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Tipo: Tese
Título: Efeitos das propriedades físicas dos grãos da fração areia de solos arenosos e de agentes de cimentação no comportamento de sistemas empacotados
Título(s) alternativo(s): Effects of physical properties of the grains of sand fraction of sandy soils and cementation agents in packing systems behavior
Autor(es): Riva, Rogério Dias Dalla
Primeiro Orientador: Lima, Dario Cardoso de
Primeiro coorientador: Viana, João Herbert Moreira
Segundo coorientador: Costa, Liovando Marciano da
Primeiro avaliador: Soares, Ecidinéia Pinto
Segundo avaliador: Alcântara, Marco Antônio de Morais
Abstract: Este trabalho teve por objetivo estudar a relação das propriedades morfométricas da fração areia limpa de solos arenosos e esferas de vidro com os sistemas de empacotamento binário e ternário, assim como analisar a influência de fenômenos de cimentação na resistência mecânica destes sistemas. Foram avaliados os seguintes tópicos: (i) sistemas de empacotamentos binários e ternários; (ii) permeabilidade em sistemas binários e ternários; (iii) resistência à penetração em sistemas binários e ternários; (iv) resistência à penetração em sistemas binários sujeitos à ação de agentes de cimentação (cal hidratada e óxido de ferro); e (v) modelagem matemática dos empacotamentos, permeabilidade e resistência à penetração em sistemas empacotados, procurando-se determinar similaridades estatísticas em testes de identidade de modelos. Foram utilizadas esferas de vidro e frações areia limpa de quatro solos coletados no Estado de Minas Gerais. As amostras de solo foram submetidas a pré-tratamentos para obtenção da fração areia limpa e posterior peneiramento para separação em vinte e uma classes entre os diâmetros de 2,000 e 0,053 mm. Os resultados obtidos permitiram concluir que: (i) os empacotamentos binários atingiram um ponto de máxima densidade em uma composição aproximada de 30% de partículas menores para as esferas de vidro e as frações areia limpa dos solos estudados; (ii) maiores eficiências de empacotamentos binários ocorreram em relações D/d próximas de 7; (iii) as densidades máximas de empacotamento obtidas em diferentes razões D/d permitiram ajuste dos dados pela utilização de um modelo hiperbólico; (iv) houve similaridade entre empacotamentos ternários realizados com as esferas de vidro e as frações areia dos solos estudados; (v) o coeficiente de permeabilidade foi fortemente influenciado pela natureza das partículas envolvidas nos empacotamentos binário e ternário; (vi) o coeficiente de permeabilidade obtido em diferentes razões D/d permitiu um ajuste dos dados pela utilização de um modelo hiperbólico; (vii) a resistência de ponta obtida em função da profundidade de penetração permitiu um ajuste dos dados pela utilização de um modelo hiperbólico; (viii) a cimentação por cal hidratada elevou significativamente a resistência de ponta em empacotamentos binários, na razão D/d = 8,0; e (ix) a cimentação por óxido de ferro elevou significativamente a resistência de ponta em empacotamentos binários, na razão D/d = 8,0 para a fração areia limpa dos solos Cachoeira da Prata (CP) e Sete Lagoas (SL).
This work addressed the study of the relationship of morphometric properties of clean sand fraction of sandy soils and glass spheres with binary and ternary packing systems, as well as analyzed the influence of cementing phenomena in the mechanical strength of these systems. The research encompassed the following aspects: (i) binary and ternary packing systems; (ii) permeability in binary and ternary packing systems; (iii) tip penetration resistance in binary and ternary packing systems; (iv) tip penetration resistance in binary systems subject to action of cementation agents (hydrated lime and iron oxide); and (v) mathematical modeling of packing systems and of permeability and tip penetration resistance of packing systems, looking for statistical similarities based on model identity tests. Glass spheres and clean sand fractions of four soils collected in the State of Minas Gerais were used throughout the study. The soil samples were subjected to pre-treatment for obtaining clean sand fractions which were separated by sieving through twentyone sieve classes encompassing the diameter range of 2.000 to 0.053 mm. Results obtained supported the following conclusions: (I) the binary packing systems reached a point of maximum density using approximately 30% of smaller particles of glass spheres and clean sand fractions of the tested soils; (ii) relationships of D/d next to 7 were responsible for greater binary packing systems efficiency; (iii) a hyperbolic model was used to fit the maximum packing density data obtained from different relationships D/d; (iv) in ternary packing systems, it was observed behavioral similarity using glass spheres and clean sand fractions of the studied soils; (v) regarding binary and ternary packing systems, the coefficient of permeability was strongly influenced by the nature of the particles; (vi) a hyperbolic model was used to adjust the permeability coefficient obtained using different relationships D/d; (vii) a hyperbolic model was also used to model the variation of tip penetration resistance with depth; (viii) considering the relationship D/d equal 8, the cementation produced by hydrated lime significantly raised the tip penetration resistance of binary packing systems; and (ix) regarding the clean sand fractions of soils Cachoeira da Prata (CP) and Sete Lagoas (SL) and using the ratio D/d equal 8, the cementation by iron oxide significantly raised the tip penetration resistance of binary packing systems.
Palavras-chave: Sistemas empacotados
Solos arenosos
Resistência à penetração
Permeabilidade
Packing systems
Sandy soils
Penetration resistance
Permeability
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA::MECANICAS DOS SOLOS
Idioma: por
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Geotecnia
Programa: Doutorado em Engenharia Civil
Citação: RIVA, Rogério Dias Dalla. Effects of physical properties of the grains of sand fraction of sandy soils and cementation agents in packing systems behavior. 2010. 180 f. Tese (Doutorado em Geotecnia) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2010.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/821
Data do documento: 21-Mai-2010
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