Análise da influência de aspectos microestruturais no comportamento de solos derivados da cinza vulcânica

Abstract

Na Colômbia os solos derivados de cinzas vulcânicas representam 11,6% dos solos do país e são utilizados em construção de terraplenagem, rodovias e taludes naturais. Apresentam uma grande variabilidade nas propriedades hidromecânicas e estruturais que dependem do grau de pré-secagem das amostras. Para analisar a variabilidade destas propriedades foi realizado um estudo teórico experimental que avaliou como as alterações mineralógicas ocasionam mudanças no comportamento hidromecânico e estrutural deste tipo de solos. Foi escolhido um solo de origem vulcânica na região de Popayán. O estudo experimental contou com um trabalho detalhado de laboratório, estudando amostras indeformadas e compactadas (com energia correspondente ao Proctor normal) com diferentes formas de preparação das amostras (com e sem secagem prévia). Da confecção da curva de compactação foram escolhidos vários pontos de trabalho aos quais foram feitos as avaliações do comportamento hidromecânico e estrutural. O estudo do solo iniciou pela caracterização físico-química, que foi realizada por meio de ensaios tradicionais da geotecnia além de DRX, espectroscopia infravermelha, análise termogravimétrica e espectroscopia mossbauer. A avaliação do comportamento hidráulico foi feita por meio da construção de curvas de retenção com trajetória de secagem e logo molhagem, combinando as técnicas de: placa, translação de eixos e WP4C. O comportamento mecânico foi avaliado por meio de ensaios de compressão oedométrica e cisalhamento direto. Entretanto, o comportamento estrutural foi avaliado por meio da combinação de três técnicas de caracterização, a microscopia eletrônica de varredura para os microporos, a porosimetria por adsorção e dessorção de nitrogênio para os mesoporos e a microscopia por intrusão de mercúrio para os macroporos. O estudo experimental permitiu demostrar que a secagem das amostras afeta a estrutura mineralógica do solo ocasionando mudanças na granulometria e plasticidade. As duas formas de preparação de amostras geraram duas curvas de compactação totalmente diferentes. O comportamento hidráulico das amostras sem secagem prévia apresentou uma histeresis elevada. A compressibilidade das amostras sem secagem prévia foi maior que as amostras com secagem prévia. Finalmente a análise da estrutura do solo mostrou que a compactação e secagem diminui os macroporos mas não afeta os mesoporos, e os microporos são mais visíveis na estrutura com secagem prévia.