Experimental study of the behavior of tension, deformation and resistance of soils artificially cemented

The artificially cemented soil is used in reinforcement for foundations, in layers of pavements, in slope restraint and in the waterproofing system of sanitary landfills and for the simulation of these phenomena it is necessary to determine the mechanical behavior of the materials, properties that identify the constitutive relations In tensile trajectories in the elastic and elastoplastic region. The main objective of this research was to conduct an experimental study to characterize the elastic, elastoplastic and shear bond strength of an artificially cemented soil at 1%, 2%, 5%, 7% and 10% of cement relative to Dry mass of soil. Triaxial compression tests were carried out with radial tension control in a cell proposed by Pessoa (2015), which allows the estimation of axial and radial deformations. In loading trajectories it was possible to obtain the variation of the Poisson coefficient and the modulus of elasticity as a function of the cement content and the radial stress level applied. The mean values ​​of the modulus of elasticity found for the natural soil and each cemented mixture increase with the cement content and the radial stress, as well as the values ​​of the Poisson coefficients in the elastic section, estimated by the average in which it comprises the constant section of the module Of elasticity, decrease. In addition, a clear expansion of the region of elastic behavior was identified with increasing cement content in the blend. In this experimental study it was also possible to determine, from conventional triaxial tests, simple and diametral compression, the resistance sheaths by the Mohr-Coulomb and Hoek-Brown rupture criteria for artificially cemented soils (Oliveira, 2015). The estimation of the parameters of the Mohr-Coulomb envelope for artificially cemented soils proposed by Consoli (2014a), obtained effective cohesion values ​​between 8.7 and 7774.2 kPa, and effective angle of friction 46.6 °, varying in average 9% In comparison with the Mohr-Coulomb parameters determined by the triaxial compression tests. The Hoek Brown (non-linear) resistance envelope estimation methodology basically consists of determining the envelope parameters as a function of the void / cement factor. It is observed that the results found in the tests have practically linear behavior, in the section of compression they present a good agreement with the wrappings of Hoek-Brown for artificially cemented soils. However, in the traction section the comparison of the model with the tests does not appear concordant.O solo artificialmente cimentado é utilizado no reforço para fundações, em camadas de pavimentos, na contenção de encostas e no sistema de impermeabilização de aterros sanitários e para a simulação destes fenômenos é necessário a determinação do comportamento mecânico dos materiais, propriedades que identifiquem as relações constitutivas em trajetórias de tensões na região elástica e elastoplástica. Esta pesquisa teve como principal objetivo realizar um estudo experimental para caracterizar o comportamento elástico, elastoplástico e a resistência ao cisalhamento de um solo artificialmente cimentado, para os teores de 1%, 2%, 5% 7% e 10% de cimento em relação a massa seca do solo. Foram realizados ensaios de compressão triaxial com controle de tensão radial em célula proposta por Pessoa (2015), que permite a estimativa de deformações axiais e radiais. Em trajetórias de carregamento foi possível obter a variação do coeficiente de Poisson e do módulo de elasticidade em função do teor de cimento e do nível de tensões radiais aplicada. Os valores médios do módulo de elasticidade encontrados para o solo natural e cada mistura cimentada crescem com o teor de cimento e com a tensão radial, já os valores dos coeficientes de Poisson no trecho elástico, estimados pela média em que compreende o trecho constante do módulo de elasticidade, decrescem. Além disso, foi identificado uma nítida expansão da região de comportamento elástico com o aumento do teor de cimento na mistura. Nesse estudo experimental também foi possível determinar, a partir de ensaios triaxiais convencionais, compressão simples e diametral, as envoltórias de resistência pelos critérios de ruptura de Mohr-Coulomb e de Hoek-Brown para solos cimentados artificialmente (Oliveira, 2015). A estimativa dos parâmetros da envoltória de Mohr-Coulomb para solos artificialmente cimentados proposto por Consoli (2014a), obteve valores de coesão efetiva entre 8,7 e 7774,2 kPa, e ângulo de atrito efetivo 46,6º, variando em média 9% em comparação com os parâmetros de Mohr-Coulomb, determinados pelos ensaios de compressão triaxial. A metodologia de estimativa das envoltórias de resistência de Hoek Brown (não-linear) consiste basicamente em determinar os parâmetros da envoltória em função do fator vazio/cimento. Observa-se que os resultados encontrados nos ensaios têm comportamento praticamente linear, no trecho de compressão apresentam uma boa concordância com as envoltórias de Hoek-Brown para solos artificialmente cimentados. Contudo, no trecho de tração a comparação do modelo com os ensaios não se apresenta concordantes