Método da substituição dinâmica aplicado a solo laterítico argiloso

Abstract

O método da substituição dinâmica é uma alternativa bastante difundida em vários países do mundo como técnica de melhoramento de solos com baixa capacidade de suporte, compressíveis e/ou colapsíveis. Embora seja um método consagrado em variados tipos de solos, não existem relatos científicos de uso em solos saprolíticos e/ou lateríticos. Tendo em vista as lacunas técnico-científicas do método, esta pesquisa tem como proposta desenvolver um método de melhoramento de solo através da combinação da substituição dinâmica em um solo laterítico argiloso típico com adição de camadas melhoradas por misturas de solo-cimento compactadas em escala de protótipo. O programa experimental foi desenvolvido com 6 pontos de estudos (PEs) fundamentado para compreensão dos efeitos dos parâmetros L (1V e 2V) referente a coluna granular compactada e Hcam (S/ camada, 15cm e 50 cm) referente as camadas compostas por solo granular (Areia de Osório/RS) tratadas com cimento CP V ARI compactadas. Durante a construção dos PE’s foram medidas as velocidades de propagação de ondas superficiais (Vx, Vy e Vz) por meio de um sismógrafo. Estabelecidas as variáveis de investigação, após a construção dos PEs foram realizados ensaios de placa (Dpl = 30 cm), ensaios de SPT, ensaios de laboratório com testemunhos, avaliados os modos de falha, realizadas simulações numéricas por MEF e comparados as respostas dos ensaios de placa. Os resultados indicaram que a variação do parâmetro L não desempenhou melhorias expressivas no solo estudado, contrariamente ao parâmetro Hcam que desempenhou melhoria de 200% a 1200% em relação a capacidade de suporte do solo natural, como também aumento da rigidez do solo. Os ensaios de laboratório e de campo constataram densificação do solo até 3m de profundidade. Em relação ao modo de falha, em geral, as camadas romperam por punção com algumas distinções dependendo Hcam, no caso da coluna granular houve ruptura generalizada. Quanto a Vx, Vy e Vz se obteve uma relação em função Dw e H. Por fim, foi desenvolvido, testado e validado um inclinômetro experimental de proporções reduzidas e baixo custo.

The dynamic replacement method is a widespread alternative in several countries around the world as a technique for improving soils with low bearing capacity, compressible and/or collapsible. Although it is an established method in various types of soils, there are no scientific reports of its use in saprolitic and/or lateritic soils. In view of the technical-scientific gaps of the method, this research aims to develop a method of soil improvement by combining the dynamic replacement in a typical clayey lateritic soil with addition of layers improved by compacted soil-cement mixtures in prototype scale. The experimental program was developed with 6 study points (PE’s) grounded for understanding the effects of the parameters L (1V and 2V) referring to the compacted granular column and Hcam (S/ layer, 15cm and 50 cm) referring to the layers composed by granular soil (Osório’sand) treated with compacted CP V ARI Portland cement. During the construction of the PE's the velocities of propagation of superficial waves (Vx, Vy and Vz) were measured by means of a seismograph. After establishing the investigation variables, after the construction of the PEs, plate tests (Dpl = 30 cm), SPT tests, laboratory tests with core samples were performed, failure modes were evaluated, numerical simulations were performed by FEM and the responses of the plate tests were compared. The results indicated that the variation of parameter L didn’t perform expressive improvements in the soil studied, contrary to the parameter Hcam that performed an improvement of 200% to 1200% in relation to the bearing capacity of the natural soil, as well as an increase in soil stiffness. The laboratory and field tests found soil densification up to 3m in depth. In relation to the failure mode, in general, the layers ruptured by punching with some distinctions depending on Hcam, in the case of the granular column there was generalized rupture. As for Vx, Vy and Vz, a relationship was obtained as a function of Dw and H. Finally, an experimental inclinometer of reduced proportions and low cost was developed, tested and validated.