ABSTRACT
RESUMEN Obtener la envolvente de ruptura de suelos no saturados requiere de equipos especializados, de elevado costo y difícil acceso. Sin embargo, a través de ensayos de laboratorio simples combinados como corte directo, tracción indirecta y succión, es posible determinar la envolvente. La presente investigación busca, por tanto, validar dicha metodología, en un material limo de origen residual de la ciudad de Medellín-Antioquia, Colombia, compactado a la máxima densidad a través del ensayo Proctor normal. La validación se efectúa por medio de la repetitividad de una serie de ensayos de corte directo para diferentes valores de succión; comprobando que, es posible encontrar la envolvente de ruptura al corte de un suelo fino residual compactado, para distintas condiciones de succión, por medio de los ensayos de laboratorio de corte directo en condición consolidada y drenada, succión por el método del papel filtro y tracción indirecta, cuando no se cuenta con equipos de corte con succión controlada.
ABSTRACT Obtaining the failure envelope of unsaturated soils requires specialized equipment, which is expensive and difficult to access. Nevertheless, by combining simple laboratory tests like direct shear test on saturated samples, indirect tension test, and soil suction measurements by filter paper it is also possible to determine the envelope. This research aims to validate this latter methodology on a residual origin silt material from the city of Medellin, Colombia, which is compacted to the maximum dry density through the standard proctor test. The validation is carried out by repeating a series of direct shear tests for different suction values. It was verified that it is possible to find the shear failure envelope of a compacted fine-grained residual soil for different suction conditions, using the direct shear test under consolidated drained conditions, suction by the filter paper method, and the indirect tension test, when no suction controlled shear equipment is available.
RESUMO A obtenção da envoltória de ruptura de solos não saturados com controle de sucção requer equipamentos especiais, que são caros e de difícil acesso. No entanto, através de ensaios simples laboratoriais combinados, tais como os de cisalhamento direto, tração indireta e sucção, é possível determinar a envoltória de resistência. A presente investigação procura validar esta metodologia, usando um material siltoso de origem residual da cidade de Medellin-Antioquia, Colômbia, compactado na condição de densidade máxima obtida no ensaio de compactação Proctor normal. A validação é feita por meio da realização de uma série de ensaios de cisalhamento direto para diferentes valores de sucção; mostrando que é possível encontrar a envoltória de ruptura de um solo fino residual compactado, para diferentes condições de sucção, por meio de ensaios laboratoriais de cisalhamento direto consolidados drenados, sucção determinada pelo método do papel de filtro e ensaio de tração indireta, quando não se dispõe de equipamento de cisalhamento direto à sucção controlada.
ABSTRACT
A theoretical and numerical model is developed for the quantitative analysis of coupled processes taking place in active waste containment systems, such as electrokinetic barriers or fences, in which alow intensity DC current is circulated across the clay barrier to move polar and non-polar contaminants. A novel feature of the proposed approach is the allowance for the presence of air in the pore space. Under unsaturated conditions, all transport coefficients involved in the electrokinetic process are strongly dependent on the degree of saturation of pore liquid. In order to assess the predictive capability of the proposed theory and to appreciate the impact of gas production at the electrodes, a series of numerical simulations of simple onedimensional electrokinetic tests have been performed. The results of the simulations compare reasonably well with data obtained from laboratory experiments performed on an illitic clayey silt. The numerical results indicate that the impact of gas production at the electrodes can be significant, even in low-intensity and short-duration treatments.
Um modelo teórico e computacional é desenvolvido para a análise quantitativa de processos acoplados que tomam lugar em sistemas de contenção de lixo tais como barreiras ou grades eletrocinéticas no qual uma DC corrente de baixa intensidade é circulada através da barreira de argila para movimentar contaminantes polares e não polares. Uma nova característica da abordagem proposta é permitir a presença de ar nos poros. Sob condições não saturadas todos os coeficientes de transporte envolvidos nos processos eletrocinéticos são fortemente dependentes do grau de saturação do líquido. Com o objetivo de avaliar a capacidade do modelo proposto de predizer e de apreciar o impacto da produção de gás nos eletrodos uma série de simulações numéricas foi realizada em testes eletrocinéticos simples unidimensionais. Os resultados das simulações concordam razoavelmente bem com dados experimentais obtidos em experimentos de laboratório realizados em argilas. Os resultados numéricos indicam que o impacto da produção de gás nos eletrodos pode ser significativo mesmo em tratamentos de baixa intensidade e curta duração.