Aplicação da técnica de ultrassom na análise de um solo residual compactado melhorado com cimento Portland

Abstract

Devido a sua abundância e diversidade, os solos necessitam de procedimentos que o caracterizam e visam determinar sua aplicação e comportamento. Esta pesquisa apresenta um estudo para verificar a relação da velocidade do pulso ultrassônico (VPU) com a tensão máxima de ruptura, em uma amostra de solo deformada, compactada e melhorada com cimento Portland. Para isso, primeiramente caracterizou-se a amostra de solo a partir da determinação da massa específica dos grãos, análise granulométrica e limites de consistência. Com base nesses resultados, foi possível classificar a amostra como sendo um solo residual silto argiloso, altamente plástico e com granulometria aberta. Foram realizados ensaios de compactação para avaliação do efeito da adição de 2% e 4% de teor de cimento, os quais demostraram que, com a presença do cimento, a umidade ótima tende a aumentar enquanto que a densidade seca máxima a diminuir. Na sequência foram moldados 27 corpos de prova com e sem adição submetendo-os ao ensaio de resistência à compressão simples (compressão axial não confinada). Os mesmos corpos de prova também foram avaliados com equipamento de ultrassom para se buscar uma correlação entre resistência à compressão axial e a VPU. Como resultados tem-se que: a resistência à compressão axial não confinada foi analisada estatisticamente e observa-se que, quanto maior o teor de adição da mistura, maiores os valores de tensão máxima de ruptura obtidos; no ensaio de ultrassom verifica-se que a correlação entre a tensão máxima de resistência e a VPU é significativa, assim como quando se compara a VPU com os parâmetros de índice de vazios e teor de adição. Observou-se que a VPU é diretamente proporcional ao teor de adição, e à resistência à compressão axial não confinada. Já quando comparada com o índice de vazios, é inversamente proporcional. Sendo assim o ensaio não destrutivo de ultrassom é capaz de detectar as variações de propriedades conferidas ao solo.Due to its abundance and diversity, soil requires procedures that characterize it and aim to determine its application and behavior. Thus, this research presents a study to verify the relationship between the ultrasonic pulse velocity (UPV) and the axial compression strength in a deformed soil sample, compacted and improved with Portland cement. Firstly, the soil sample was characterized by determining the specific mass of the grains, the granulometric analysis and the consistency limits. From that, it was possible to classify the sample as a silty clayey soil, highly plastic and of open granulometry. Compaction tests were carried out to evaluate the effect of 2% and 4% of cement addition, and the results demonstrate that, with the addition of cement, the optimal humidity tends to increase whereas the maximum dry density tends to decrease. Twenty-seven specimens were molded, with or without cement addition, and submitted to the compressive strength test (unconfined axial compression). Specimens were also evaluated by ultrasound equipment to investigate a possible correlation between the axial compression strength and the UPV. The results of the unconfined axial compression strength test were statistically evaluated and showed that the higher the mixture addition content the higher the axial compression strength values obtained. Furthermore, the ultrasound tests indicated that the correlation between axial compression strength and UPV is significant, as well as when comparing the UPV to the parameters of voids index and addition content. The UPV was observed to be directly proportional to the addition content and to the axial compression strength, although when compared to the voids index, it was inversely proportional. Thus, the non-destructive ultrasound method is able to detect satisfactorily variations in properties conferred to the soil.