Comportamento mecânico de um solo siltoso de Curitiba-Paraná melhorado com cimento e pó de vidro
| Ano de defesa: | 2023 |
|---|---|
| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil UTFPR |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
|
| Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
| País: |
Não Informado pela instituição
|
| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32968 |
Resumo: | The soils of the Guabirotuba Formation, predominant in Curitiba, exhibit high expansibility and low mechanical resistance, resulting in unfavorable geotechnical conditions for the implementation of engineering works. In this context, the present study investigated the influence of adding cement and glass powder on the strength of a local silty soil. For this purpose, undisturbed samples were collected from a street exhibiting pavement defects, revealing the collapsible behavior of the soil. The samples underwent initial characterization tests to determine the mineralogical composition of the fine and coarse fractions, texture, structure, physical indices, consistency limits, and mechanical resistance tests: tensile strength by diametral compression and simple compression. Mixtures with varying proportions of glass powder (0%, 1%, 2%, 3%, and 4%) in combination with cement proportions (0%, 2%, 4%, 6%, and 8%) were tested. The results of the mixture compaction tests showed similar behaviors under different applied energies, with a decrease in apparent dry bulk density and an increase in optimum moisture content compared to the natural soil, along with increased mechanical resistance. The research comprised two phases, both involving tests of simple compression and tensile strength by diametral compression. The first, more simplified phase encompassed three mixtures with a curing period of 28 days and optimal moisture content. Tests were conducted in quadruplicate to obtain the initial resistance parameters. In the second phase, nine mixtures with fixed moisture content were tested, with curing times of 28 and 90 days, and samples in quintuplicate. A comprehensive statistical analysis was conducted to assess the impact of additives on sample resistance. Subsequently, regression models were developed to relate mechanical strength to the variables of cement and glass powder. The results indicated an extremely strong correlation for tests with a 28-day curing period and a moderate correlation for samples with a 90-day curing period. The coefficients associated with cement and glass powder in the regression equations revealed that both additives positively contribute to tensile and compressive strength, although this influence tends to diminish over time, being more pronounced in the initial 28-day period. Even after 90 days, the regression model still indicated an increase in the strength of all samples. |
| id |
UTFPR-12_23a76a489c42284ef5e611621bbc51b0 |
|---|---|
| oai_identifier_str |
oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/32968 |
| network_acronym_str |
UTFPR-12 |
| network_name_str |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
| repository_id_str |
|
| spelling |
Comportamento mecânico de um solo siltoso de Curitiba-Paraná melhorado com cimento e pó de vidroMechanical behavior of a silty soil from Curitiba-Paraná improved with cement and glass powderSolos - CompactaçãoResíduos de vidroCimentoMecânica do soloSolos - TestesSolos - FormaçãoSoil compactionGlass wasteCementSoil mechanicsSoils - TestingSoil formationCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA::MECANICAS DOS SOLOSEngenharia CivilThe soils of the Guabirotuba Formation, predominant in Curitiba, exhibit high expansibility and low mechanical resistance, resulting in unfavorable geotechnical conditions for the implementation of engineering works. In this context, the present study investigated the influence of adding cement and glass powder on the strength of a local silty soil. For this purpose, undisturbed samples were collected from a street exhibiting pavement defects, revealing the collapsible behavior of the soil. The samples underwent initial characterization tests to determine the mineralogical composition of the fine and coarse fractions, texture, structure, physical indices, consistency limits, and mechanical resistance tests: tensile strength by diametral compression and simple compression. Mixtures with varying proportions of glass powder (0%, 1%, 2%, 3%, and 4%) in combination with cement proportions (0%, 2%, 4%, 6%, and 8%) were tested. The results of the mixture compaction tests showed similar behaviors under different applied energies, with a decrease in apparent dry bulk density and an increase in optimum moisture content compared to the natural soil, along with increased mechanical resistance. The research comprised two phases, both involving tests of simple compression and tensile strength by diametral compression. The first, more simplified phase encompassed three mixtures with a curing period of 28 days and optimal moisture content. Tests were conducted in quadruplicate to obtain the initial resistance parameters. In the second phase, nine mixtures with fixed moisture content were tested, with curing times of 28 and 90 days, and samples in quintuplicate. A comprehensive statistical analysis was conducted to assess the impact of additives on sample resistance. Subsequently, regression models were developed to relate mechanical strength to the variables of cement and glass powder. The results indicated an extremely strong correlation for tests with a 28-day curing period and a moderate correlation for samples with a 90-day curing period. The coefficients associated with cement and glass powder in the regression equations revealed that both additives positively contribute to tensile and compressive strength, although this influence tends to diminish over time, being more pronounced in the initial 28-day period. Even after 90 days, the regression model still indicated an increase in the strength of all samples.Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)Os solos da Formação Guabirotuba, predominantes em Curitiba, apresentam alta expansibilidade e baixa resistência mecânica, que resultam em condições geotécnicas desfavoráveis para a implantação de obras de engenharia. Neste contexto, o presente trabalho investigou a influência da adição de cimento e pó de vidro na resistência de um solo siltoso local. Para isso, foram coletadas amostras indeformadas em uma rua que apresentava defeitos na pavimentação, revelando o comportamento colapsível do solo. As amostras foram, inicialmente, submetidas a ensaios de caracterização para determinação da composição mineralógica da fração fina e grossa, da textura, da estrutura, dos índices físicos, dos limites de consistência e dos ensaios de resistência mecânica: resistência à tração por compressão diametral e compressão simples. Foram ensaiadas misturas de diferentes teores de pó de vidro (0%, 1%, 2%, 3% e 4%) em combinação com teores de cimento (0%, 2%, 4%, 6% e 8%). Os resultados dos ensaios de compactação das misturas mostraram comportamentos semelhantes entre as diferentes energias aplicadas, com redução do peso específico aparente seco e aumento da umidade ótima em relação ao solo natural, além de maior resistência mecânica. A pesquisa compreendeu duas fases, em ambas foram conduzidos ensaios de compressão simples e tração por compressão diametral. A primeira fase, mais simplificada, abrangeu três misturas com um período de cura de 28 dias e dosagem na umidade ideal. Os ensaios, realizados em quadruplicata, visaram obter os parâmetros iniciais de resistência. Já na segunda fase, foram testadas nove misturas com umidade fixa, apresentando tempos de cura de 28 e 90 dias, e amostras em quintuplicata. Foi realizada uma análise estatística aprofundada para avaliar o impacto dos aditivos na resistência das amostras. Posteriormente, foram desenvolvidos modelos de regressão para relacionar a resistência mecânica com as variáveis de cimento e pó de vidro. Os resultados indicaram uma correlação extremamente forte para os ensaios com 28 dias de cura, e moderada para as amostras com 90 dias de cura. Os coeficientes associados ao cimento e ao pó de vidro nas equações regressivas demonstraram que ambos os aditivos contribuem positivamente para a resistência à tração e compressão, embora essa influência tenda a diminuir com o tempo, sendo mais sensível no período inicial de 28 dias. Mesmo após 90 dias, o modelo de regressão ainda indicou um aumento na resistência de todas as amostras.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUTFPRIzzo, Ronaldo Luis dos Santoshttps://orcid.org/0000-0002-6290-1520http://lattes.cnpq.br/8384136461605241Lima, Adauto José Miranda dehttps://orcid.org/0000-0001-6921-6609http://lattes.cnpq.br/8681679368729264Lima, Adauto José Miranda dehttps://orcid.org/0000-0001-6921-6609http://lattes.cnpq.br/8681679368729264Villena Del Carpio, Joe Arnaldohttps://orcid.org/0000-0003-0549-9923http://lattes.cnpq.br/1743895096934446Domingos, Matheus David Inocentehttps://orcid.org/0000-0002-2514-9915http://lattes.cnpq.br/2548362208678719Izzo, Ronaldo Luis dos Santoshttps://orcid.org/0000-0002-6290-1520http://lattes.cnpq.br/8384136461605241Brandão, Daniel Leal2023-11-30T19:25:50Z2023-11-30T19:25:50Z2023-08-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBRANDÃO, Daniel Leal. Comportamento mecânico de um solo siltoso de Curitiba-Paraná melhorado com cimento e pó de vidro. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32968porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2023-12-01T06:08:28Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/32968Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2023-12-01T06:08:28Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
| dc.title.none.fl_str_mv |
Comportamento mecânico de um solo siltoso de Curitiba-Paraná melhorado com cimento e pó de vidro Mechanical behavior of a silty soil from Curitiba-Paraná improved with cement and glass powder |
| title |
Comportamento mecânico de um solo siltoso de Curitiba-Paraná melhorado com cimento e pó de vidro |
| spellingShingle |
Comportamento mecânico de um solo siltoso de Curitiba-Paraná melhorado com cimento e pó de vidro Brandão, Daniel Leal Solos - Compactação Resíduos de vidro Cimento Mecânica do solo Solos - Testes Solos - Formação Soil compaction Glass waste Cement Soil mechanics Soils - Testing Soil formation CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA::MECANICAS DOS SOLOS Engenharia Civil |
| title_short |
Comportamento mecânico de um solo siltoso de Curitiba-Paraná melhorado com cimento e pó de vidro |
| title_full |
Comportamento mecânico de um solo siltoso de Curitiba-Paraná melhorado com cimento e pó de vidro |
| title_fullStr |
Comportamento mecânico de um solo siltoso de Curitiba-Paraná melhorado com cimento e pó de vidro |
| title_full_unstemmed |
Comportamento mecânico de um solo siltoso de Curitiba-Paraná melhorado com cimento e pó de vidro |
| title_sort |
Comportamento mecânico de um solo siltoso de Curitiba-Paraná melhorado com cimento e pó de vidro |
| author |
Brandão, Daniel Leal |
| author_facet |
Brandão, Daniel Leal |
| author_role |
author |
| dc.contributor.none.fl_str_mv |
Izzo, Ronaldo Luis dos Santos https://orcid.org/0000-0002-6290-1520 http://lattes.cnpq.br/8384136461605241 Lima, Adauto José Miranda de https://orcid.org/0000-0001-6921-6609 http://lattes.cnpq.br/8681679368729264 Lima, Adauto José Miranda de https://orcid.org/0000-0001-6921-6609 http://lattes.cnpq.br/8681679368729264 Villena Del Carpio, Joe Arnaldo https://orcid.org/0000-0003-0549-9923 http://lattes.cnpq.br/1743895096934446 Domingos, Matheus David Inocente https://orcid.org/0000-0002-2514-9915 http://lattes.cnpq.br/2548362208678719 Izzo, Ronaldo Luis dos Santos https://orcid.org/0000-0002-6290-1520 http://lattes.cnpq.br/8384136461605241 |
| dc.contributor.author.fl_str_mv |
Brandão, Daniel Leal |
| dc.subject.por.fl_str_mv |
Solos - Compactação Resíduos de vidro Cimento Mecânica do solo Solos - Testes Solos - Formação Soil compaction Glass waste Cement Soil mechanics Soils - Testing Soil formation CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA::MECANICAS DOS SOLOS Engenharia Civil |
| topic |
Solos - Compactação Resíduos de vidro Cimento Mecânica do solo Solos - Testes Solos - Formação Soil compaction Glass waste Cement Soil mechanics Soils - Testing Soil formation CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA::MECANICAS DOS SOLOS Engenharia Civil |
| description |
The soils of the Guabirotuba Formation, predominant in Curitiba, exhibit high expansibility and low mechanical resistance, resulting in unfavorable geotechnical conditions for the implementation of engineering works. In this context, the present study investigated the influence of adding cement and glass powder on the strength of a local silty soil. For this purpose, undisturbed samples were collected from a street exhibiting pavement defects, revealing the collapsible behavior of the soil. The samples underwent initial characterization tests to determine the mineralogical composition of the fine and coarse fractions, texture, structure, physical indices, consistency limits, and mechanical resistance tests: tensile strength by diametral compression and simple compression. Mixtures with varying proportions of glass powder (0%, 1%, 2%, 3%, and 4%) in combination with cement proportions (0%, 2%, 4%, 6%, and 8%) were tested. The results of the mixture compaction tests showed similar behaviors under different applied energies, with a decrease in apparent dry bulk density and an increase in optimum moisture content compared to the natural soil, along with increased mechanical resistance. The research comprised two phases, both involving tests of simple compression and tensile strength by diametral compression. The first, more simplified phase encompassed three mixtures with a curing period of 28 days and optimal moisture content. Tests were conducted in quadruplicate to obtain the initial resistance parameters. In the second phase, nine mixtures with fixed moisture content were tested, with curing times of 28 and 90 days, and samples in quintuplicate. A comprehensive statistical analysis was conducted to assess the impact of additives on sample resistance. Subsequently, regression models were developed to relate mechanical strength to the variables of cement and glass powder. The results indicated an extremely strong correlation for tests with a 28-day curing period and a moderate correlation for samples with a 90-day curing period. The coefficients associated with cement and glass powder in the regression equations revealed that both additives positively contribute to tensile and compressive strength, although this influence tends to diminish over time, being more pronounced in the initial 28-day period. Even after 90 days, the regression model still indicated an increase in the strength of all samples. |
| publishDate |
2023 |
| dc.date.none.fl_str_mv |
2023-11-30T19:25:50Z 2023-11-30T19:25:50Z 2023-08-15 |
| dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| format |
masterThesis |
| status_str |
publishedVersion |
| dc.identifier.uri.fl_str_mv |
BRANDÃO, Daniel Leal. Comportamento mecânico de um solo siltoso de Curitiba-Paraná melhorado com cimento e pó de vidro. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32968 |
| identifier_str_mv |
BRANDÃO, Daniel Leal. Comportamento mecânico de um solo siltoso de Curitiba-Paraná melhorado com cimento e pó de vidro. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023. |
| url |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32968 |
| dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
| language |
por |
| dc.rights.driver.fl_str_mv |
http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ info:eu-repo/semantics/openAccess |
| rights_invalid_str_mv |
http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ |
| eu_rights_str_mv |
openAccess |
| dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
| dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil UTFPR |
| publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil UTFPR |
| dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) instacron:UTFPR |
| instname_str |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) |
| instacron_str |
UTFPR |
| institution |
UTFPR |
| reponame_str |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
| collection |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
| repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) |
| repository.mail.fl_str_mv |
riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br |
| _version_ |
1850498235002519552 |