Propriedades composicionais e geotécnicas de solos argilosos em obras rodoviárias

Abstract

O objectivo principal da presente dissertação que procuramos satisfazer foi investigar a influência das composições granulométrica ou textural e mineralógica de solos argilosos, no seu comportamento geomecânico. Para o efeito, os estudos efectuados tiveram por base um conjunto de 72 amostras de solos colhidas ao longo dos traçados da A8 – Lanço entre Caldas da Rainha e Leiria, e da A15 – Lanço entre as Caldas da Rainha e Santarém. A amostragem incidiu sobre os níveis de solos argilosos das formações ocorrentes nesses traçados. A composição mineralógica dos solos foi determinada, quer na fracção constituída pelas partículas de d.e.e. inferior a 0,063 mm, utilizando a difracção de raios X (DRX) e amostras de pó sem orientação preferencial do grão, quer na fracção (argila) constituída pelas partículas de d.e.e. inferior a 0,002mm utilizando também a difracção de raios X (DRX) amostras preparadas sob a forma de agregados orientados. Para além da caracterização mineralógica, os solos foram caracterizados ainda através da realização de ensaios, tais como: análise granulométrica, limites de consistência, expansibilidade e ensaio de compactação tipo Proctor pesado, ensaio CBR, ensaio edométrico, ensaio de corte directo e ensaio de corte triaxial. Dada a importância que o tema tratado tem na construção de obras de terra, onde é importante que a compactação dos solos seja optimizada, um aspecto dos estudos realizados que mereceu uma investigação mais detalhada, foi a análise, para diferentes tipos de solos argilosos, da variação dos parâmetros resistentes, coesão e ângulo de atrito interno, em função do teor de humidade com que estes foram compactados. Assim sendo, foram realizados ensaios de corte sobre amostras extraídas de provetes compactados de acordo com a compactação tipo Proctor pesado, nos quais se fez variar o teor de humidade. Tal, permitiu observar a tendência de evolução dos parâmetros resistentes dos solos, de acordo com a diferença entre o teor de humidade do solo e o teor óptimo de compactação, bem como analisar essa mesma tendência em função das composições granulométrica ou textural e mineralógica dos solos estudados.

The main goal of the present thesis is to investigate how both texture and minerological composition of clayey soils condition the geomechanical behaviour of such soils. The studies being carried out were based on 72 samples of soils collected along two motorways: A8 (segment between Caldas da Rainha and Leiria, and A15 (segment between Caldas da Rainha and Santarém. Soil sampling took place on clayey soils occuring in the road segments referred to. Soils mineralogical composition was determined, either on the granulometric sixe fraction with e.s.d less than 0,063 mm, using X-ray diffraction (XRD) and powder samples without preferred orientation, or the granulometric size fraction with e.s.d. less than 0,002mm using XRD as well and oriented aggregates. Besides mineralogical and textural analyses, the selected soils were submitted to several geomechanical tests, such as: Consistency limits, expansibility, heavy compaction Proctor, CBR, oedometric, direct and triaxial shear Due to the importance of the studied subject on earth works, requiring the optimization of soil compaction, on of the studies being carried out involved the detailed analysis for distinct clayey soils, of the changes found for resistant parameters, such as, cohesion and internal attrition angle, depending upon the moisture content used for soil compaction. Therefore, shear tests were carried out on test samples of compacted soil using compaction of heavy Proctor type, with disctinct moisture contents. Such allowed to observe the tendency of the evolution shown by the soil resistant parameters, function of both soil moisture contents and soil optimum compaction values. Also, it allowed to establish the dependency of soil resistant parameters, function of both soil texture and mineralogy.