99-105.
Jiang, M.J.; Hu, H.J. & Liu, F. 2012. Summary of collapsible behavior of artificially structural loess in oedometer and triaxial wetting tests. Canadian Geotechnical Journal, 49(10):1147-1157.
Kodikara, J.; Islam, T. & Rejeev, P. 2016. Interpretation of loading/wetting behaviour of compacted soils within the MKP framework: Part II Dynamic compaction. Canadian Geotechnical Journal, 53(5): 806-827.
Li, P.; Vanapalli, S.K. & Li, T. 2016. Review of collapse triggering mechanism of collapsible soils due to wetting. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 8: 256-274.
Lutenegger, A.J. & Saber, R.T. 1988. Determination of Collapse Potential of Soils. Geotechnical Testing Journal, 11(3): 173-178.
Maranha das Neves, E. 2016. Mecânica dos Estados Críticos: solos saturados e não saturados. 1. ed., Lisboa, IST Press, 528 p.
Mascarenha, M.M.A.; Cordão Neto, M.P. & Silva, M.T.M.G. 2016. Alternative method for analysing hydromechanical behaviour of unsaturated soils. Soils and Rocks, 39(1): 29-39.
Ng, C.W.W.; Sedeghi, H.; Hossen, S.K.B.; Chiu, C.F.; Alonso, E.E. & Baghbanrezvan, S. 2016. Water retention and volumetric characteristics of intact and re-compacted loess. Canadian Geotechnical Journal, 53(8): 1258-1269.
Otalvaro, I.F.; Cordão Neto, M.P.; Delage, P. & Caicedo, B. 2015. Compressibility and microstructure of compacted laterites. Transportation Geotechnics, 5: 20-34.
Otalvaro, I.F.; Cordão Neto, M.P.; Delage, P. & Caicedo, B. 2016. Relationship between soil structure and water retention properties in a residual compacted soil. Engineering Geology, 205: 73-80.
Resende, M.; Curi, N.; Rezende, S.B. & Corrêa, G.F. 2007. Pedologia: Base para distinção de ambientes. 5.ed., Viçosa, UFLA, 322 p.
Romero, E.; Della Vecchia, G. & Jommi, C. 2011. An insight into the water retention properties of compacted clayey soils. Géotechnique, 61(4): 313-328.
Sivakumar, V. & Wheeler, S.J. 2000. Influence of compaction procedure on the mechanical behaviour of an unsaturated compacted clay. Géotechnique, 50(4): 359-368.
Sun, D.; Sheng, D. & Xu, Y. 2007. Collapse behaviour of unsaturated compacted soils with different initial densities. Canadian Geotechnical Journal, 44(6): 673-686.
Tarantino, A. 2011. Compacted versus reconstituted states. In: ALONSO, E.E. & GENS, A. (eds.). Unsaturated Soils: Proceedings of the Fifth International Conference on Unsaturated Soils, 2010, Barcelona, Spain. London, CRC Press, p. 113-136.
Tatsuoka, F. & Correia, A.G. 2018. Importance of controlling the degree of saturation in soil compaction linked to soil structure design. Transportation Geotechnics, 17: 3-23.
Teixeira, W.G. & Bhering, S.B. 2017. Retenção de água no solo pelos métodos da mesa de tensão e da câmara de Richards. In: TEIXEIRA, P.C.; DONAGEMMA, G.K.; FONTANA, A. & TEIXEIRA, W.G. (eds.). Manual de métodos de análise de solo. 3. ed. rev. e ampl., cap. 4, Brasília, Embrapa, p. 34-46.
Vanapalli, S.K.; Fredlund, D.G. & Pufahl, D.E. 1999. The influence of soil structure and stress history on the soil-water characteristics of a compacted till. Géotechnique, 49(2): 143-159.
van Genuchten, M.T. 1980. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Science Society of America Journal, 44: 892-898.
Vargas, M. 1978. Introdução à Mecânica dos Solos. 2. ed., São Paulo, McGraw Hill do Brasil, 509 p.
Vilar, O.M. & Ferreira, S.R.M. 2015. Solos colapsíveis e expansivos. In: CARVALHO, J.C.; GITIRANA JUNIOR, G.F.N.; MACHADO, S.L.; MASCARENHA, M.M.A. & SILVA FILHO, F.C (orgs.). Solos não saturados no contexto geotécnico. São Paulo: ABMS, p. 415-427.
Villar, O.M. & Rodrigues, R.A. 2011. Collapse behavior of soil in a Brazilian region affected by a rising water table. Canadian Geotechnical Journal, 48(2): 226-233.
Zhang, T.W.; Cui, Y.J.; Lamas-Lopes, F.; Calon, N. & D’aguir, S.C. 2018. Compacted soil behaviour through changes of density, suction and stiffness of soils with remoulding water content. Canadian Geotechnical Journal, 55(2): 182-190.
Zou, W.; Han, Z.; Vanapalli; S.K.; Zhang, J. & Zhao, G. 2018. Predicting volumetric behavior of compacted clays during compression. Applied Clay Science, 155: 116-225.
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