Estudo da influência da estrutura e da cimentação artificial no comportamento hidromecânico de uma argila tropical com o uso da técnica ultrassônica
Authors:   , Pereira Géssica Soares 
Published: October 2024

Os solos tropicais, presentes em regiões de clima quente e úmido, como é o caso do Brasil, possuem inúmeras propriedades e peculiaridades de comportamento resultantes de seus processos geológicos e pedológicos. As características peculiares de estruturação desses solos dificultam seu entendimento geotécnico, incluindo a compreensão de seu comportamento quanto ao colapso. Um fator que aumenta ainda mais a complexidade do comportamento hidromecânico desses solos é a presença de cimentação artificial. Essa complexidade resulta na existência, ainda hoje, de contradições na literatura técnico- científica quanto ao efeito da cimentação artificial sobre parâmetros geotécnicos. Neste contexto, esta pesquisa objetivou o desenvolvimento de um estudo experimental para investigar a influência da estrutura e da cimentação artificial no comportamento hidromecânico de um solo residual tropical argiloso, considerando-se análises das respostas obtidas em nível macroestrutural subsidiadas pela microestrutura e mineralogia e pela aplicação da técnica ultrassônica, visando contribuir para o avanço científico na compreensão das causas das peculiaridades comportamentais desses solos e do efeito da variação do grau de cimentação. Os ensaios ultrassônicos foram realizados para prover informações complementares sobre a taxa de alteração das propriedades hidromecânicas do solo atribuídas à cimentação. O estudo foi dividido em três artigos: o primeiro teve como foco investigar a influência da estrutura na curva de retenção de água e no comportamento do solo tropical residual argiloso quanto à compressibilidade e susceptibilidade ao colapso, analisando-se os fatores que intervêm na ocorrência do colapso e o efeito de ciclos de umedecimento e secagem; o segundo é referente ao estudo das misturas do solo tropical argiloso com diferentes teores de cimento, a fim de se compreender as mudanças nas propriedades físicas e mecânicas associadas às alterações mineralógicas e microestruturais causadas pela cimentação artificial, aplicando-se a técnica ultrassônica e avaliando-se, de forma correlacionada, os resultados dos ensaios propostos; o terceiro envolve a parte do estudo referente à análise das alterações no comportamento hidromecânico do solo tropical argiloso devido à variação do grau de cimentação artificial, tendo por base análises do efeito da cimentação a nível microestrutural, como subsídio para interpretação dos resultados, e avaliações mediante aplicação da técnica ultrassônica. De forma geral, o programa experimental envolveu a realização de ensaios de caracterização geotécnica, química, mineralógica, microestrutural, investigação físico-química, ensaios de resistência à compressão não confinada, módulo de resiliência, triaxial adensado e não drenado, ultrassônicos e determinação da curva de retenção de água. Os resultados indicaram alterações nas respostas hidromecânicas devidas à variação da estrutura e do grau de cimentação, sendo essas alterações explicadas pelas mudanças observadas na microestrutura. Compressibilidade, suscetibilidade e potencial de colapso, capacidade de retenção de água, deformabilidade e resistência não drenada foram afetados diretamente pela variação da estrutura. As alterações microestruturais, ao fornecerem variação no caminho para a propagação da onda ultrassônica, alteraram os valores de sua velocidade, o que permitiu associar essas alterações com as diferenças observadas através dos ensaios destrutivos, que também foram associadas às alterações microestruturais. Boas correlações foram obtidas entre as velocidades da técnica ultrassônica e os parâmetros obtidos a partir dos ensaios destrutivos. As constatações da pesquisa reforçam a eficiência da aplicação da técnica ultrassônica para análise da variação da estrutura, o que sugere sua aplicabilidade para avaliação da qualidade de conservação de amostras indeformadas, e do efeito da cimentação artificial, considerando tempo de cura e variação da quantidade de cimento. Isso permite que as velocidades ultrassônicas sejam consideradas como parâmetros preliminares para identificação do efeito da cimentação artificial em projetos ligados à estabilização solo-cimento, sendo possível obter correlações com parâmetros mecânicos obtidos de ensaios destrutivos de módulo de resiliência, resistência à compressão não confinada e ensaio triaxial adensado não drenado. Palavras-chave: estrutura do solo; cimentação artificial; comportamento hidromecânico; técnica ultrassônica.