Estudo da compressibilidade e da consolidação primária de solos artificialmente estabilizados

Abstract

No âmbito da Engenharia Civil, mais concretamente na área da Geotecnia, existe uma constante evolução das técnicas de construção, fruto das inovações introduzidas nos materiais e nas tecnologias de construção. Tal permite, entre outras, a construção sobre depósitos de solos moles com fracas caraterísticas mecânicas no ponto de vista geotécnico.A presente dissertação pretende contribuir para a otimização das técnicas de estabilização química, com a introdução de novos materiais que melhorem a eficácia da estabilização de solos. Neste trabalho é estudado o impacto da incorporação de nanotubos de carbono de parede múltipla (MWCNTs) no comportamento mecânico de solos com diferentes caraterísticas geotécnicas, nomeadamente do solo mole do Baixo Mondego, do solo mole do Baixo Mondego “isento” de matéria orgânica e de argila da região de Leiria, através da análise dos parâmetros de compressibilidade e de consolidação primária.Foram realizados ensaios edométricos, complementados com ensaios de compressão simples (UCS), sobre amostras reconstituídas de solo de origem (não estabilizado) e estabilizado quimicamente com cimento Portland, como ligante base, com e sem a incorporação de nanotubos de carbono de parede múltipla na, para diferentes tempos de cura (7 e 28 dias).Do trabalho experimental efetuado verifica-se que as caraterísticas do agente estabilizador (com e sem aditivos), as caraterísticas das condições do solo de origem (o teor em água, a composição granulométrica e o teor em matéria orgânica) e as condições de cura (tempo de cura), têm grande influência na eficácia dos CNTs no comportamento mecânico do solo quimicamente estabilizado, nomeadamente, nos parâmetros de compressibilidade e de consolidação primária.

In the context of Civil Engineering and, more specifically, in the field of Geotechnics, there has been an ongoing evolution of construction techniques, as a result of the innovations applied into construction materials and technologies. Among other outcomes, these advances allow the construction on deposits of soft soil with weak mechanical characteristics from a geotechnical perspective.The present thesis aims to contribute to the optimization of chemical stabilization techniques with the introduction of novel materials that improve the efficacy of soil stabilization. This work focuses on the study of the impact of the application of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) on the mechanical behavior of soils with different geotechnical characteristics, namely the soft soil of Baixo Mondego, the soft soil of Baixo Mondego free of organic matter, and clay from the Leiria region, through the analysis of the compressibility and primary consolidation parameters.Edometric tests, complemented with unconfined compression strength tests (UCS), were carried out on samples reconstituted from soil of origin (non-stabilized) and chemically stabilized with Portland cement as base binder, with and without the incorporation of multi-wall carbon nanotubes in the mixture, for different cure times (7 and 28 days).Based on the experimental work carried out, it can be concluded that the characteristics of the stabilizing agent (with and without additives), the characteristics of soil of origin conditions (water content, particle size and organic matter) and curing conditions (curing time), have a substantial influence on the efficiency of the carbon nanotubes in the mechanical behavior of chemically stabilized soil, namely in the compressibility and primary consolidation parameters.