Caracterização e modelação de caldas de cimento-argila no âmbito do melhoramento dos terrenos

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil – Estruturas e Geotecnia

A sobre-utilização dos terrenos é um dos motivos que torna necessária a construção de obras subterrâneas ou em solos de fracas características mecânicas. Como tal, nos últimos anos têm sido desenvolvidas diversas técnicas de melhoramento dos solos, como a injecção de caldas. Esta técnica tem diversos campos de aplicação, não se cingindo a sua utilização apenas à construção de obras novas. Pode também ser utilizada no reforço de estruturas já existentes, corrigindo ou prevenindo diversas anomalias geotécnicas relacionadas com o terreno de fundação. O objectivo desta dissertação é dar um contributo no conhecimento e desenvolvimento desta técnica de melhoramento de terrenos por injecção, através da caracterização de uma calda de cimento-bentonite, e estudar a sua aplicabilidade através de um modelo computacional. Para satisfazer o objectivo proposto, em primeiro lugar identificam-se os objectivos e campos de aplicação da injecção, e faz-se referência ao processo de dimensionamento e planeamento através da identificação dos materiais e dos parâmetros de injecção, bem como da instrumentação utilizada numa obra deste tipo. De seguida, caracteriza-se a calda de cimento-argila/bentonite, com especial relevância para a determinação da sua resistência à tracção, com base num modelo computacional baseado em ensaios existentes na literatura. Finalmente, estuda-se o comportamento do terreno quando aplicada a injecção da calda de cimentobentonite, através de um modelo computacional simulando a escavação de um túnel e gradual processo de tratamento por injecção.