Comportamento mecânico do solo mole do Baixo Mondego quimicamente estabilizado com adição de fibras de polipropileno

Abstract

Os solos moles caracterizam-se pela sua elevada compressibilidade e baixa resistência, sendo as construções sobre estes consideravelmente problemáticas, o que leva a que a construção sobre estes implique a necessidade de aplicação de diversas técnicas de melhoramento de solos. A técnica de estabilização química de solos é uma das técnicas possíveis de ser utilizada para viabilizar a construção neste tipo de formações geotécnicas, consistindo na mistura do solo natural com agentes estabilizadores, os quais induzem a alteração do comportamento mecânico. Esta técnica é utilizada neste trabalho com o objectivo de se analisar, por via experimental, a influência da adição de fibras de polipropileno no comportamento de misturas de solo-ligante, tanto em termos de resistência à tracção e compressão como de deformabilidade. A utilização de fibras como reforço de solos moles é uma técnica relativamente recente e promissora, em que se pretende criar um novo material com propriedades e características específicas. Os parâmetros a analisar serão a dosagem de ligante, o tipo e a dosagem de fibras. A resistência à compressão será avaliada por ensaios de compressão simples (UCS), sendo a resistência à tracção determinada por três ensaios distintos: compressão diametral (CD), tracção (T) e flexão (F). Este trabalho experimental permitiu constatar que o comportamento pré-rotura é primordialmente condicionado pela dosagem de ligante, originando a inclusão de fibras o aumento da ductilidade do material bem como alguma resistência pós-rotura. Durante a realização dos resultados também se observou que as fibras, quando distribuídas aleatoriamente, e por não se encontrarem na posição mais ajustada, criam planos de fraqueza e planos de rotura preferenciais que condicionam a resistência obtida.

Soft soils are characterized by its high compressibility and low strength, being the constructions on these soils considerably problematic, which lead to a construction entailing the need of application of various soil improvement techniques. The chemical stabilization of soils is one of the techniques that can be used to enable the construction on this type of geotechnical formations, consisting in the mixture of the natural soil with stabilizing agents, which induce a change in its mechanical behavior. This technique is used in this study in order to experimentally analyze the influence of adding polypropylene fibers in the behavior of soil-binder mixes, both in terms of tensile strength, compression strength and deformability. The use of fiber reinforcement in soft soils is a relatively new and promising technique that intents to create a new material with specific properties and characteristics. Therefore, the parameters to be analyzed will be the binder quantity, and both type and quantity of fibers. The compressive strength will be evaluated by simple unconfined compression tests (UCS) being the tensile strength determined by three different tests: Split-Tensile Test or Brazilian Test (DC), Tensile Test (T) and Flexural Test (F). This experimental research has revealed that the pre-failure behavior is primarily dependent on conditioned by the binder quantity, while the inclusion of fibers results in an increase of the material’s ductility as well as some increase of the post-failure strength. It was also observed that the fibers, when randomly distributed and not in the adjusted position, create preferential plans of weakness and failure that affect the obtained strength.