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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25013| Título: | Comportamento mecânico de um solo reforçado com fibra de Curauá (Ananas erectifolius) |
| Título(s) alternativo(s): | Mechanical behavior of Curauá fiber (Ananas erectifolius) reinforced soil |
| Autor(es): | Silva, Erico Rafael da |
| Orientador(es): | Izzo, Ronaldo Luis dos Santos |
| Palavras-chave: | Fibras vegetais Solos - Tratamento Solos - Propriedades mecânicas Cisalhamento Solos - Compactação Plant fibers Soils - Treatment Soils - Mechanical properties Shear (Mechanics) Soil compaction |
| Data do documento: | 17-Abr-2020 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | SILVA, Erico Rafael da. Comportamento mecânico de um solo reforçado com fibra de Curauá (Ananas erectifolius). 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. |
| Resumo: | A aplicação de reforços fibrosos em solos surgiu com a finalidade de fornecer a este material melhorias em suas propriedades mecânicas, principalmente na resistência à tração. As fibras de curauá (Ananas erectifolius) apresentam elevada resistência mecânica quando comparadas a outras fibras vegetais, muitas vezes capazes de suprir as deficiências do material a ser reforçado. Este trabalho tem como objetivo avaliar a adição de fibra vegetal de curauá no comportamento mecânico de um solo siltoso da cidade de Curitiba, no estado do Paraná, Brasil. Foi avaliada a influência das variações do teor e do comprimento de fibra adicionada ao solo. Os comprimentos estudados foram de 6, 15 e 30 mm e os teores de 0,25, 0,50 e 0,75% em relação à massa seca de solo. Inicialmente, foram definidos os índices físicos do solo natural (peso específico, teor de umidade) e as propriedades físicas da fibra vegetal (densidade, pH). Posteriormente, as fibras foram dispostas de maneira aleatória no solo para a confecção de espécimes cilíndricos de 100 mm de altura e 50 mm de diâmetro que foram utilizados na realização de ensaios de compressão simples e tração por compressão diametral. O processo de mistura da fibra ao solo ocorreu de maneira análoga para a produção dos corpos de prova de 10 x 10 x 2 cm submetidos a ensaios de cisalhamento direto. Além disso, tendo em vista a melhoria da durabilidade da fibra vegetal, foi estudada a aplicação de uma técnica de impermeabilização utilizando resíduos de poliestireno expandido (EPS). O solo reforçado apresentou ganhos de resistência em todos os ensaios realizados. Nos ensaios de resistência à compressão simples e tração por compressão diametral, o teor e o comprimento ótimo foi de 0,50% e 6 mm, respectivamente. Nestes ensaios, o acréscimo de resistência foi de aproximadamente 90% nos parâmetros ótimos já mencionados. Já nos ensaios de cisalhamento direto, o acréscimo de resistência em baixas tensões confinantes é proporcional ao aumento do teor e do comprimento da fibra. A aplicação do tratamento à fibra vegetal, reduziu os efeitos da biodegradação e influenciou na redução de 10% de absorção de água e aumentou em 5% a resistência à tração da fibra. Além dos ganhos de resistência mecânica, também foi observado que a adição de fibras forneceu ao solo aumento da ductilidade e possibilitando alcançar maiores deformações sem queda brusca da resistência. |
| Abstract: | The application of reinforcement with fibers in soils has been introduced with the purpose to provide this material with improvement in its reforms in soils arose with the use of mechanical properties, especially in shear stress. Curaua (Ananas erectifolius) fibers, when compared to other vegetable fibers have high mechanical resistance, many times, to overcome the deficiencies of the material to be reinforced. The objective of this study was to evaluate the addition of vegetable fiber in the mechanical behavior of a silty soil in the city of Curitiba, in the state of Paraná in Brazil. The influence of variations in fiber content and length added to the soil were evaluated. The studied lengths were 6, 15 and 30 mm and the contents were 0.25, 0.50 and 0.75% in relation to the dry mass of soil. Initially, the physical indexes of the natural soil (specific weight, moisture content) and the physical properties of the vegetable fiber (density, pH) were defined. Later, the fibers are randomly placed on the soil to make cylindrical specimens of 100 mm in height and 50 mm in diameter that were used in the performance of uniaxial compression tests and split tensile strength tests. The process of mixing the fiber to the soil occurred in the same way for the production of the 10 x 10 x 2 cm specimens submitted to direct shear tests. In addition, with a view to improving the durability of vegetable fiber, the application of a waterproofing technique using expanded polystyrene (EPS) residues was studied. The reinforced soil showed better resistance in all tests results. The increase in strength was approximately 90% measured in tests of uniaxial compression and split tensile strength. These tests revealed the optimum content and length of 0.50% and 6 mm, respectively. In direct shear tests, the increase in strength at low confining stresses is proportional to the increase in fiber content and length. The application of the treatment to vegetable fiber, reduced the effects of biodegradation and influenced the reduction in 10% of water absorption increased the tensile strength of the fiber by 5%. In addition to better mechanical strength, it was also observed that the inclusion of fibers provided the soil with increased ductility and made it possible to achieve greater deformations without a sudden drop in of resistance. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25013 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
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