BEHAVIOR OF A LIME-TREATED EXPANSIVE SOIL

• Main Author: INGRID MILENA REYES MARTINEZ BELCHIOR
• Other Authors: MICHELE DAL TOE CASAGRANDE
• Language: English
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 2016
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=29430@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=29430@2

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO === COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO === PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA === Os principais objetivos desta pesquisa são investigar o efeito da cal hidratada (HL) no comportamento de um solo expansivo, Eagle Ford do Texas (USA), e medir a eficiência do tratamento com cal sobre a redução da expansão através de variações das condições de preparação das amostras. Este estudo envolveu ensaios edométricos e ensaios de centrífuga, que é uma nova técnica desenvolvida pela Universidade do Texas em Austin (EUA). Até o presente trabalho, nenhum estudo tem sido desenvolvido usando esta centrífuga para analisar a redução da expansão em solos expansivos estabilizados. Além disso, nenhum estudo tem medido o melhoramento da eficiência do tratamento com cal devido às variáveis controladas durante a preparação das misturas solo-cal (ou seja, umidade, densidade, período entre a mistura e a compactação e tempo de cura), como também da tensão aplicada. Este trabalho também incluiu investigações sobre modificações das propriedades geotécnicas, composição mineralógica e constituição microestrutural, devido à adição de cal. A partir da análise das curvas de expansão vs. tempo, três valores foram definidos para examinar o comportamento expansivo: o potencial expansivo (Sp) e as inclinações de expansão primária (PSS) e secundária (SSS). A avaliação da eficiência do tratamento com cal, quantificada através do parâmetro Razão da Redução do Potencial Expansivo (SPR), indica: (i) eliminação de 97 por cento de Sp com 4 por cento de HL; (ii) melhoramento do SPR pelo aumento do tempo de cura; (iii) efeito adverso na SPR de períodos longos entre mistura e a compactação; (iv) possibilidade de diminuir a dosagem de cal necessária para reduzir a expansão através do aumento da umidade de compactação e/ou redução da densidade seca de compactação; e (v) dependência da dosagem da cal para prevenir a expansão no nível-g. === The main objectives of this research are to investigate the effect of hydrated lime (HL) treatment on the swelling behavior of a natural expansive soil, Eagle Ford clay from Texas (USA), and to measure the efficiency of lime treatment on swelling reduction due to variations in the condition of specimen preparation. This study involved conventional free swell tests and centrifuge tests, which are a new technique developed by the University of Texas at Austin (USA). So far, no studies have been performed using this centrifuge to analyze the swelling reduction in expansive soils by stabilization treatments. Also, no studies have measured the improving of lime treatment efficiency due to variables controlled during preparation of lime-soil mixtures (i.e. compaction moisture content, compaction dry density, mellowing and curing time), as well as the applied effective stress. This work also involved investigations about modifications of geotechnical properties, mineralogical composition and microstructural constitution due to the addition of lime. From the analysis of the swelling vs. time curves, three values were defined to examine the swelling behavior: the swelling potential (Sp), the primary swelling slope (PSS) and the secondary swelling slope (SSS). Assessment of the lime treatment efficiency, as quantified by the Swelling Potential Reduction Ratio (SPR) indicates: (i) the elimination of 97 per cent of Sp with 4 per cent HL; (ii) SPR enhancement with increasing curing time; (iii) adverse effect of mellowing periods on the SPR; (iv) the possibility to decrease the necessary lime dosage by increasing the compaction moisture and/or reducing the compaction dry density; and (v) dependency of the hydrated lime dosage to prevent swelling on the applied g-level (i.e. applied stress).