EM - Escola de Minas
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A Escola de Minas de Ouro Preto foi fundada pelo cientista Claude Henri Gorceix e inaugurada em 12 de outubro de 1876.
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Item Solos tropicais e bentonita: análise geotécnica de misturas com ênfase na abordagem coloidal.(2014) Morandini, Thiago Luiz Coelho; Leite, Adilson do LagoOs solos tropicais ocorrem em regiões de climas tropicais e subtropicais, constituindo a maior parte dos solos superficiais brasileiros. Devido a algumas propriedades, como elevada resistência mecânica quando compactados, os solos tropicais são amplamente empregados em obras geotécnicas. Entretanto, dentre as obras geotécnicas, aquelas destinadas à impermeabilização requerem propriedades adicionais muitas vezes não encontradas nos solos tropicais, como baixa condutividade hidráulica, capacidade de sorção e compatibilidade adequada com os fluidos circundantes. Assim sendo, a adição de bentonita pode ser uma alternativa para melhorar propriedades técnicas dos solos tropicais para fins de impermeabilização. Neste contexto, esta tese tem como objetivo estudar o comportamento geotécnico de misturas de solos tropicais e bentonita com ênfase na abordagem coloidal. Especificamente, é escopo desta tese a avaliação de comportamento hidráulico, mecânico e de compatibilidade de três classes distintas de solos tropicais segundo classificação MCT-M – laterítico, transicional e não laterítico – aos quais foram adicionados bentonita nos teores de 3, 6, 9 e 12%. Para concretizar o objetivo proposto, foi elaborado e desenvolvido um programa experimental que compreendeu: (1) ensaios de caracterização químico-mineralógica da bentonita e dos solos tropicais e metodologia MCTM para classificação dos solos tropicais; (2) avaliação das propriedades geotécnicas e físico-químicas dos solos tropicais e das misturas por meio de ensaios limites de Atterberg, massa específica dos sólidos, análise granulométrica conjunta, compactação Proctor Normal, pH, condutividade elétrica do extrato aquoso, capacidade de troca catiônica e superfície específica; (3) determinação da condutividade hidráulica em célula triaxial nas tensões confinantes de 20, 40 e 80 kPa; (4) avaliação compatibilidade indireta através de limites modificados empregando-se soluções químicas (CaCl2 – 1 M, C2H5OH, HNO3 – pH 3, NaOH – pH 11); (5) percolação química em célula triaxial modificada empregando-se as soluções citadas anteriormente para amostras com teor de bentonita ótimo (necessária a obtenção de uma condutividade hidráulica de 5x10-8 cm/s); (6) avaliação da resistência a cisalhamento através de ensaio triaxial consolidado e não drenado. Além disso, foram propostas correlações matemáticas utilizando-se como base as equações de Kozeny- Carman, Gouy-Chapman, e um parâmetro definido como ponto meso plástico. De forma geral, os resultados demonstraram algumas alterações de propriedades e parâmetros dos solos tropicais devido à adição de bentonita, tais como: aumento na plasticidade, na superfície específica e na CTC; diminuição da condutividade hidráulica; diminuição do ângulo de atrito (total e efetiva) e aumento da coesão (total e efetiva). Em termos de compatibilidade, as misturas contendo bentonita demonstraram maior suscetibilidade às soluções de C2H5OH, CaCl2, NaOH e HNO3, nesta ordem. Esta tendência de suscetibilidade foi confirmada pelos ensaios de percolação química, comprovando a validade do método de avaliação de compatibilidade através de limites modificados. Já as correlações matemáticas demonstraram ajustes satisfatórios aos modelos propostos, validando as equações modificadas de Kozeny-Carman e de Gouy-Chapman para a previsibilidade da condutividade hidráulica em misturas de solos tropicais e bentonita. Por fim, esta tese conclui que é viável o emprego de misturas de solos tropicais e bentonita para fins de barreiras impermeabilizantes, desde que sejam ponderados os critérios geotécnicos (resistência e permeabilidade) e os critérios de compatibilidade entre o solo e o contaminante retido.Item Condutividade hidráulica e compatibilidade em combinações de solo tropical e bentonita para uso em barreiras.(Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Morandini, Thiago Luiz Coelho; Leite, Adilson do LagoAs barreiras selantes são elementos chave na proteção ambiental de sítios de disposição de resíduos. Adicionalmente, a aplicação dos solos tropicais compactados possui grande potencial para construção destas barreiras, desde que algumas propriedades sejam satisfeitas, incluindo baixa condutividade hidráulica e compatibilidade adequada com os fluidos existentes no sítio. Dentro deste contexto, a adição de bentonita nos solos tropicais pode ser uma alternativa para melhorar estas e outras propriedades técnicas. Esta dissertação consistiu um estudo laboratorial integrado na avaliação da condutividade hidráulica em misturas de um solo tropical e bentonita e da compatibilidade entre estas misturas e soluções químicas diversas. Os teores de bentonita avaliados foram de 3, 6, 9 e 12% (peso seco), além da amostra do solo tropical e bentonita puros. O programa experimental compreendeu três etapas: (1) caracterização das amostras com o propósito de verificar possíveis alterações das propriedades (geotécnicas e físico-químicas) do solo tropical quando em misturas com a bentonita; (2) avaliação da condutividade hidráulica em câmara triaxial (permeâmetro de parede flexível), sob condições de carga hidráulica constante de 50 kPa e tensões confinantes de 20, 40 e 80 kPa; e (3) avaliação da compatibilidade entre as amostras e algumas soluções químicas (HNO3 - pH 3; NaOH - pH 11; NaCl - 5g/l; e álcool etílico), por meio da determinação dos limites de Atterberg modificados e expansão livre da bentonita. Os resultados da caracterização revelaram importantes alterações nas propriedades índices do solo tropical, destacando acréscimos na plasticidade, CTC e expansão livre devido à adição de bentonita. A condutividade hidráulica, por sua vez, revelou significativo decréscimo com o aumento do teor de bentonita e da tensão confinante. Já os resultados de compatibilidade mostraram um decréscimo da plasticidade das amostras quando submetidas às soluções químicas, mais relevantes para a solução salina, porém não desprezíveis para as soluções ácida, básica e orgânica. A perda da plasticidade mostrou-se maior nas amostras com maior percentual de bentonita, provavelmente como resultado da contração da dupla camada iônica. Por fim, os resultados gerais recomendam o uso da adição de bentonita a solos tropicais para fins de sistemas de selagem em sítios de disposição de resíduos, desde que sejam ponderados os critérios geotécnicos (resistência e permeabilidade) e os critérios de compatibilidade entre o solo e o contaminante retido.