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Regeo 2023 - Anais Volume Ii
Regeo 2023 - Anais Volume Ii
Regeo 2023 - Anais Volume Ii
IX CONGRESSO BRASILEIRO
DE GEOSSINTÉTICOS
18 A 21 | JULHO | 2023
Realização Apoio
REALIZAÇÃO
APOIO
SECRETARIA EXECUTIVA
CDU: 551.24
COTA OURO:
COTA PRATA:
COTA BRONZE:
COMISSÃO ORGANIZADORA
Comitê Gestor:
Hélio Machado Baptista, Luciene de Moraes Eirado Lima e Maria do Socorro Costa São Mateus.
Coordenação Científica:
Luís Edmundo Prado de Campos, Maria do Socorro Costa São Mateus e Miriam Carvalho
Machado.
Coordenação de Programação:
Ana Cristina Sieira, André Luís Brasil Cavalcante, Fagner Alexandre Nunes de França, Gregório
Luís Silva Araújo, Hélio Machado Baptista.
Financeiro:
Ronaldo Ramos de Oliveira.
Divulgação e Marketing:
Luciene de Moraes Eirado Lima, Ronaldo Ramos de Oliveira e Vital Matos Batista.
Comercial:
Ronaldo Ramos de Oliveira e Victor Pimentel.
Comissão de organização:
Evelin Marques de Oliveira, Gregório Luís Silva Araújo, Luciene de Moraes Eirado Lima e Luiz
Cotias Simões.
AVALIADORES DO REGEO & GEOSSINTÉTICOS 2023
Hélio Machado Baptista (Envgeo Engenharia), Luciene de Moraes Eirado Lima (UFBA) e Maria
do Socorro C. São Mateus (UEFS)
Comitê Gestor
IX CONGRESSO BRASILEIRO DE GEOSSINTÉTICOS
SUMÁRIO
TEMA 1: CASOS HISTÓRICOS E DE OBRAS / CONTROLE DE QUALIDADE DE GEOSSINTÉTICOS: 1
FABRICAÇÃO, RECEBIMENTO E INSTALAÇÃO
Estabilização de Encosta da Formação Barreiras com solo Reforçado e Técnicas de Bioengenharia. - Robson 2
Melo do Nascimento; Ronaldo Ramos de Oliveira; Matheus Henrique Carvalho de Brito
Uso de Microgrelhas como Reforço de Solo Mole em Bacia de Detenção: Um Estudo de Caso. - Myller de 9
Souza Esteves; Matheus de Paiva Silva; Pedro Vitor Oliveira Nava; Laís Roberta Galdino de Oliveira
Controle de Qualidade de Geossintéticos no Brasil. - Delma de Mattos Vidal; José Antonio Schiavon 17
1
X Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental (REGEO 2023)
IX Congresso Brasileiro de Geossintéticos (Geossintéticos 2023)
Salvador, Ba, Brasil © IGS-Brasil/ABMS, 2023
RESUMO: Este trabalho apresenta um caso de obra de recomposição de talude após deslizamento de uma encosta da
formação barreiras, em um empreendimento privado localizado na cidade de Camaragibe, estado de Pernambuco. A
solução de engenharia adotada utilizou a técnica de contenção em solo reforçado em Terramesh® System para
estabilização do maciço, além de bioengenharia para favorecimento do crescimento da vegetação, que contou inicialmente
com a análise química de macronutrientes, adubação, calagem, e escolha das espécies mais apropriadas. Posteriormente
revestimento dos taludes com Geomantas para proteção imediata dos taludes contra erosão, e por fim, plantio da vegetação
selecionada.
ABSTRACT: This work presents a case of a slope recomposition work after a landslide of the Barreiras formation, in a
private enterprise located in the city of Camaragibe, state of Pernambuco. The engineering solution adopted used the soil
containment technique reinforced with Terramesh® System to stabilize the massif, in addition to bioengineering to favor
the growth of vegetation, which initially included the chemical analysis of macronutrients, fertilization, liming, and choice
of species most appropriate. Later coating the slopes with Geomat to immediately protect the slopes against erosion, and
finally, planting the selected vegetation.
2 MATERIAL E MÉTODOS
Figura 2. Mapa geológico da Planície do Recife.
Adaptado de Alheiros, Ferreira e Lima Filho (1995).
A metodologia deste trabalho foi composta pelas
seguintes etapas:
Alheiros et al. (1988) define o grupo Barreiras
Caracterização geológica da área estudada
como a unidade geológica mais importante nos
através de mapas geológicos e bibliografia de
morros ocupados da cidade do Recife. Ela é
referência;
constituída de sedimentos de granulometria variada,
Topografia realizada através de caracterizados por uma mistura de areias e argilas,
levantamento planialtimétrico; com horizontes de seixos sub-horizontais, levemente
Ensaios geotécnicos onde em campo foram direcionadas para o mar na forma de tabuleiros
executados furos de sondagens à percussão elevados. A deposição desta unidade geológica se
SPT, e em laboratório foi realizado deu sob a forma de leques aluviais e de depósitos
caracterização completa finalizando com fluviais de canais entrelaçados, apresentando as
ensaios de cisalhamento direto na condição facies flúvio-lagunar.
natural e inundada;
Análise de estabilidade do talude e proposta 3.2 Levantamento topográfico
de estabilização;
Estudo de análise química de Levantamento planialtimétrico foi realizado com
macronutrientes, correção de deficiências e intuito de conhecer a superfície do terreno,
definição das espécies para o plantio. determinação das curvas de nível além das seções
transversais na região da erosão. O talude estudado
possui extensão de 170 metros, altura aproximada de
AGRADECIMENTOS
REFERÊNCIAS
RESUMO: Uma maneira de mitigar as consequências negativas de processos erosivos, em locais próximos a cursos
d'água, é a construção de reservatórios de controle de cheias, como bacias de retenção e detenção. Assim, o presente artigo
teve como objetivo avaliar a viabilidade técnica e financeira da utilização de geossintéticos na fundação de uma bacia de
detenção em Brasília-DF. Para isso, realizou-se um levantamento das características da obra e das possíveis soluções,
além de análise econômica por meio de bases orçamentárias. Os resultados mostraram significativa diferença nos custos
entre as soluções estudadas, visto que o uso de microgrelhas na presente obra culminou em uma redução de quase 38%
do custo inicial da solução convencional. Além de benefícios em termos ambientais, devido a redução do emprego de
pedra rachão e o transporte associado ao recebimento de insumos e disposição de resíduos (solo orgânico). Diante disso,
conclui-se que a utilização de geossintéticos, nesse caso, pode ser uma alternativa eficiente para o melhoramento da
capacidade de suporte em fundações de bacia de detenção com ocorrência de solo mole.
ABSTRACT: One way to mitigate the negative consequences of erosion processes, in places close to water courses, is
the construction of flood control reservoirs, such as retention and detention basins. Thus, this article aimed to evaluate
the technical and financial feasibility of using geosynthetics in the foundation of a detention basin in Brasília-DF. For
this, a survey of the characteristics of the work and possible solutions was carried out, in addition to an economic analysis
using budgetary bases. The results showed a significant difference in costs between the studied solutions, since the use of
microgrids in the present work resulted in a reduction of almost 38% of the initial cost of the conventional solution. In
addition to benefits in environmental terms, due to the reduction in the use of rough stone and the transport associated
with receiving inputs and disposing of waste (organic soil). In view of this, it is concluded that the use of geosynthetics,
in this case, can be an efficient alternative for improving the support capacity in foundations of detention basins with
occurrence of soft soil.
KEY WORDS: Erosion Control, Urban Drainage, Soil Improvement, Geosynthetics, Feasibility.
REFERÊNCIAS
RESUMO: Para a seleção de um produto manufaturado a ser empregado numa obra geotécnica ou ambiental é
fundamental que o projetista possa contar com a garantia de suas propriedades mais relevantes dada pelo fabricante, que
só poderá atender esta necessidade se contar com um programa de controle de qualidade de fabricação eficiente. Desde
2020 o Brasil tem normas técnicas da Associação Brasileira de Normas Técnicas que indicam os requisitos mínimos a
serem atendidos por fabricantes e distribuidores para comercializar um produto geossintético no Brasil, e o conteúdo
mínimo da Declaração de Desempenho. Esta declaração deve ser disponibilizada a projetistas e usuários e acompanhar o
produto entregue em campo, trazendo informações sobre as propriedades garantidas com 95% de confiança e as condições
de durabilidade. Este artigo apresenta os aspectos mais relevantes destas normas e discute a importância de sua
consideração na especificação de projeto.
ABSTRACT: For the selection of a manufactured product to be used in a geotechnical or environmental work, it is
essential that the designer can count on the guarantee of its most relevant properties given by the manufacturer, which
can only meet this need if it has an efficient manufacturing quality control program. Since 2020 Brazil has had technical
standards from the Brazilian Association of Technical Standards that indicate the minimum requirements to be met by
manufacturers and distributors to market a geosynthetic product in Brazil and the minimum content of the Declaration of
Performance. This declaration must be made available to designers and users and accompany the product delivered in the
field, providing information on the properties guaranteed with 95% confidence and durability conditions. This article
presents the most relevant aspects of these standards and discusses the importance of considering them in project
specification.
2 O PROCESSO DE NORMALIZAÇÃO E O
CONTROLE DE QUALIDADE 3 ASPECTOS RELEVANTES DO CONTROLE
DE QUALIDADE DE FABRICAÇÃO
O processo de normalização dos geossintéticos no
Brasil iniciou-se em dezembro de 1989 com a criação 3.1 Conceitos gerais
da Comissão de Estudos em Geotêxteis da
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), As Partes 1 e 2 da norma ABNT NBR 16757 (ABNT
no âmbito do Comitê Brasileiro da Construção Civil 2021a, 2020) indicam os requisitos a serem atendidos
(ABNT/CB-002). Em maio de 2012, atendendo à por fabricantes e distribuidores de produtos
uma solicitação da Associação Brasileira de geossintéticos da família dos geotêxteis e produtos
Geossintéticos (IGSBrasil) esta comissão se correlatos (Parte 1) e da família das barreiras
transformou na Comissão de Estudo Especial CEE- geossintéticas (Parte 2). Ainda não há norma ISO
175 – Geossintéticos, espelho do comité técnico da sobre requisitos mínimos. A norma publicada pela
International Organization for Standardization ABNT foi proposta pela CEE 175 após reuniões com
ISO/TC 221 Geosynthetics (criado em 2000). A fabricantes e usuários que discutiram e elaboraram
participação nas comissões e comitês de um projeto com base em normas europeias e
normalização é um trabalho voluntário, não americanas, e numa Recomendação da IGSBrasil de
remunerado, e aberto a todos os interessados no tema. 2014, posteriormente revisada (IGSBrasil, 2020a;
O escopo da CEE 175 é a normalização no campo IGSBrasil, 2020b).
dos geossintéticos abrangendo todos os produtos e os A primeira ação do fabricante de um produto
processos envolvidos em sua aplicação, tais como geossintético é estabelecer a função ou as funções
projeto, especificação, recebimento, aceitação e que o produto pode desempenhar e a aplicação ou
método construtivo, no que concerne à terminologia, aplicações para as quais está sendo concebido. Esta
ensaios e requisitos. Como espelho do comitê da ISO, etapa é fundamental para definir as propriedades
a CEE 175 tem também o dever de avaliar a características a serem controladas durante o
aplicabilidade das normas publicadas pelo ISO/TC processo de fabricação. A Recomendação 002 (Partes
221 às condições nacionais. Quando elas podem ser 1 e 2), que discute os requisitos do ponto de vista de
diretamente aplicadas no país, são traduzidas e projetistas e usuários, traz tabelas indicando as
publicadas pela ABNT como normas do tipo NBR propriedades mais relevantes para cada aplicação e
ISO, o que facilita tanto a comercialização dos função (IGSBrasil, 2020a; IGSBrasil, 2020b).
produtos nacionais em outros países, como o A segunda ação é definir o sistema de gestão
emprego de produtos importados em nosso país. detalhando os procedimentos de controle de
As primeiras normas publicadas no Brasil e no qualidade da matéria prima e de todo o processo de
mundo tiveram por objeto estabelecer os termos e fabricação, bem como dos procedimentos para a
definições a serem empregados para uma linguagem análise de conformidade do produto acabado que
comum e os métodos de ensaio para determinação incluem a determinação e avaliação das propriedades
das propriedades consideradas mais relevantes, controladas e as análises de durabilidade. Este
primeira etapa de qualquer processo de controle de sistema também define o processo de marcação,
qualidade. etiquetagem e embalagem atendendo ao definido na
O controle de qualidade é um processo que tem norma ABNT NBR ISO 10320 (ABNT, 2021b).
REFERÊNCIAS
23
X Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental (REGEO 2023)
IX Congresso Brasileiro de Geossintéticos (Geossintéticos 2023)
Salvador, Ba, Brasil © IGS-Brasil/ABMS, 2023
RESUMO: Os geossintéticos são materiais poliméricos empregados em diversos projetos de Engenharias, dentre eles,
seu uso em obras de proteção costeira destaca-se com alto potencial de aplicação, em conjunto com materiais granulares
para controle da erosão. A durabilidade, após exposição às intempéries, precisa ser conhecida para um dimensionamento
mais preciso. Assim como qualquer material polimérico, estão sujeitos à degradação em função da exposição à radiação
UV. As normas ASTM D5970 (2016) e ASTM D1435 (2013) contêm diretrizes para ensaios de exposição de campo,
com o intuito de avaliar a resistência mecânica do geossintético. Nesse sentido, este trabalho apresenta uma comparação
entre os dois padrões normativos pela mudança na inclinação de exposição de um geotêxtil de polipropileno em ambiente
costeiro à beira-mar de Natal/RN. Além disso, avaliou-se a influência da cor, e consequentemente da temperatura, da
mesa de exposição, bem como sua interação com material granular. O tempo de exposição foi de 42 dias e a resistência à
tração das amostras foi comparada com as obtidas das virgens. Os resultados indicaram pequenas diferenças na
degradação UV devido à inclinação da exposição. Por outro lado, a cor da mesa de exposição produziu maior degradação
naquelas amostras expostas em mesas pretas, se comparadas com aquelas em mesas brancas. Os dados obtidos neste
estudo são fundamentais para o dimensionamento e adoção de medidas mitigatórias em obras de engenharia costeira que
utilizam geossintéticos.
ABSTRACT: Geosynthetics are polymeric materials used in various engineering projects, among them, their use in
coastal protection works stands out with high potential for application, in combination with granular materials for erosion
control. Durability after exposure to the weather needs to be known for more accurate sizing. As with any polymeric
material, they are subject to degradation due to exposure to UV radiation. ASTM D5970 (2016) and ASTM D1435 (2013)
standards contain guidelines for field exposure tests, with the aim of evaluating the mechanical strength of the
geosynthetic. In this sense, article presents a comparison between the two normative standards for the change in the
exposure slope of a polypropylene geotextile in a coastal environment by the seaside of Natal/RN. In addition, the
influence of the color, and consequently the temperature, of the exposure table was evaluated, as well as its interaction
with granular material. The exposure time was 42 days, and the tensile strength of the samples was compared with those
obtained from virgins. Results indicated small differences in UV degradation due to exposure slope. On the other hand,
the color of the display table produced greater degradation in those samples exposed on black tables compared to those
on white tables. The data obtained in this article are fundamental for the design and adoption of mitigation measures in
coastal engineering works that use geosynthetics.
Precipitação (mm)
(%)
10 20%
0 0%
Fev
Jan
Mar
Precipitação Umidade Relativa Média
CP4
50 CP2
CP5 CP3
40 60
CP6
10 30
0 20
0 5 10 15 20 10
Deformação axial (%) 0
0 5 10 15 20
Deformação axial (%)
b) CP1 GB6
CP2
60 CP3 CP1
f) GS
Resistência à tração (kN/m)
50 CP4 CP2
CP5 60 CP3
40
Resistência à tração (kN/m)
CP4
30 50
CP5
20 40 CP6
10 30
0 20
0 5 10 15 20 10
Deformação axial (%) 0
0 5 10 15 20
ASTM (2008). ASTM D 5035-06: Standard test method Dierickx, W. & Van Den Berghe, P. (2001). Natural
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Valentin, C. A.; Luz, M. P., Silva, J. L. (2021). armour unit layers and placement mode in the
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ABNT (2013). NBR 9862: Geossintéticos: Amostragem e
preparação de corpos de prova para ensaios. EN (1992). EN 20139: Textiles- Standard Atmospheres for
Associação Brasileira De Normas Técnicas, Rio de Conditioning and Testing. European Standard,
Janeiro. Brussels.
Bedia, E. L.; Paglicawan, M. A.; Bernas, C. V.; Bernardo, EN (2005). EN ISO 9862: Geosynthetics – Sampling and
Clever A. Valentin
Escola de Engenharia de São Carlos (EESC-USP), São Carlos, Brasil, cclever@sc.usp.br
RESUMO: Geotêxteis não-tecidos são materiais versáteis que possuem uma vasta gama de aplicação em obras
geotécnicas, como em estruturas de solo reforçado. Para diminuir os impactos gerados pela utilização de agregados
naturais como material de preenchimento dessas estruturas, a comunidade geotécnica têm buscado materiais alternativos.
Os resíduos de construção e demolição reciclados (RCD-R) tem se mostrado atraente por atender os requisitos técnicos
econômicos e ambientais. Contudo, para utilização em conjunto deste “novo” material de preenchimento e geossintéticos,
faz-se necessário avaliar a degradação do material de reforço. Este artigo objetiva avaliar essa degradação por meio da
exposição de geotêxteis não tecidos de poliéster em contato com RCD-R na condição inundada. Esses materiais foram
dispostos de maneira intercalada em cubas de aço inoxidável e mantidas em temperatura ambiente (21 ± 3ºC) e em
condição acelerada (50 ± 4ºC). Amostras de geotêxteis foram exumadas apos 180 dias e ensaiadas sob tração. Os
resultados mostraram uma significativa redução de resistência máxima e deformação na ruptura dos geotêxteis em ambas
temperaturas. Sob a condição acelerada, a degradação foi superior. A hidrólise é o principal mecanismo que causou a
degradação sendo catalizado pela alcalinidade do meio e pela temperatura (quando em condição acelerada). Conclui-se
que investigações pontuais da durabilidade do elemento de reforço devem ser realizadas quando materiais alternativos
são utilizados.
ABSTRACT: Non-woven geotextiles are versatile materials with various applications in geotechnical engineering, such
as reinforced soil structures. The geotechnical community has been searching for alternative materials to reduce the
impacts of adopting natural aggregates as backfill materials for these structures. Recycled construction and demolition
wastes (RCDW) have proved to be an attractive solution once they fulfil the technical, economic and environmental
requirements. However, for the combined use of this "new" backfill material and geosynthetics, it is necessary to evaluate
the degradation of the reinforcement. This paper aims to evaluate this degradation by exposing non-woven polyester
geotextiles in contact with RCDW in a flooded condition. These materials were arranged in stainless steel tanks and kept
at room temperature (21 ± 3ºC) and under accelerated conditions (50 ± 4ºC). Geotextile samples were exhumed after
180 days and tested under axial tensile load in the machine direction. The results showed a significant reduction of ultimate
tensile strength and strain at failure at both temperatures. Under the accelerated condition, the degradation was higher.
Hydrolysis is the primary mechanism that causes the degradation and is catalysed by the alkalinity of the tanks and
temperature (when under accelerated conditions). It can be concluded that punctual investigations related to the
reinforcements' durability should be carried out when alternative materials are used.
KEY WORDS: Geosynthetics Durability, Reinforced Soil Structures, Recycled Aggregates, Reduction Factor,
Temperature.
3 RESULTADOS
Figura 2. Arranjo das amostras de geotêxteis na cuba de Tabela 1. Resultados dos ensaios de tração realizados em
degradação. amostras virgens.
Corpo de prova 𝑇𝑚𝑎𝑥 (kN/m) 𝜀𝑟 (%)
Antes de seu preenchimento, três tubos de aço
inoxidável (diâmetro de 5 mm e comprimentos de 25 1 10,29 88,75
cm, 15 cm e 10 cm) foram dispostos na parte frontal 2 12,09 79,99
do equipamento. Após o preenchimento das cubas 3 10,97 94,57
com o RCD-R e as amostras de geotêxtil, a mesma 4 12,49 86,54
foi inundada com água destilada. Um tanque (com 5 12,83 82,93
6 10,66 80,98
água destilada) foi posicionado acima do nível da
Média 11,55 85,63
cuba, e foi feita a ligação entre o tanque e o tubo (25
cm de comprimento) por meio de uma mangueira.
A Table 2 apresenta os resultados de 𝑇𝑚𝑎𝑥 e 𝜀𝑟
Após abertura da válvula do tanque, a água percorreu
obtidas após ensaios nas amostras degradadas, tanto
a mangueira até o tubo, e a inundação ocorreu de
em temperatura ambiente quanto em temperatura
baixo para cima.
acelerada. Com apenas 180 dias de degradação em
Uma cuba foi mantida à temperatura ambiente (21
temperatura ambiente, o valor de 𝑇𝑚𝑎𝑥 do geotêxtil
± 3ºC) e a outra à uma temperatura de 50 ± 4ºC.
sofreu uma brusca redução (49,18%). Sob a condição
Apesar das cubas permancerem tampadas, notou-se a
acelerada, a redução foi ainda maior (69,61%),
diminuição do volume ao longo do tempo. Portanto,
indicando assim que a temperatura atua como
periodicamente a cuba recebeu acrésicmo de água
catalizador do processo de degradação do geotêxtil,
destilada para manter o estado inundado.
conforme esperado. Em termos de deformação na
ruptura, tambem nota-se uma redução causada pela
2.3 Quantificação da degradação do geotêxtil
degradação, porém a redução foi semelhante (cerca
de 23%) independente da condição de degradação
Após 180 dias de exposição neste ambiente, uma
(em temperatura ambiente ou acelerada).
amostra de geotêxteis foi extraida de cada cuba,
lavada em água corrente e seca em estufa (30°C)
Tabela 2. Resultados dos ensaios de tração realizados nas
durante 24 horas. Após secagem das amostras, as amostras degradadas em temperatura ambiente e
mesmas foram cortadas em corpos de prova (20x5 cm
sentidos longitudinal e transversal, respectivamente)
e ensaiadas sobre tração seguindo as recomdações da
ASTM D 5035 (2011). Este procedimento foi
realizado tanto par as amostras virgens (como
RESUMO: A engenharia com geossintéticos apresenta expressivas soluções em sintonia com o desenvolvimento
sustentável. A durabilidade por intemperismo é um relevante fator a ser ponderado ao longo da sua vida de serviço de
projeto. Inúmeros projetos requerem que o geossintético fique exposto à dinâmica climática, tais como obras para
armazenamento e distribuição de água, infraestruturas urbanas e costeiras, sistemas de confinamento de resíduos e
rejeitos, dentre outros. Há consenso sobre os efeitos nocivos de exposições prolongadas de materiais poliméricos às
intempéries, cujos produtos requerem formulações específicas para serem empregados expostos. Estes são associados,
principalmente, a radiação ultravioleta, temperatura ambiente, umidade, efeitos de choques térmicos ocasionados por
precipitações, cuja dinâmica climática varia significativamente com o local e as condições de exposição, época do ano,
estação climática e ao período do dia. O estudo de caso ponderou sobre a influência da dinâmica climática na durabilidade
de um geotêxtil tecido de polipropileno, utilizado para fins de pesquisa, a partir da exposição deste ao intemperismo
durante o verão (2020-2021) e o outono (2021). A durabilidade foi avaliada por parâmetros mecânicos retidos após os
períodos de exposição e a sua correlação com a dinâmica climática. Perdas de resistência à tração de 29,9% foram obtidas
no verão de 24,1% para o outono. A compreensão da dinâmica climática e das possíveis modificações nas propriedades
dos geossintéticos contribuem em tomadas de decisões para o dimensionamento de geossintéticos em aplicações expostas
ao intemperismo.
ABSTRACT: Designing with geosynthetics shows expressive solutions in line with sustainable development. Durability
due to weathering is a relevant factor to be considered throughout its design service life. Numerous projects require the
geosynthetic to be exposed to climate dynamics, such as works for the storage and distribution of water, urban and coastal
infrastructure, and waste containment systems, among others. There is a consensus on the harmful effects of prolonged
exposure of polymeric materials to weathering, whose products require specific formulations to be used exposed. These
are mainly associated with ultraviolet radiation, ambient temperature, humidity, and effects of thermal shocks caused by
precipitation, whose climatic dynamics vary significantly with the location and exposure conditions, the time of year, the
weather season, and the time of day. The case study considered the influence of climate dynamics on the durability of a
polypropylene woven geotextile used for research purposes, from its exposure to weathering during the summer (2020-
2021) and autumn (2021). Durability was evaluated by mechanical parameters retained after exposure periods and their
correlation with climatic dynamics. Tensile strength losses of 29.9% were obtained in summer and 24.1% in autumn.
Understanding the climatic dynamics and possible changes in the properties of geosynthetics contributes to decision-
making for the design of geosynthetics in applications exposed to weathering.
KEY WORDS: Durability, Climate Dynamics, Design Service Life, Weathering, Sustainable Development.
38
anos (1999 a 2015). No território brasileiro, verifica- (GTX-W) de matriz polimérica de polipropileno para
se que existem macrorregiões que apresentam níveis fins de pesquisa. A escolha desta matriz polimérica
de radiação solar global semelhantes, inferiores ou justifica-se por corresponder a 90% dos geotêxteis
superiores à média anual. comerciais (Koerner, 2012; ISO, 2020). Foram
Dentre os elementos climáticos, a radiação realizados ensaios de caracterização física e
ultravioleta (UV) tem significativa influência na mecânica do geotêxtil intacto.
durabilidade de geossintéticos durante o tempo de A partir dos resultados de resistência à tração
exposição e maiores temperaturas como catalisadores máxima no sentido longitudinal de fabricação,
das reações de fotodegradação (Lopes & Lopes, aplicou-se a Equação 1 para a definição do número
2010; Greenwood et al., 2012; ISO, 2020). Para de corpos de prova a serem obtidos nas amostras
inferir sobre a radiação UV, normalmente faz-se uma expostas ao intemperismo, de forma a considerar o
relação com a radiação solar global (G). Publicações sentido com o menor coeficiente de variação.
em geossintéticos abordam que a relação entre a
radiação UV incidente e a radiação G está (UV/G) 𝑡𝛼 ∗𝑠 2
2 ,𝑛0 −1
entre 2,0% a 9,5% em várias localidades em todo o 𝑛≥( ) (1)
𝑒∗𝑥
mundo, cuja faixa depende de diferentes fatores,
como presença e concentração de nuvens, vapores Dado que n0 é o tamanho da amostra igual a 10, 𝑥
d’água, ar seco e aerossóis no local de medição. Isto corresponde à média amostral, 𝑠 o valor de desvio
remete a um valor médio de 7,5% da radiação UV padrão amostral, 𝑡𝛼,𝑛 −1 é a parcela referente ao valor
local em relação à radiação G (EN, 2000; EN, 2018; 2 0
Greenwood et al., 2012; ISO, 2020). crítico da distribuição t de Student para grau de
A adoção de estimativas de radiação UV liberdade igual a 9 (n0 – 1) tabelado (2,262), 𝑒
incidentes são realizados devido a disponibilidade de corresponde a precisão da estimativa.
dados de radiação G pela maioria das estações
meteorológicas convencionais, visto que 2.2 Exposição ao intemperismo
equipamentos que realizam medições de radiação
UV, inclusive no Brasil, não são comuns devidos aos Ensaios de durabilidade por intemperismo de campo
custos dos equipamentos apropriados a esta foram realizados no Centro Federal de Educação
finalidade. Pesquisadores brasileiros publicaram Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG),
resultados a partir de leituras obtidas e validadas por Unidade Varginha, situado ao Sul de Minas Gerais (-
modelos matemáticos e estatísticos para se estimar a 21,5490º Sul, -45,4194º Oeste, 925,00 metros acima
razão entre as radiações UV e G. Os resultados do nível do mar). A cidade de Varginha (MG)
validados nas cidades localizadas no Sudeste apresenta um clima quente e temperado com
(Botucatu, SP, entre 2001 a 2005) e Nordeste temperatura média anual em torno de 20,0ºC, média
(Pesqueira e Araripina, PE, entre 2008 a 2010) anual de pluviosidade de 1336 mm e classificação do
apresentaram similaridade para a razão de UV/G clima, de acordo com Köppen e Geiger, do tipo Cwa,
estimada em 4,2% (Escobedo et al., 2009, 2011, ou seja, clima subtropical de inverno seco e verão
2014; Leal et al., 2011). Apesar do Brasil apresentar quente (CLIMATE-DATA.ORG, 2021).
extensão continental, as similaridades obtidas nas Os ensaios de durabilidade por intemperismo de
validações supramencionadas justificam a escolha campo foram realizados pelas prescrições das normas
pela estimativa de UV/G de 4,2%, embora inferior ISO (2009a,b) com a fixação de amostras do geotêxtil
aos valores atualmente adotados em publicações de em pórtico metálico que permite um fluxo livre de ar
geossintéticos, que são baseados em recomendações entre as partes superior e inferior das amostras.
europeias. Denominada pelas normas supracitadas de exposição
Neste contexto, o estudo de caso ponderou sobre do tipo aberta, o pórtico é composto por tela metálica
a influência da dinâmica climática na durabilidade de galvanizada com malha de 30 mm x 30 mm,
geotêxtil a partir da exposição deste ao intemperismo inclinação de 22º em relação à horizontal, valor
durante o verão (2020-2021) e o outono (2021). A próximo à latitude do local de exposição (-21,5490º
durabilidade foi avaliada por parâmetros mecânicos Sul), e fixada com a face inclinada orientada para o
retidos após os períodos de exposição e a sua Norte geográfico (eixo Leste-Oeste), ou seja, em
correlação com a dinâmica climática avaliada. direção ao Equador.
As amostras foram fixadas ao pórtico com uso de
garras de alumínio e parafusos galvanizados de modo
2 MATERIAIS E MÉTODOS a não haver influência de superfícies oxidantes nas
2.1 Geotêxtil tecido de polipropileno amostras em exposição. A Figura 1 apresenta o
pórtico utilizado e a fixação de amostras de geotêxtil
Este estudo de caso empregou um geotêxtil tecido tecido de polipropileno obtidas no sentido
39
longitudinal de fabricação em medidas de 42 cm x 2019), que preconiza o uso de corpos de prova com
90 cm. largura de 50 mm, distância entre garras de 75 mm e
Os períodos de exposição ao intemperismo velocidade de tracionamento de 300 mm/min. A
compreenderam as estações climáticas de verão escolha de ensaio do tipo faixa estreita foi tomada,
(21/12/2020 a 20/03/2021) e outono (20/03/2021 a bem como a opção pela norma ASTM (2019), em
21/06/2021). Para cada período de exposição, função do tamanho amostral para os ensaios de
parâmetros meteorológicos foram coletados e durabilidade por intemperismo (Guimarães et al.,
tratados a partir de dados obtidos no Portal do 2017). Destaca-se que tanto os ensaios de
Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), caracterização mecânica do material intacto quanto
vinculado ao Ministério da Agricultura, Pecuária e os corpos de prova extraídos das amostras expostas à
Abastecimento, que disponibiliza gratuitamente dinâmica climática foram realizados com a mesma
dados diários de estações meteorológicas metodologia.
automáticas e convencionais. Os dados obtidos nesta Os resultados foram tratados em termos
pesquisa são da estação meteorológica automática na estatísticos por valores médios (medida de posição),
cidade de Varginha (Código: A515), em operação coeficientes de variação (medida de dispersão),
desde 12/07/2006 e localizada a -21,5663º Sul, - inferência amostral por diagramas de caixa e
45,4041º Oeste e 949,78 m acima do nível do mar. A inferência populacional por intervalos de confiança
referida estação meteorológica está localizada a uma (IC), com nível de confiança de 95%. Devido a
distância em torno de 7 km do local de exposição das amostragem aleatória simples (n = 10) do geotêxtil
amostras. tecido de polipropileno apresentar aderência à
distribuição normal, desvio padrão populacional
desconhecido (σ), mas sim desvio padrão amostral
conhecido (𝑠), e n ≤ 30, os IC foram obtidos a partir
da distribuição T de Student (Montgomery & Runger,
2012).
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES
40
o planejamento experimental estabeleceu a obtenção Verifica-se uma maior incidência de radiação UV
de 10 corpos de prova aleatórios nas amostras estimada no verão em comparação ao outono
expostas ao intemperismo no sentido longitudinal de (Tabela 2), com diferença entre as estações de
fabricação para a ponderação da durabilidade após os 11,9 MJ/m², assim como maiores picos de radiação
períodos de exposição. Ressalta-se que as dimensões solar global diária durante o verão na distribuição
amostrais (42 cm x 90 cm) expostas ao intemperismo temporal (Figura 2a). Conforme literatura, maiores
(Figura 1) permitiram a referida extração após os incidências de radiação UV culminam diretamente
períodos de exposição. em possíveis perdas de propriedades mecânicas por
fotodegradação, considerado como o principal fator
3.2. Dinâmica climática de degradação por intemperismo. Contudo, esse fator
não pode ser analisado de forma isolada, mas sim no
A Tabela 2 sumariza os parâmetros meteorológicos contexto da dinâmica climática dentre os períodos de
obtidos para os períodos de exposição analisados. A exposição em campo.
Figura 2 apresenta as distribuições gráficas por
tempo de exposição para o período de verão. Na 40
Radiação solar global diária (MJ/m²)
30
Temperatura (ºC)
20
25
Tabela 2. Dinâmica climática nos períodos de exposição.
20 15
Período: Verão (90 dias)
Radiação Precipitação Temperatura Umidade 15
10
80
(MJ/m²) (mm) (%)*
Precipitação total (mm)
25 70
62,4 70,8 17,9 ± 2,1 70,1 ± 7,7 60
20
OBSERVAÇÃO: *Desvio padrão (±). Precipitação total (mm) 50
15
40
Umidade relativa do ar
40 30 30
Radiação solar global diária (MJ/m²)
10 média diária (%)
20
35 Temperatura (ºC) 5
25
Radiação solar global (MJ/m2)
10
30
0 0
20
Temperatura (ºC)
25
20 15
Tempo (dias)
15
10 (b) Precipitação total e umidade relativa do ar.
10
5
5
Figura 3. Dinâmica climática registrada no período de
0 0
outono.
90
30 precipitação total acumulada entre os períodos de 144
80
mm. Foram registrados índices pluviométricos em 38
Precipitação total (mm)
25 70
20
60 dias no verão e 25 dias no outono. Importante
50 destacar que os maiores volumes pluviométricos no
15
41
proteção à incidência de radiação solar na superfície em função do verão ter apresentado menores
das amostras. Para inferência da durabilidade por amplitudes térmicas diárias médias, amostras
intemperismo de materiais poliméricos, as expostas neste período receberam maior incidência
precipitações atuam como um fator de choque de calor durante o dia, cuja relação também pode ser
térmico pela redução da temperatura na superfície feita com maiores radiações (MJ/m²) solares globais
dos materiais expostos, de forma macro, em e, consequentemente, de radiação UV (Tabela 2).
comparação a temperatura incidente nos picos Contudo, este parâmetro também não pode ser
máximos diários. analisado separadamente, mas sim em conjunto com
Em termos de temperatura média diária, ocorreu incidência de radiação solar e nebulosidades diárias,
uma diminuição entre o verão e o outono, com cujo parâmetro não foi objeto de inferência.
redução média diária de 4,2°C. Este parâmetro Quanto à umidade relativa do ar, o período de
climático é de suma importância, uma vez que a verão caracterizou-se com média diária igual a
temperatura atua como catalizador de reações 73,8%. Durante o outono, obteve-se média diária de
químicas, como na fotodegradação. De acordo com a 70,1% e menor desvio padrão médio (7,7%) em
literatura, maiores incidências de radiação solar e comparação ao verão, que apresentou desvio padrão
temperaturas médias diárias podem corroborar em médio diário de 12,6% (Tabela 2). A diferença
maiores perdas de resistência à tração por percentual média de 3,7% pode estar relacionada a
intemperismo. Ademais, é necessário ponderar as maiores índices pluviométricos observados no verão.
amplitudes térmicas, que correspondem a variações
térmicas observadas durante o dia (Figura 4). 3.2. Durabilidade do geotêxtil tecido de polipropileno
30 2,5
A Tabela 3 sumariza os parâmetros mecânicos
25 obtidos durante os ensaios de durabilidade por
Amplitude térmica ( C)
20
1,5
amostral dos resultados por diagrama de caixas. Na
15
1
Figura 6, tem-se a inferência estatística por intervalos
10 de confiança, para nível de confiança de 95%.
5
Temperatura média diária (°C) 0,5
Amplitude térmica diária (°C) Tabela 3. Dinâmica climática nos períodos de exposição.
0 0
Períodos Resistência à Deformação Perda de
tração à carga resistência
Tempo (dias) máxima, máxima, % à tração
(a) Estação climática verão. kN/m (Tmáx)* (ℇ máx)*
30 2,5 Verão 39,7 (2,0%) 8,3 (2,9%) 29,9%
25
Outono 43,0 (3,3%) 8,5 (4,1%) 24,1%
2
Amplitude térmica ( C)
20
1,5 coeficientes de variação (COV).
15
1 60
Resistência à tração máxima -
10 56,7
45 43,0
Tempo (dias) 39,7
40
(b) Estação climática outono.
35
AMOSTRA Verão Outono
Figura 4. Comparação entre temperatura e amplitude INTACTA
térmicas diárias nas estações climáticas.
Figura 5. Diagrama de caixas nos períodos de exposição
Menores amplitudes térmicas globais foram ao intemperismo.
observadas no verão em relação ao outono, com
valores médios diários de 1,38°C e 1,65°C,
respectivamente. De forma direta, pode-se inferir que
as amostras expostas no outono sofreram maiores
choques térmicos ao longo do tempo, por ser a
estação climática limítrofe com o inverno, cujo
período é característico por temperaturas baixas no Figura 6. Intervalos de confiança (IC), com nível de
início da manhã e final de tarde e maiores confiança de 95%, nos períodos de exposição ao
temperaturas térmicas no meio do dia. Além disso, intemperismo.
42
Verifica-se menor perda de resistência à tração no distintos fatores de degradação é uma temática
outono (24,1%) em comparação ao verão (29,9%). complexa, uma vez que depende diretamente da sua
Além disso, observa-se a redução nas respectivas formulação polimérica, condições de fabricação,
deformações à carga máxima em comparação ao instalação, armazenamento e uso. Diversas pesquisas
resultado obtido para o geotêxtil tecido de têm sido feitas, principalmente nas últimas duas
polipropileno intacto (14,8%). Devido a estação décadas, sobre a durabilidade dos geossintéticos
climática do verão ter apresentado maiores frente aos distintos mecanismos de degradação,
incidências de radiação UV estimada total durante os assim como a publicação de normas internacionais e
90 dias (74,3 MJ/m²) e temperaturas médias diárias nacionais que direcionam as análises destes materiais
(22,2 ± 1,6°C), este conjunto de parâmetros e os critérios de dimensionamento.
climáticos induziu a referida perda de resistência à Este estudo de caso objetivou discorrer sobre o
tração do geotêxtil tecido de polipropileno. comportamento de durabilidade dos geossintéticos
Como destacado anteriormente, maiores índices quando expostos a dinâmica climática em distintas
de radiação UV implicam na ocorrência de estações climáticas, em um mesmo local de
fotodegradação de materiais geossintéticos, como exposição, de modo a agregar, junto à comunidade
exemplificado neste estudo de caso relacionado ao científica, projetistas e fabricantes, sobre a relevância
geotêxtil tecido de polipropileno. Maiores deste fator de degradação e o quanto pode ser
temperaturas médias diárias também podem ter influenciado em relação à dinâmica climática. O uso
induzido os mecanismos de fotodegradação, assim de um geotêxtil tecido de polipropileno, para fins de
como maiores incidências pluviométricas em pesquisa e que não é empregado em aplicações
ocorrências de choques térmicos na superfície das expostas, teve como intuito exemplificar a ocorrência
amostras de geotêxtil tecido de polipropileno de alterações nas propriedades mecânicas em função
expostas. das condições climáticas de exposição.
A análise amostral por diagrama de caixas indicou Destaca-se que a dinâmica climática varia não
a distribuição dos resultados entre o intervalo apenas entre as estações para o mesmo ciclo
interquartil e, praticamente, a ausência de maiores climático anual, mas também entre os anos, inclusive
faixas entre os limites inferior e superior, o que para um mesmo local de estudo, e localizações
evidencia uma menor dispersão entre os resultados, geográficas. Há outros fatores que modificam as
condizentes com os baixos valores de COV indicados características típicas das estações climáticas, assim
na Tabela 3, assim como a ausência de valores como eventos climáticos extremos que vêm
atípicos (ou espúrios). A média populacional (µ) ocorrendo devido às inúmeras ações antrópicas no
indica que a resistência à tração para os períodos de meio ambiente.
exposição está deslocada à esquerda do IC para a Neste contexto, a compreensão da dinâmica
amostra intacta (54,8 < µ < 57,5 kN/m). Os ICs climática e das possíveis modificações nas
apresentaram um ligeiro aumento na dispersão dos propriedades dos geossintéticos contribuem em
resultados em comparação à faixa intervalar para o tomadas de decisões ao dimensionamento de
geotêxtil intacto devido às alterações mecânicas geossintéticos às inúmeras aplicações expostas ao
ocorridas pela exposição ao intemperismo. Este intemperismo. A incorporação de aditivos químicos
comportamento também foi verificado por análise que minimizem a ocorrência de fotodegradação é
interquartil por diagrama de caixas. Conforme realidade na manufatura de geossintéticos
esperado, o IC com maior deslocamento à esquerda direcionados a esse fim, cuja temática não foi
foi para a estação climática de verão. avaliada neste estudo de caso.
Como parâmetro de dimensionamento de Portanto, o dimensionamento de materiais
materiais geossintéticos, foram obtidos fatores de geossintéticos a serem empregados expostos ao
redução parciais (FRP) nas condições analisadas. Para intemperismo requer inferências quanto a períodos
a estação climática de verão, obteve-se FRP igual a máximos de exposição, aplicação de fatores de
1,4. Referente ao período de outono, o valor obtido é redução parciais que representem, o mais próximo
de 1,3. Os fatores de redução parciais obtidos neste possível, as condições climáticas e temporais do local
estudo de caso são, apenas, para fins de pesquisa, de exposição, assim como período do ano que
uma vez que foi analisado apenas um geossintético compreenderá o início das aplicações expostas ao
como exemplificação em condições de contorno intemperismo.
específicas de campo.
AGRADECIMENTOS
4 CONCLUSÕES
Os autores agradecem ao Centro Federal de
A durabilidade dos materiais geossintéticos aos Educação Tecnológica de Minas Gerais (Propesq n°
43
088/12) e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Escobedo, J. F.; Dal Pai, A.; Oliveira, A. P.; Soares, J.; Dal
Científico e Tecnológico (Demanda Universal n° Pai, E (2014). Diurnal and anual Evolution of UV, PAR
456236/2014-7) pelos apoios financeiros. A Huesker and NIR irradiations in Botucatu/Brazil. Energy
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44
X Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental (REGEO 2023)
IX Congresso Brasileiro de Geossintéticos (Geossintéticos 2023)
Salvador, Ba, Brasil © IGS-Brasil/ABMS, 2023
RESUMO: A exposição do solo causada pelas ações antrópicas é responsável por desencadear processos de erosão, os
quais ocorrem principalmente devido à ação das gotas de chuva e do escoamento superficial. Diversos problemas
ambientais decorrem dos processos erosivos, como a perda de nutrientes do solo, diminuição de oxigênio dissolvido e
assoreamento de corpos d’água, sendo, portanto, essencial o estudo de alternativas geotécnicas para controle da erosão.
Deste modo, este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de diferentes tipos de geossintéticos no controle da
perda de solo em um talude da Área Experimental da Universidade Federal da Fronteira Sul – Campus Chapecó. A
avaliação se deu por meio da instalação de quatro parcelas experimentais, recobertas com três diferentes tipos de
geossintéticos – geomanta, biomanta e geocélula. A quarta parcela foi mantida com solo exposto, de modo a ser utilizada
como controle. Após um período de oito meses de coleta de dados, percebe-se a expressiva diferença da perda de solo
entre os diferentes geossintéticos. Dentre as quatro parcelas, a recoberta com biomanta apresentou os melhores resultados,
com apenas 0,09 kg/m² de solo erodido, seguida da geomanta, com 0,38 kg/m², e da geocélula, com 2,81 kg/m². Em
contrapartida, o solo exposto apresentou erosão de 7,90 kg/m². Por meio destes resultados, percebe-se que a biomanta
configura-se como a melhor alternativa, entre os geossintéticos avaliados, para controle de erosão no talude em estudo.
Também, evidencia a necessidade de recobrimento e proteção de taludes, uma vez que a parcela com solo exposto
apresentou o resultado mais significativo de erosão.
ABSTRACT: Soil exposure caused by anthropic actions is responsible for triggering erosion processes, which occur
mainly due to the action of raindrops and surface runoff. Several environmental problems result from erosion processes,
such as loss of soil nutrients, decrease in dissolved oxygen and silting up of rivers, therefore, it is essential to study
geotechnical alternatives to control erosion. Thus, this paper aimed to evaluate the efficiency of different types of
geosynthetics in controlling soil loss in a natural slope of the Experimental Field of the Fronteira Sul Federal University
- Campus Chapecó. The evaluation took place through the installation of four experimental plots, covered with three
different types of geosynthetics – geomat, geoblanket and geocell. The fourth plot was maintained with exposed soil, in
order to be used as control. After an eight-month period of data collection, it is possible realize the significant difference
in soil loss between the different geosynthetic. Among the four plots, the covered with geoblanket presented the best
results, with only 0,09 kg/m² of eroded soil, followed by the geomat, with 0,38 kg/m², and the geocell, with 2,81 kg/m².
In contrast, the exposed soil presented 7,90 kg/m². Through these results, it can be seen that the geoblanket is the best
alternative, among the evaluated geosynthetics, for erosion control at the research site. It also highlights the need for
covering and protecting slopes, since the plot with exposed soil showed the most significant result of erosion.
3 MATERIAL E MÉTODOS
Figura 1. Materiais geossintéticos utilizados nas parcelas
A perda de solo foi determinada por meio da experimentais.
instalação de quatro parcelas experimentais em um
talude natural da Área Experimental da Universidade Com as parcelas experimentais delimitadas e com
Federal da Fronteira Sul, campus Chapecó. O início o objetivo de corrigir a acidez do solo, aplicou-se 400
dos procedimentos de instalação das parcelas deu-se g/m² de calcário em cada uma. Após 10 dias, semeou-
com a escolha do talude a ser utilizado, o qual deveria se nas parcelas 1, 2 e 3 uma mistura de espécies de
possuir uma inclinação de aproximadamente 1:2 sementes, composta por 60 g de Paspalum Notatum
(V:H), ou seja, com menos de 30º. Em seguida (grama batatais), 20 g de Avena Strigosa (aveia preta)
iniciou-se o processo de limpeza do talude, com a e 20 g de Lolium Multiflorum (azevém).
retirada da vegetação presente, composta por Em seguida, realizou-se o procedimento de
gramíneas e demais plantas rasteiras. instalação da geomanta e da biomanta, ambas fixadas
Após a limpeza demarcou-se o local das quatro com grampos de aproximadamente 15 cm de
parcelas e, utilizando calhas de alumínio, delimitou- comprimento e espaçamento de 50 cm.
se a área de 2 m x 2 m que compõe cada parcela. Na Figura 2 podem ser obsevadas as quatro
Em sequência, ajustou-se a inclinação das quatro parcelas experimentais após a implantação no local
áreas, que havia sido modificada no processo de de estudo.
retirada da vegetação, retornando para 1:2, e fixou-se
as calhas de delimitação com o auxílio de estacas de
madeira.
A seguir, na parcela 1 foi instalada a geocélula,
fixando-a no solo com grampos de aproximadamente
30 cm de comprimento, e preenchendo-a com o
próprio solo do local, retirado no processo de ajuste
da inclinação. Nas parcelas 2 e 3 foram abertas
pequenas covas no talude, com cerca de 5 cm de
profundidade e espaçamento de 10 cm, para posterior
semeadura e instalação da geomanta e biomanta,
respectivamente. A parcela 4 foi mantida com solo
exposto como modelo de comparação.
A geocélula utilizada era composta por tiras de Figura 2. Disposição dos geossintéticos nas parcelas
experimentais.
geotêxtil de polipropileno não tecido termofixado
ligadas entre si e com altura das células de 10 cm. A
Para coleta do solo erodido e da água escoada, na
geomanta era constituída por filamentos grossos de
parte inferior de cada parcela foi instalada uma calha
polipropileno, com espessura nominal de 16 mm e
com inclinação de 1%, que conduz a suspensão de
mais de 90% de vazios. Ainda, a biomanta
água e sedimentos por meio de tubos de PVC de 75
empregada era composta por fibra de coco, contida
mm de diâmetro até uma caixa d’água com
entre duas linhas de polipropileno fotodegradável,
capacidade de 310 L. Dentro da caixa d’água a fração
com gramatura do composto de 400 g/m². Na Figura
grossa da suspensão é inicialmente captada por um
1 pode-se visualizar os materiais geossintéticos
balde de 20 L (Figura 3). Ainda, a calha de coleta da
utilizados nesta pesquisa.
5 CONCLUSÃO
J. R. C. Costa Jr.
Maccaferri do Brasil, Jundiaí, Brasil, j.costa@maccaferri.com
P. J. Santos Jr.
Maccaferri América Latina, Jundiaí, Brasil, p.santos@maccaferri.com
ABSTRACT: The channel works was constructed as a superficial revetment and protection of the Arroio Passo da
Mangueira banks. The channel solution was used in the lower part (1/3 of the height), and the base of the bank was used
gabion mattress with concrete. For the rest of the bank it was adopted an application of s for control erosion, with grassy
vegetation grouped with other vegetations of 50mm until 150mm of height. After six years of the application, were made
tests with the material to verify the degradation of the phisycal properties of the submitted to the reals conditions. In this
case, was noted a small physical degradation of the , and the bank presents a excellent natural coverage.
3.4 Application
REFERENCE
57
X Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental (REGEO 2023)
IX Congresso Brasileiro de Geossintéticos (Geossintéticos 2023)
Salvador, Ba, Brasil © IGS-Brasil/ABMS, 2023
RESUMO: A presença de água em obras e construções civis demandam grande atenção, pois sua existência pode
ocasionar problemas que podem resultar em diversos danos e complicações para a obra. Considerando esta situação, a
implementação de filtros e sistemas filtrantes tornam-se de grande importância, podendo estes serem do tipo granular,
sintético ou mistos. Entre os materiais geossintéticos empregados com função de filtração, encontram-se os geotêxteis
(tecidos e não tecidos), que podem apresentar grandes vantagens se comparados aos tradicionais. Alguns fatores devem
ser levados em consideração para que os filtros geotêxteis exerçam e desempenhem da maneira esperada, como a
influência da estrutura do geotêxtil, distribuição e tamanho dos poros, as características do líquido, entre outros. A
presente pesquisa analisou diferentes casos de aplicação do geotêxtil como elemento de filtração, sendo estes empregados
em casos teóricos, ensaios laboratoriais e aplicação em campo. Os resultados obtidos por meio de análises de
informações demonstram a eficiência e o bom desempenho dos geotêxteis e permite identificar situações problemáticas
e que merecem estudos adicionais. Os problemas observados estão predominantemente associados a falta ou mau projeto
ou danos mecânicos durante a instalação ou ao longo da vida útil da obra.
ABSTRACT: The presence of water in construction sites and civil constructions requires great attention, because its
existence can cause problems that can result in various damages and complications for the work. Considering this
situation, the implementation of filters and filtering systems becomes of great importance, and these can be of granular,
synthetic or mixed type. Among the geosynthetic materials used with filtration function, there are geotextiles (woven and
nonwoven), which can present great advantages compared to traditional ones. Some factors must be taken into
consideration for the geotextile filters to perform as expected, such as the influence of the geotextile structure, distribution
and pore size, the characteristics of the liquid, among others. The present research analyzed different cases of application
of the geotextile as a filtration element, which were employed in theoretical cases, laboratory tests and field application.
The results obtained through information analysis demonstrate the efficiency and good performance of the geotextiles
and allow the identification of problematic situations that merit further study. The problems observed are predominantly
associated with poor design or mechanical damage during installation or over the lifetime of the construction.
ABSTRACT: Geosynthetics are promising solutions for more sustainable and technically efficient design. Life cycle
assessments comparing traditional solutions involving the extraction of natural materials with cases of geosynthetic
application show a reduction of up to 84% in greenhouse gas emissions for the latter. This demonstrates the importance
of carrying on further investigation of the technical performance of geosynthetics for different geotechnical structures. In
this context, this paper compared from a hydraulic standpoint the performance of conventional dam sealing solutions (cut-
off and clay liner) with geomembrane sealing. A numerical model was calibrated and validated from tests on a physical
dam model (1-g), which supported the development of additional parametric analyses. Based on the results, it was possible
to observe that the use of geomembranes brings benefits in terms of reducing flows and pore water pressure. Moreover,
the use of geomembranes proved to be an effective alternative to conventional dam sealing techniques, since the use of
geosynthetics is related to the reduction of the requirement of extraction, transport, and compaction of the volume of soil
necessary for the construction of geotechnical structures.
(A)
(B)
(C)
Figura 2. Barragem de terra e fundação: (A) Posicionamento dos piezômetros intalados no aterro (PA) e fundação (PF); (B)
Calibração do modelo numérico; e (C) Validação do modelo numérico.
(A)
A xx
(B)
(C)
(D)
(E)
Figura 3. Distribuição das poropressões, considerando: (A) Fundação sem tratamento; (B) Cut-off com profundidade
de 4 m; (C) Idem, profundidade de 7 m; (D) Idem, profundidade de 10 m; e (E) Idem, profundidade de 12 m.
REGEO/Geossintéticos 2023, Salvador/Ba, Brasil.
69
A Figura 4 apresenta as distribuições de Por sua vez, a alternativa de confecção de tapete
poropressões considerando tratamento com tapetes de aterro compactado a montante da barragem (Fig.
impermeáveis, sendo: geomembrana aplicada sobre o 4D) ocasionou a redução dos valores de poropressão
aterro da barragem e sobre a fundação; e tapete de abaixo do espaldar de montante, porém de forma
aterro compactado. menos considerável em relação ao tratamento com o
A aplicação de geomembrana sobre o espaldar de uso de geomembrana. Convém ressaltar que a
montante da barragem (Fig. 4A) afetou a distribuição performance dos tapetes impermeáveis de montante,
de poropressões no espaldar de montante, porém essa particularmente aqueles compostos por aterros
solução ocasionou alterações mínimas nas compactados, pode ser consideravelmente
poropressões medidas na fundação da barragem. Esse influenciada pelo surgimento de trincas no material
resultado se deve à baixa permeabilidade do material compactado ao longo do tempo, situação essa não
de aterro, fazendo com que uma parcela considerável considerada no modelo numérico. Além disso, em
do fluxo se dê pela fundação da barragem. Dessa virtude da geometria relativamente robusta do tapete
forma, a instalação de geomembranas sobre a de solo compactado, com comprimento de 118 m e
fundação, com comprimentos iguais a 40 m (Fig. 4B) espessura de 4 m, essa solução demanda a extração
e 80 m (Fig. 4C), se mostrou como uma alternativa de grandes volumes de materiais para sua
mais interessante para reduzir os valores de implementação em campo.
poropressão imediatamente abaixo do espaldar de A Figura 5 apresenta uma comparação dos valores
montante da barragem de terra, uma vez que uma de poropressão imediatamente abaixo do espaldar de
parcela maior da carga hidráulica pode ser dissipada montante da barragem, dada a relevância desse
ao longo do fluxo sob a geomembrana. parâmetro nas condições de estabilidade e segurança.
(A)
(B)
(C)
(D)
Figura 4. Distribuição das poropressões, considerando tratamento com tapetes impermeáveis nas seguintes condições:
(A) Geomembranas sobre o talude de montante; (B) Geomembranas sobre a fundação, com comprimento de 40 m; (C)
Idem, com comprimento de 80 m; (D) Solo compactado, com extensão de 118 m e 4 m de espessura.
Maria A. Aparicio-Ardila
Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), São Carlos, Brasil, maparicio@usp.br
Clever A. Valentin
Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), São Carlos, Brasil, cclever@usp.br
PALAVRAS-CHAVE: tubos geotêxtil, sedimentos, desaguamento, sólidos totais, dosagem de polímeros, superfície de
resposta.
ABSTRACT: The performance of geotextile tubes for dewatering can be evaluated a priori through different laboratory
tests. These systems are used in different dewatering wastes and for applications such as de-silting water bodies. In this
research, a laboratory study and statistical analysis were carried out to evaluate the dewatering of sediments in different
concentrations of solids produced in the laboratory by the Falling-Head Dewatering Test (FHDT) on a woven geotextile
used for this application. In different concentrations, three types of coagulant polymers were evaluated, with the chemical
nature of anionic, cationic and non-ionic types. For the experimental planning, the Response Surface Methodology (RSM)
Faced Centred Design (FCD) was employed, in which the variables of the study were the initial solids content of the
sediments and the dosage of the coagulant polymer, evaluating its relation with retention and dewatering indices. The
study variables were the sediment's total solids initial and the coagulant polymer dosage, evaluating its relation with
retention and dewatering indices. The results highlighted the importance of preliminary studies at the bench level for the
proper selection of coagulant polymers. The cationic polymer was the one that obtained the best performance in
dewatering. In the statistical analysis, it was observed that there was a low statistical correlation between the independent
and dependent variables analyzed. The independent variable that presented the highest statistical significance was the
total solids initial.
KEY WORDS: geotextile tubes, sediments, dewatering, total solids, polymer dosing, response surface.
Os ensaios de bancada foram realizados conforme 𝑉𝑛ã𝑜 𝑖ô𝑛𝑖𝑐𝑜 = 401,01 − 61,2.𝑥1 (6)
a sequência de procedimentos descritos a seguir:
1. Secagem do solo durante 24h; Nas quais: 𝑉𝑎𝑛𝑖ô𝑛𝑖𝑐𝑜: volume total percolado
2. Fixação do geotêxtil no sistema; utilizando o polímero coagulante aniônico,
Paula Martins
WSP Consultoria e Projetos do Brasil, Belo Horizonte, Brasil, paula.martins@wsp.com
Thaís Lazarim
WSP Consultoria e Projetos do Brasil, Belo Horizonte, Brasil, thais.lazarim@wsp.com
RESUMO: Sistemas de drenagem interna de barragens de contenção de rejeitos, com aplicação de materiais geotêxteis
não tecidos, vem ganhando importante suporte técnico com casos de aplicações e pesquisas. Porém, ainda existem
incertezas intrínsecas ao emprego desses materiais em obras geotécnicas relacionadas a possíveis comportamentos não
mapeados e ao tempo de vida de serviço. Nesse âmbito, este artigo tem por objetivo apresentar uma identificação e
avaliação dos critérios e condições de aplicação de geotêxteis não tecidos nas funções de drenagem, filtração e separação
em um sistema de drenagem interna de uma barragem de rejeitos. Assim, neste artigo são discretizados, em teor
qualitativo, os possíveis riscos e oportunidade de otimização da configuração do sistema de drenagem interna em
comparação à uma configuração com uso de materiais granulares naturais (e.g. areia). Os riscos levantados envolvem a
possibilidade da ocorrência de carreamento de partículas do material constituinte do barramento e a filtração no geotêxtil
propensa a deposição de partículas em transporte. É discutido também o risco de furos de sondagens perfurarem o
geotêxtil durante investigações geotécnicas ou instalações de instrumentos. Visando a otimização da aplicação, traz-se a
proposta de verificação do sistema com geotêxtil não tecido por meio de ensaios específicos em escala real (piloto) de
comportamento do geossintético aplicado na obra para avaliação em relação às propriedades fornecidas na declaração de
desempenho de fabricante, com exumação de amostras.
ABSTRACT: Tailings dams internal drainage systems, with the application of non-woven geotextile, have been gaining
important technical support with cases of applications and research. However, there are uncertainties intrinsic to the use
of these materials in geotechnical works related to possible unmapped behaviors and service lifetime. In this context, this
article aims to present an identification and evaluation of the criteria and conditions for the application of non-woven
geotextiles in the functions of drainage, filtration and separation in an internal drainage system of a tailings dam. Thus,
this article discretizes, in qualitative terms, the possible risks and opportunities for optimizing the configuration of internal
drainage systems in comparison to a configuration using natural granular materials (e.g. sand). The risks raised involve
the possibility of entrainment of particles from the material constituting the dam and the filtration in the geotextile prone
to the deposition of particles in transport. Also discussed is the risk of drill holes piercing the geotextile during
geotechnical investigations or instrument installations. Aiming at optimizing the application, a proposal is made to verify
the system with non-woven geotextile through specific tests on a real scale (pilot) of the geosynthetic behavior applied in
the work for evaluation in relation to the properties provided in the manufacturer's declaration of performance, with
exhumation of samples.
𝐷15
2 CRITÉRIOS E COMPORTAMENTOS ⁄𝑑 < 4 𝑜𝑢 < 5 (1)
85
AVALIADOS PARA DIMENSIONAMENTO DE
SISTEMAS DE FILTRAÇÃO E DRENAGEM Na qual:
D15 – é referente a granulometria do filtro;
Os critérios apresentados foram definidos, por d85– é referente a granulometria do meio.
consulta realizada ao CIGB/ICOLD (1995), para
sistemas granulares, sem a presença de geossintético. No uso de geotêxteis, a recomendação de
Contudo os conceitos estão vinculados a princípios dimensionamento quanto ao critério de retenção
físicos que ditam o funcionamento de sistemas filtro comumente adotado é apresentada por Bergado et al.
drenantes e por isso são aplicáveis ao contexto (1996), conforme a Equação 2.
estudado para a Barragem do Córrego Baco Pari.
Além dos critérios destacados, são apresentadas 𝑂95
⁄𝑑 ≤ 3 (2)
nos tópicos a seguir as principais características 85
esperadas das funções a serem desempenhadas por
materiais empregados nos sistemas de drenagem Na qual:
interna de barragens. O95 – é a abertura aparente de filtração do geotêxtil
• Características do meio determinada segundo a ASTM D 4751.
Antes de se avaliar as condições do sistema
drenante propriamente dito é importante a avaliação • Função de permeabilidade (drenagem)
do material adjacente quanto à estabilidade Em contraponto ao critério de retenção que busca
granulométrica. granulometrias mais fechadas, o critério de
RESUMO: Com a finalidade de reduzir teores de umidade a níveis aceitáveis de lodos, sedimentos ou resíduos, os tubos
geotêxteis podem ser utilizados onde o processo de enchimento pode ser realizado em uma ou em várias etapas. O número
de etapas pode influenciar o comportamento do tubo em termos de taxa de desaguamento, forma final e deformações no
geotêxtil. Nesta pesquisa, foram realizados ensaios de laboratório em tubos geotêxteis não tecidos para o desaguamento
de um material de granulometria fina usando diferentes estágios de enchimento. O comportamento do tubo foi monitorado
por instrumentação para avaliar a geometria do tubo, poropressões, tensões totais na base do tubo, deformações no
geotêxtil e capacidade de retenção. Os resultados obtidos mostraram que o aumento do número de estágios de enchimento
resultou em maior altura final do tubo, volume, deformações no geotêxteis, bem como maiores diâmetros das partículas
do solo que passaram através do geotêxtil.
ABSTRACT: To reduce moisture contents of sludge, sediment or waste to acceptable levels, geotextile tubes can be used
where the filling process can be carried out in one or several filling stages. The number of stages can influence the tube
behaviour in terms of dewatering rate, final shape and geotextile strains. In this research, laboratory tests were carried out
on nonwoven geotextile tubes for the dewatering of a fine-grained material using different numbers of filling stages. The
behaviour of the tube was monitored by instrumentation to assess tube geometry, pore pressures, total stresses at the tube
base, geotextile strains and retention capacity. The results obtained showed that the increase in the number of filling stages
resulted in larger final tube height, volume, geotextile strains as well as larger diameters of the soil particles that piped
through the geotextile.
1 INTRODUÇÃO amigáveis.
O aumento das atividades industriais fez com que
Os geossintéticos têm sido utilizados para sejam geradas grandes quantidades de resíduos com
diversas funções em projetos de engenharia grandes porcentagens de finos, teores variados de
geotécnica e geoambiental, tais como reforço do solo, líquidos e, não raramente, substâncias contaminantes.
drenagem, filtração e barreiras, por exemplo. Entre as Isso cria dificuldades para o descarte desses
razões pelas quais os geossintéticos ganharam materiais, e técnicas alternativas de manejo são
aceitação considerável ao longo dos anos estão: fácil necessárias (Moo-Young et al., 2002; Muthukumaran
transporte para os locais de trabalho, rápida & Ilamparuthi. 2006; Bourgès-Gastaud et al., 2014).
instalação e economia no uso de materiais naturais de A técnica de utilização de tubos geotêxteis tem sido
construção. Essas características podem gerar considerada uma solução eficiente e econômica para
economias de custo significativas em comparação redução do teor de umidade e disposição mais segura
com alternativas geotécnicas tradicionais e fornecer de resíduos (Maurer et al., 2012). Para entender
soluções de engenharia ambientalmente mais melhor o comportamento de desidratação de resíduos
(b)
(a) Figura 2. Instrumentação do tubo (a) Localização das
células de tensão e transdutores de poropressão; (b)
Localização dos instrumentos na base do tubo geotêxtil.
Câmara de mistura de lama
Após o término dos ensaios, as partículas de solo
que passaram pelo geotêxtil foram coletadas para
análise granulométrica. Um analisador de partículas
1500 a laser (Microtrac) foi utilizado para a medição dos
mm diâmetros das partículas.
6000
1500 mm mm
3 RESULTADOS
(b)
Figura 1. Vista e dimensões do equipamento (a) Vista da 3.1 Redução de volume e taxa de desaguamento
câmara de mistura e área de ensaio; (b) Dimensões do
canal.
A Figura 3 apresenta o volume de água drenado
dos tubos ao longo de quatro semanas para o ensaio
Um tubo vertical conectado à base rígida foi
utilizando uma etapa de enchimento, identificado
instalado para medição de coluna d’água. A
com a nomenclatura TG-SD, e para o ensaio com três
deformação do tubo foi medida em vários pontos ao
etapas de enchimento (TG-3FE). Pode ser observado
longo de seu perímetro por meio de uma malha
uma estabilização das leituras no final da segunda,
quadrada (20 mm de largura) traçada ao longo da
terceira e quarta semana (ensaio TG-3FE). Para o ensaio
superfície do tubo em sua região central (Figura 2). TG-SD, a estabilização do volume de água drenada
pode ser observada 13 dias após o enchimento. A
Os ensaios começaram com a preparação da lama utilização de três estágios de enchimento levou a um
com uma concentração (em massa) de sólidos de volume de água drenada 29% maior em relação ao
aproximadamente 50%. O processo de mistura e ensaio com um único estágio de enchimento.
enchimento foi realizado por meio de uma bomba de
dragagem. A vazão de injeção da mistura dentro dos
tubos geotêxteis foi igual a 0,75 l/s. Os tubos foram
preenchidos com uma única etapa ou com três etapas
de enchimento. A etapa de enchimento durou até que
60
500
40
400
20
Altura, H2 (mm)
0 300
0 10 20 30 40
Tempo (dias) 200
100
Figura 3. Volume acumulado de água drenada durante os
0
ensaios.
0 3 7 10 14 18 21 25 28 32 36
Tempo (dias)
A variação da altura decorrente do processo de TG-SD (H2) TG-3FE (H2)
desaguamento e adensamento do material retido nos Figura 4. Variação da altura do tubo com o tempo.
tubos é apresentada na Figura 4, onde se observa uma
maior altura final do tubo com 3 estágios de A partir da variação do volume de lama registrado no
enchimento. A taxa de variação da altura do tubo ensaio TG-SD (Figura 5.a), é possível obter a
após cada etapa de enchimento diminuiu no ensaio variação da concentração teórica com o tempo
TG-3FE. Segundo Yee & Lawson (2012), à medida utilizando a equação 1, conforme mostrado na Figura
que o número de estágios de drenagem aumenta, o 5.b. Uma redução gradativa do volume é obtida à
volume de sólidos e flocos depositados no tubo medida que a água escoa, consequentemente levando
também aumenta, diminuindo assim a variação de um aumento na concentração de sólidos com o
altura entre cada estágio de enchimento. Um tempo. Assim, de acordo com a solução teórica,
comportamento semelhante pode ser observado nas obteve-se um aumento de 9,6% de concentração no
duas primeiras semanas nos dois ensaios, no entanto, quinto dia e 11,6 % no final do ensaio, o que
o TG-SD apresentou 9% de diferença de altura no evidencia a influência do processo de desaguamento
final da segunda semana quando comparado com o nos primeiros dias, diminuindo ao longo do tempo.
ensaio TG-3FE. A formação de camadas de material O volume de efluente do tubo geotêxtil registrado
sedimentado no fundo do tubo ocorreu mais ao longo do tempo foi utilizado para calcular a
rapidamente entre os primeiros 3 e 5 dias após o variação da vazão de desaguamento com o tempo
processo de enchimento, associada a uma maior saída conforme mostrado na Figura 6. Com a variação da
de água livre. Desta forma, a transição de um vazão de desaguamento ao longo do tempo, pode ser
processo dominado pelo desaguamento para outro observado que valores máximos aos 14 e 24 dias
dominado pelo adensamento ocorreu dentro do corresponderam ao início da 2ª e 3ª etapa de
material retido nos tubos, conforme descrito por enchimento no ensaio TG-3FE. Pode-se notar que
Lawson (2008). neste ensaio, após a primeira etapa de enchimento, a
O volume de lama introduzido no tubo foi medido taxa de desaguamento chegou próximo de zero (1,7
para cada estágio de enchimento. A Figura 5 E-7 L/s) após 13 dias. Por outro lado, nas etapas
apresenta a variação do volume total do tubo com o posteriores o tempo foi reduzido para três e quatro
tempo durante os ensaios TG-SD e TG-3FE. De dias, mostrando que a capacidade de drenagem do
acordo com o Lawson (2008), existe uma relação geotêxtil envolvente não foi comprometida durante o
entre a mudança no volume de lama contida dentro tempo de ensaio. Para o ensaio TG-SD a drenagem
do tubo de geotêxtil e a mudança na concentração de observada foi quase nula (1,8 E-7 L/s) após
sólidos. Para um único ciclo de enchimento- aproximadamente 17 dias de ensaio.
desaguamento, o aumento esperado na concentração
de sólidos pode ser obtido para uma determinada
redução no volume da lama retido conforme
(Lawson, 2008):
1 0 ) 𝑆
(1−Δ𝑉 )(1−𝑆
𝑆𝑡 = 𝑡 𝑜
1
𝑜 ) 𝑆
(1)
1+(1−∆𝑉 )(1−𝑆
𝑡 𝑜
(b)
80
Figura 5. Variação do volume do tubo e concentração de
sólidos com o tempo (a) Variação do volume versus 60
tempo; (b) Volume e concentração de sólidos versus tempo
- TG-SD. 40
1,E+00 20
Vazão de desaguamento (L/s)
1,E-01
0
1,E-02 1°Enchimento 0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10
1,E-03
2°Enchimento
3°Enchimento Diâmetro das partículas (mm)
1,E-04
1,E-05
Solo TG-SD TG-3FE
1,E-06
1,E-07
Figura 7. Granulometria de partículas de solo que
passaram pelo geotêxtil.
1,E-08
0 10 20 30 40
Tempo (dias)
TG-SD 4 CONCLUSÕES
Figura 6. Variação da vazão de desaguamento com o
tempo. Este trabalho apresentou um estudo experimental
sobre o comportamento de tubos geotêxteis
A Figura 7 apresenta a distribuição preenchidos com lama em uma e em três etapas de
granulométrica das partículas (ensaios sem agente enchimento. Um equipamento de grande escala foi
dispersante) que passaram pelo geotêxtil durante os utilizado para simular as etapas de enchimento e
ensaios, bem como a curva granulométrica do solo desaguamento do tubo e a instrumentação geotécnica
original para comparação. A distribuição de forneceu informações relevantes para entender o
partículas de solo apresentado nesta figura mostra comportamento do tubo. As principais conclusões
que o valor máximo do diâmetro das partículas que obtidas neste estudo são resumidas a seguir.
RESUMO: O presente trabalho demonstra como a utilização de geocélulas de polietileno de alta densidade (PEAD)
permite a construção de canais de baixo custo e muito rápidos para serem instalados, principalmente em regiões distantes
das grandes cidades, onde a escassez de materiais pétreos, pode tornar a implantação do projeto extremamente caro, além
de complexo em termos de construção e transporte. É demonstrada a metodologia a ser utilizada para o correto
dimensionamento de estruturas de drenagem através da utilização de geocélulas de polietileno de alta densidade (PEAD),
os principais benefícios que essas estruturas apresentam em relação às estruturas de drenagem convencionais além de um
comparativo econômico entre soluções.
PALAVRAS-CHAVE: Geocélulas PEAD, Sistema de Drenagem, Canais Perimetrais, Extravasores, Material Granular.
ABSTRACT: The present work demonstrates how the use of high-density polyethylene (HDPE) geocells allows the
construction of low-cost and quick-installation channels, mainly in regions far from big cities, where the scarcity of stone
materials, can make the implementation of the project very expensive, in addition to being complex in terms of
construction and transportation. The methodology to be used for the correct dimensioning of drainage structures is
demonstrated through the use of high-density polyethylene (HDPE) geocells, the main benefits that these structures
present in relation to conventional drainage structures as well as an economic comparison between the solutions
KEY WORDS: HDPE Geocells, Drainage System, Perimeter Channels, Spillway, Granular Material.
2 GEOCÉLULAS PEAD
A partir de ensaios de sistemas de revestimento Dessa forma, mesmo que o volume de material de
com preenchimentos granulares, conduzidos em preenchimento dentro das geocélulas PEAD comece
Burlington, em 1987, no Centro Canadense de Águas a diminuir, podemos observar que isso nos traz uma
Interiores (CCIW) e na Universidade Estadual do melhora significativa em relação ao suporte a tensão
Colorado – Laboratório de Hidráulica, foi possível de arraste proporcionada pelo fluxo do canal, sem que
determinar, a partir de valores de velocidades de isso possa acarretar em uma falha do sistema de
fluxo, declividades e raio hidráulico, o tamanho drenagem.
médio de agregado a ser utilizado como material de Sendo assim, como o início dos processos
preenchimento para as geocélulas PEAD. Como erosivos estão diretamente relacionados com o
resultado desse teste, tem-se a Figura 7 na tamanho do agredado, temos que os materiais de
continuidade: preenchimento com o menor número de partículas
finas (material uniforme) possui uma maior
resistência a tensão de arraste do que os materiais
bem graduados.
RESUMO: Piping e liquefação são as duas das principais causas que levam uma barragem ao colapso e estão relacionadas
ao acréscimo de poropressão no interior do maciço em razão do não direcionamento do fluxo de água, ou seja, da
ineficiência ou inexistência do sistema de drenagem interna. Esse sistema serve para alívio da poropressão no interior do
maciço de uma barragem, à medida que direciona o fluxo para jusante da estrutura, evitando assim a saturação do maciço.
Atualmente, os materiais mais utilizados para composição do sistema de drenagem interna são os granulares (brita e
areia). No entanto, existem geossintéticos, como os geocompostos drenantes, que cumprem a mesma função dos materiais
granulares: filtragem e drenagem. Quando comparados os dois sistemas, a utilização de geocomposto drenante apresenta-
se mais vantajoso quanto ao custo-benefício, execução e transporte. Apesar dos geossintéticos apresentarem diversas
vantagens, comparado ao sistema de drenagem convencional com material granular, ainda é pouco usado e isso se deve,
possivelmente, à insegurança dos profissionais em utilizar um método alternativo e com baixo histórico de utilização.
ABSTRACT: Piping and liquefaction are the two main causes that lead a dam to collapse and are related to the increase
of pore pressure inside the massif due to the non-direction of the water flow, that is, the inefficiency or lack of the internal
drainage system. This system serves to relieve the pore pressure inside the massif of a dam, as it directs the flow
downstream of the structure, thus avoiding the saturation of the massif. Currently, the most used materials for the
composition of the internal drainage system are the granular ones (gravel and sand). However, there are geosynthetics,
such as draining geocomposites, which fulfill the same function as granular materials: filtration and drainage. When
comparing the two systems, the use of draining geocomposite is more compatible in terms of cost-benefit, execution and
transportation. Although geosynthetics have several advantages compared to the conventional drainage system with
granular material, it is still little used and this is possibly due to the insecurity of professionals in using an alternative
method with a low history of use.
KEY WORDS: Draining geocomposite, Geosynthetic, Granular material, Cost, Execution, Transport.
107
X Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental (REGEO 2023)
IX Congresso Brasileiro de Geossintéticos (Geossintéticos 2023)
Salvador, Ba, Brasil © IGS-Brasil/ABMS, 2023
RESUMO: Geossintéticos aplicados na pavimentação tem como função proporcionar maior vida útil a estrutura, seja pelo
aumento da capacidade estrutural ou pelo aumento da vida de fadiga. No entanto, ao término sua vida útil, faz se
necessário uma revitalização do pavimento. Quando reforçados, estes pavimentos podem se comportar de maneira
particular no processo de fresagem frente aos pavimentos convencionais não reforçados. Assim, um novo desafio pode
surgir nos próximos anos em termos de fresagem e potential de reciclagem de revestimentos asfálticos reforçados com
geossintéticos. Este estudo de campo, aliado à ensaios laboratoriais, aborda as características do material oriundo da
fresagem dos revestimentos reforçados, aqui chamados de G-RAP. Nesta pesquisa, uma pista teste foi construída no
Aeroporto Internacional de Salvador com diferentes seções de pavimentos reforçados, além de uma seção controle. Estas
seções passaram pelo processo de fresagem gerando diferentes tipos de RAP com geossintéticos (G-RAPs) além do RAP
convencional. A pesquisa mostrou que todos os geossintéticos foram “usináveis/fresáveis”, gerando RAPs com
características semelhantes ao RAP-controle. Foram verificados porcentagens de fragmentos/fibras de geossintéticos
menores que 1,3% nos RAPs. Verificou-se que os maiores teores de CAP nos G-RAPs foram encontrados nos
geossintéticos com maior teor de pré-impregnação de betume.
ABSTRACT: Geosynthetics applied in paving have the function of increasing pavement service-life, either by increasing
its structural capacity or by increasing pavement fatigue life. However, at the end of pavement service, it is necessary to
rehabilitate the pavement. When reinforced, these pavements can behave differently from conventional unreinforced
pavements in the milling process. Thus, a new challenge may arise in the coming years in terms of milling and recycling
potential of geosynthetic-reinforced asphalt overlays. This field study combined with laboratory tests addresses the
general characteristics of the milled-geosynthetic materials here called G-RAP. To conduct this research, an experimental
test section was constructed at Salvador International Airport with different reinforced pavement sections and the control
section. These pavements went through the milling process generating different types of G-RAPs in addition to the control
RAP. Research showed that all geosynthetics were “millable”, generating RAPs with characteristics similar to the RAP-
control. Percentage of fragments/fibers of geosynthetics smaller than 1,3% were verified in the RAPs. Highest levels of
bitumen content in the G-RAPs were verified for geosynthetics with highest contents of pre-impregnation of bitumen.
2 PROGRAMA EXPERIMENTAL
Figura 6. Fresadora W100 L Modelo 2010 (Fonte Próprio 2.2 Procedimentos Laboratoriais
Autor)
Para entender melhor as caracteristicas fisicas dos G-
RAPs, foram propostos ensaios laboratoriais para a
determinação da granulometria e do teor de CAP
presentes nos G-RAPs. O ensaio para a determinação
do teor de CAP baseou-se na norma DNER-ME
053/94 em que aproximadamente 1500g de amostra
do G-RAP foi submetida a sucessivas diluições em
solvente para retirar todo o material betuminoso
presente na sua mistura. Ao final do processo, a
amostra foi novamente pesada e a diferença de peso
Figura 7. Substituição das pontas de desbaste (Fonte é considerado o teor de CAP presente nos G-RAPs.
Próprio Autor).
Para o ensaio de granulometria, utilizou-se a
norma DNIT 412/2019 – ME cujas peneiras
Outra característica da fresadora utilizada nesta
continham abertura de malha variando entre 1”
etapa é a sua capacidade de coleta automática do (25mm) à n° 200 (0,075mm) adequadas para o
material fresado realizado pela correia transportadora
tamanho máximo do agregado contido nos G-RAPs.
confeccionada de borracha de alta densidade e
0,68% 0,66%
0,34%
(a)
Teor de fibras retido # 19,1 mm 0,72%
G-RAP 1 G-RAP 2
0,64%
G-RAP 3 G-RAP 4 0,61%
G-RAP 5
0,24%
0,19%
4 CONCLUSÕES
RESUMO: Os fatores que influenciam a aderência entre revestimentos asfálticos com geossintéticos na interface têm sido
amplamente investigados por meio de ensaios monotônicos de cisalhamento de interface, com intuito de avaliar quais são
os fatores que podem ocasionar a falta de aderência. No entanto, pouco se conhece como a interface com geossintético se
comporta sob esforços cíclicos e qual o efeito do tipo de ligante na vida de fadiga por cisalhamento. Diante disso, esse
trabalho tem como objetivo avaliara aderência entre camadas asfálticas reforçadas com geossintéticos por carregamento
estático e cíclico, bem como diferentes ligantes asfálticos. Para isso, foram selecionados dois geossintéticos e dois tipos
de ligante asfáltico. Os corpos-de-prova foram confeccionados no laboratório e submetidos a ensaios de cisalhamento de
interface com carregamentos monotônicos e cíclios. Os resultados de resistência ao cisalhemento de interface apontaram
um desempenho superior da GS-II quando comparado com GS-I, tanto com emulsão quanto com CAP. No entanto, os
resultados do ensaio de fadiga por cisalhamento mostraram um desempenho superior do GS-I, em termos de vida de
fadiga, quando comparado com o GS-II, ao ser aplicada a emulsão asfáltica, e desempenho superior da GS-II quando
comparado com a GS-I, ao ser aplicado o CAP. Tais resultados indicam a importância de se avaliar a aderência de interface
sob carga cíclica, de modo a conhecer o melhor tipo e taxa de ligante para cada combinação de geossintético e superfície
asfáltica.
ABSTRACT: The influence factors that affect the interlayer bonding between asphalt overlays with geosynthetics at the
interface have been widely investigated through monotonic interface shear tests, aiming to evaluate which are the factors
that can cause the debonding. However, the geosynthetic interlayer behavior under cyclic stress and what is the effect of
the type of binder on the shear fatigue life are not well known. Therefore, this work aims to evaluate the effect of the tack
coat type and the geosynthetic type on the interface of asphalt concrete specimens’ performance under monotonic or cyclic
shear stress. For this, two geosynthetics and two tack coat types were selected. The specimens were made in the laboratory
and subjected to monotonic and cyclic interface shear tests. The interface shear bond results indicated a superior
performance for GS-II when compared to GS-II, for both tack coat types. However, the interface shear fatigue test results
showed superior performance for GS-I, in terms of fatigue life, compared to GS-II with emulsion application. Also, in
terms of fatigue life, GS-II showed superior performance when compared to GS-I with CAP 50-70 application. These
results indicate how important it is to evaluate the bonding through cyclic interface shear test to understand the best tack
coat type and rate for which asphalt surface and geosynthetic combination.
Para esse estudo foram selecionados dois Para promover a aderência entre o geossintético e
geossintéticos com características distintas. O a mistura asfáltica, bem como avaliar a influência do
primeiro geossintético (GS-I) trata-se de um tipo de ligante, foram empregados dois diferentes
geocomposto para revestimento asfáltico constituído ligantes asfálticos. O primeiro trata-se da emulsão
de uma geogrelha tecida de fibra de vidro, coberta asfáltica catiônica de ruptura rápida tipo I (RR-1C),
% Passante
60
utilização de cimento asfáltico de petróleo (CAP)
quando do uso de geossintéticos (Department of 40
(a) 300
Tensão máxima
250
200
Tensão (kPa)
Pulso no
Figura 3. Preparação da interface reforçada: (a) aplicação 150 formato Amplitude do pulso
do CAP 50-70; (b) espalhamento do CAP 50-70; (c) haversine de carga
100
geossintético instalado; (d) vista do corpo-de-prova
50 Carga de contato
reforçado.
0
0 0,05 0,1 0,15 0,2
No caso da emulsão asfáltica, a instalação do Tempo (s)
geossintético ocorreu logo após a ruptura da emulsão, (b) 300
enquanto nas interfaces com CAP 50-70, a instalação 250
ocorreu imediatamente após o espalhamento do 200
Tensão (kPa)
1,60
A Figura 6 apresenta as curvas típicas de tensão
cisalhante versus deslocamento cisalhante, de uma
interface (MPa)
1,20
triplicata de ensaios para cada de combinação
geossintético e tipo de ligante. Nota-se que o tipo de 0,80
ligante influenciou na resistência ao cisalhamento,
uma vez que para mesma taxa de ligante residual, as 0,40
interfaces com CAP 50-70 apresentaram valores de
resistência superiores às interfaces com emulsão RR- 0,00
GS-I GS-II
1C. Além disso, percebe-se que o tipo de ligante
influenciou também no formato das curvas, sendo as Figura 7. Resultados de resistência ao cisalhamento de
curvas de interfaces com CAP 50-70 mais abertas, o interface de acordo com o tipo de geossintético e pintura
que significa que uma maior energia de fratura foi de ligação.
necessária para ruptura total da interface. O melhor
desempenho das interfaces com CAP frente a Apesar da diferença entre os resultados de
interfaces com emulsão RR-1C também foi notado resistência ao cisalhamento de interface, todas as
por Mohammad et al. (2012). combinações atingiram o critério mínimo requerido
de 0,56 MPa indicado pela FGSV 770 (2013) para
2 interfaces reforçadas com geossintéticos. Como o
GS-I - RR1C valor de 0,56 MPa é indicado para corpos-de-prova
Tensão cisalhante na
GS-II - RR1C
1,2 GS-II - CAP 50-70 aumento do valor mínimo de resistência ao
0,8
cisalhamento de interface quando os corpo-de-prova
são produzidos no laboratório, o que resultaria em um
0,4 valor mínimo de 0,84 MPa, o que também foi
0 atendido pelas combinações avalidas.
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Deslocamento (mm)
3.2 Ensaio cíclico de cisalhamento de interface
Figura 6. Curvas típicas de tensão cisalhante na interface
versus deslocamento obtidas no ensaio monotônico.
A Figura 8 apresenta as curvas típicas de
6
ligantes por meio de ensaios de fadiga por
4 cisalhamento.
2 10000
RR1C CAP 50-70
Vida de fadiga por cisalhamentro
9000
0 8000
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
de interface
Celso Romanel
Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brasil, romanel@puc-rio.br
RESUMO: Colunas granulares reforçadas com geossintéticos constituem uma alternativa construtiva empregada na
melhoria das características geotécnicas de solos de baixa resistência. As ferramentas analíticas adotadas no projeto dessas
estruturas são essencialmente empíricas e baseadas em considerações que podem não ser representativas das condições
de campo. O objetivo deste trabalho consiste em aplicar a técnica de solos transparentes no estudo do comportamento
geomecânico de colunas granulares encamisadas, permitindo assim a visualização de deslocamentos internos durante
ensaios de prova de carga. Detalhes sobre a preparação dos solos transparentes são apresentados, em conjunto com as
propriedades geotécnicas mais relevantes, seguidos por resultados envolvendo ensaios de prova de carga em um arranjo
experimental transparente em escala reduzida (1-g). De acordo com os resultados, o encamisamento com o uso de
geogrelha contribuiu para reduzir o abaulamento da coluna granular, em especial na região correspondente ao topo da
coluna, em profundidades de até 3 (três) vezes o seu diâmetro. Por fim, o uso da técnica de solos transparentes
proporcionou conhecimentos relevantes acerca da performance da solução em estudo, de forma distinta em relação às
técnicas convencionais de testagem, evidenciando as potenciais vantagens relacionadas ao uso de técnicas inovadoras na
Engenharia Geotécnica.
ABSTRACT: Geosynthetic Encased granular Columns (GECs) are a construction technique employed to improve the
geomechanical performance of low-resistance foundation soils. The analytical tools used for the design of these structures
are essentially empirical and are based on assumptions that may not be completely representative of field conditions. This
study aims at employing the transparent soil technique to investigate the geomechanical behavior of encased granular
columns, favoring the visualization of internal displacements during load tests. Details on transparent soil preparation are
presented, along with relevant geotechnical properties, followed by results on load tests performed on a reduced scale (1-
g) transparent test setup. Based on the results, the geogrid column encasement inhibited column bulging, especially within
the column head, under depths up to 3 (three) times its diameter. Finally, the use of the transparent soil technique provided
relevant insight into the performance of the evaluated solution, which could not be observed using conventional testing
procedures, further evidencing the potential advantages of employing innovative solutions in Geotechnical Engineering.
𝐼𝑝 =𝑆𝑓 × 𝐼𝑚 (3)
3 RESULTADOS
5 CONCLUSÃO
RESUMO: O uso de geossintéticos tem se mostrado eficaz em melhorar substancialmente o desempenho de pavimentos,
principalmente no aumento da vida de fadiga e alívio de trincas reflexivas. Este estudo tem como objetivo avaliar à fadiga
de prismas de revestimento asfáltico reforçados com geossintéticos, extraídos de trecho experimental no Aeroporto
Internacional de Salvador, Bahia. Foram utilizados três diferentes geossintéticos, sendo uma geogrelha de fibra de vidro
(GG1), um geocomposto de geogrelha de fibra de vidro e geotêxtil não tecido (GG2) e um geocomposto de geogrelha de
fibra de vidro e não tecido ultraleve (GG4) para entender o comportamento de fadiga de camadas de asfalto por meio do
ensaio cíclico de flexão à quatro pontos. Os ensaios foram realizados na frequência de 5 Hz, em corpos-de-prova com
dimensões 400 x 75 x 60 mm (comprimento x largura x altura). Os resultados sugerem que a incorporação de reforço
geossintético nas camadas asfálticas melhorou o desempenho à fadiga por fatores de 2 a 8 vezes para as amostras de GG1
e GG4, respectivamente. A aderência de interface provou ser uma questão particularmente importante para aumentar a
vida de fadiga nesta aplicação.
ABSTRACT: The use of geosynthetics has been effective in improving the performance of pavements, mainly in
increasing fatigue life and relieving reflective cracks. This study aims to evaluate the fatigue life of asphalt beams
reinforced with geosynthetics, extracted from an experimental section at the International Airport of Salvador, Bahia,
Brazil. Three different geosynthetics were used, namely a fiberglass geogrid (GG1), a composite of fiberglass geogrid
and geotextile (GG2) and a geocomposite of fiberglass geogrid and ultralight nonwoven geotextile (GG4) to understand
the fatigue behavior of asphalt layers through cylclic four-point flexion test. The tests were carried out using 5 Hz
frequency on specimens measuring 400 x 75 x 60 mm (length x width x height). Results suggest that the incorporation of
geosynthetic reinforcement in the asphalt layers improved the fatigue performance by factors of 2 and 8 for the samples
of GG1 and GG4, respectively. Interface shear bond proved to be a particularly important issue for increasing fatigue life
in this application.
KEY WORDS: Geosynthetics, Flooring, Fatigue, Reflection of cracks, Interface shear bond.
Inicialmente, para a produção dos corpos-de-prova Tabela 1. Faixa granulométrica das misturas asfálticas.
reforçados com geossintéticos, foi realizada a Faixa da Faixa da
Peneiras mistura mistura
construção de uma seção teste, em escala real, no
(mm) superior inferior
Aeroporto Internacional de Salvador, operado pela
25,4 100,0 100,0
Vinci Aeroportos. O processo construtivo foi 19,1 100,0 100,0
desenvolvido em 3 etapas, onde a primeira consistiu 15,9 100,0 100,0
na fresagem parcial da camada de revestimento 12,7 98,2 93,2
desgastada, cuja estrutura pavimentada é composta 9,52 89,4 89,5
por subleito em silte argiloso, base em brita graduada 4,76 67,5 72,6
simples com espessura de 180 mm e revestimento 2,00 41,1 56,5
asfáltico com espessura de 60 mm, que atende a Faixa 0,42 20,2 39,2
3 do DNIT. Após a fresagem, a camada residual de 0,177 12,3 10,2
revestimento asfáltico era de 40 mm, cuja textura 0,074 5,6 5,3
acabada era composta por ranhuras com sulcos de
aproximadamente 1,2 mm de profundidade. Após a aplicação e cura da camada superior de
Na segunda etapa houve a aplicação do CAUQ descrito na terceira etapa, placas completas
ligante asfáltico emulsão de ruptura rápida (RR-2C) do revestimento asfáltico reforçado com
e a instalação de diferentes geossintéticos. A emulsão geossintéticos compostas pelo asfalto remanescente
RESUMO: Com o passar dos anos novas tecnologias surgem, dentro da Engenharia essas tecnologias implementadas aos
projetos permitem uma maior eficiência técnica e/ou econômicas, sem comprometer o objetivo ou eficiência do projeto.
A drenagem de uma rodovia é um dos principais elementos, que vai contribuir para a vida útil do pavimento e para a
segurança dos usuários que trafegam pela rodovia. Uma drenagem eficiente reduz significativamente a aparição de
bombeamento de finos e trincas no pavimento. A utilização dos Geocomposto para drenagem profunda e de pavimento
em obras de rodovias substitui o dreno convencional, dreno francês, e reduz custos, riscos de acidente durante a obra, por
proporcionar maior a velocidade do serviço. Os drenos convencionais são compostos por uma vala preenchida com
material drenante (britas) envoltas em um geotêxtil e através dos vazios entre as britas conseguimos fazer o
encaminhamento e drenagem das águas, o Geocomposto drenante é formado por um núcleo drenante envolto em geotêxtil,
por se tratar de um material desenvolvido especificamente para drenagem e o encaminhamento de água, por seu núcleo,
apresenta uma vazão de água mais rápida quando comparamos com a brita. Neste artigo serão apresentadas as vantagens
técnicas e econômicas dos sistemas de drenagem com a utilização de geocompostos drenantes em comparação com os
sistemas convencionais.
Deve apresentar uma breve justificativa do trabalho e aspectos relevantes do seu desenvolvimento, citar os resultados e
conclusões mais significativas e não exceder 250 palavras num único parágrafo, devendo ser seguido das palavras chave
(no máximo seis). A fonte é Times New Romam, tamanho 10 e espaçamento simples entre linhas. Este resumo não deve
conter tabelas, figuras e ainda evitar citações bibliográficas. Entre a última linha do RESUMO e PALAVRAS-CHAVE
deve ser colocada uma linha em branco. A tradução do Resumo para o Inglês constituirá o ABSTRACT.
PALAVRAS-CHAVE: Palavras Mais Importantes, Máximo de Seis Palavras, Separadas por Vírgulas.
ABSTRACT: As the years go by, new technologies emerge, within Engineering, these technologies implemented in
projects allow greater technical and/or economic efficiency, without compromising the objective or efficiency of the
project. The drainage of a highway is one of the main elements, which will contribute to the useful life of the pavement
and to the safety of users who travel along the highway. Efficient drainage significantly reduces the appearance of fine
pumping and cracks in the pavement. The use of Geocomposite for deep and pavement drainage in highway works
replaces the conventional drain, French drain, and reduces costs, accident risks during the work, by providing greater
service speed. Conventional drains are made up of a trench filled with draining material (gravel) wrapped in a geotextile
and through the voids between the gravel we can make the routing and drainage of water, the draining Geocomposite is
formed by a draining core wrapped in geotextile, because it dealing with a material developed specifically for drainage
and the routing of water, due to its core, it presents a faster flow of water when compared to gravel. In this article, the
technical and economic advantages of drainage systems with the use of draining geocomposites will be presented in
comparison with conventional systems.
Figura 1. Origem das águas no pavimento. 2 DANOS CAUSADOS POR ÁGUA LIVRE
6 GEOCOMPOSTO CONVENCIONAL
7.1.1 Comparativo processos executivos Figura 6. Dreno profundo com Geocomposto drenante.
Fonte: Cavilha et al. (2017).
Cavilha et al. (2017), realizaram um estudo
comparativo de duas obras em execução. A primeira A altura do geocomposto drenante utilizada foi de
sendo a restauração da RS-717, subtrecho entre a BR- 1,40m, devido a padrões de fabricação e o tubo em
116/RS e o portal de Tapes/RS, localizada em PEAD perfurado utilizado foi de 65mm de diâmetro.
Tapes/RS, com a instalação de drenos profundos com
geocomposto drenante. A segunda, também obra de 7.1.1 Procedimentos executados e resultados
restauração, foi na SC-418, subtrecho São Bento do obtidos
Sul – Divisa SC/PR (Fragosos), segmento do Km
63+980 ao Km 64+080, com instalação de drenos Os dois métodos em si são similares no geral.
profundos convencionais. Compreendem, basicamente, em escavação,
A seção adotada para a drenagem profunda colocação de material na vala e fechamento da vala.
longitudinal utilizando o geocomposto drenante na Segundo Cavilha et al (2017), a escavação para o
estrutura do pavimento foi uma seção similar ao dreno convencional foi executada com
dreno profundo longitudinal DPS 08 contido no retroescavadeira, devido ao grande volume de
Álbum de Projetos – Tipo de Dispositivo de escavação e para a obra com o geocomposto
Drenagem, do DNIT, 2006. drenante, como é necessário abrir uma vala com
abertura suficiente para passagem do tubo perfurado,
foi possível utilizar-se de equipamento de escavação
tipo valetadeira, fazendo-se um corte com apenas
15cm de largura e proporcionando uma
produtividade de escavação de 40m para cada hora de
serviço.
Na obra com o geocomposto drenante foi possível
utilizar o próprio material escavado para o reaterro da
vala, condição que proporciona maior produtividade
e significativa redução de custos. Neste caso, faz-se
necessário a compactação do material escavado.
Porém, reduz significativamente a necessidade de
bota fora.
Onde:
h → Profundidade da trincheira [m];
i → Gradiente hidráulico (drenagem vertical) –
Pra trincheiras drenante o gradiente hidráulico
sempre será i = 1;
γ → Peso específico do solo [kN/m³];
RESUMO: A estabilidade das estruturas de arrimo sob o efeito de carregamentos dinâmicos ao longo do tempo é um
assunto pouco abordado pela literatura. Tendo isso em consideração, o presente trabalho visa prever as deformações ao
longo do tempo de solos reforçados devido à fluência e aos carregamentos dinâmicos incorporados à estrutura. Nessa
pesquisa foi analisado um aterro com solo tropical e geogrelhas, o qual foi incorporado carregamentos estáticos e
dinâmicos para acompanhar os seus efeitos a longo prazo. Foi realizada a simulação da estrutura após 1 mês, 3 meses, 6
meses, 1 ano, 2 anos, 5 anos, 10 anos, 25 anos, 50 anos e 100 anos a partir do término da construção. Foram calculados
os fatores de segurança, bem como o deslocamento da face e a deformação que a estrutura obteve em cada um desses
estágios pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) empregando o software geotécnico Plaxis. O modelo desenvolvido
possibilitou estipular deformações e fatores de segurança limite para a estrutura com o intuito de prever a necessidade de
vistoria à construção. Os resultados sugerem que essas estruturas sejam vistoriadas anualmente, considerando que as
decisões de reforços sejam tomadas em função de sua deformação.
ABSTRACT: The stability of retaining structures under the effect of dynamic loads over time is a subject rarely addressed
in the literature. Considering this, the present paper aims to predict the deformations over time of reinforced soils due to
creep and dynamic loads incorporated into the structure. In this research, a landfill with tropical soil and geogrids was
analyzed, in which static and dynamic loads were incorporated to monitor its long-term effects. The simulation of the
structure was carried out after 1 month, 3 months, 6 months, 1 year, 2 years, 5 years, 10 years, 25 years, 50 years, and
100 years from the end of construction. The safety factors were calculated, as well as the displacement of the face and the
deformation that the structure obtained in each of these stages by the Finite Element Method (FMM) using the
geotechnical software Plaxis. The developed model made it possible to stipulate deformations and limit safety factors for
the structure to predict the need for inspection of the construction. The results suggest that these structures be inspected
annually, considering that reinforcement decisions are taken according to their deformation.
5 CONCLUSÃO
AGRADECIMENTOS
O estudo da estrutura de aterro com solo reforçado
foi realizado aplicando-se carregamentos estáticos e Agradeço ao Instituto Mauá de Tecnologia pela
dinâmicos. A simulação com a carga estática de oportunidade de realizar o presente trabalho,
80 kN/m2 obteve valores de deformações médias usufruindo da estrutura e trabalhando com
inferiores à dinâmica de 112 kN/m2, sendo eles, profissionais capacitados da área.
respectivamente, 1,982% e 2,047%. Tendo em vista
que essas deformações sofrem acréscimos ao longo
do tempo devido aos efeitos de fluência tanto do solo REFERÊNCIAS
quanto do geossintético empregado na estrutura, foi
possível determinar uma curva de tendência para
159
X Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental (REGEO 2023)
IX Congresso Brasileiro de Geossintéticos (Geossintéticos 2023)
Salvador, Ba, Brasil © IGS-Brasil/ABMS, 2023
RESUMO: O desempenho das interações entre camadas de agregado e geogrelhas está associado a diversos fatores:
propriedades físicas e mecânicas da geogrelha, dimensões e formas das partículas de agregado, densidade relativa da
camada de agregado e tensão confinante na interface. As propriedades físicas do solo e da geogrelha são fatores relevantes
para avaliar a interação solo-geogrelha. A relação entre o tamanho de abertura da geogrelha e o diâmetro das partículas
de agregado é utilizada para avaliar o melhor desempenho da interação, sobretudo, em condições de cisalhamento direto
e arrancamento. Neste estudo, foram realizados ensaios triaxiais em amostras de solos em camadas reforçadas com
geogrelhas de impressão 3D com três diferentes tamanhos de aberturas, a fim de avaliar a relação entre o tamanho de
abertura da geogrelha e o diâmetro mediano das partículas de agregado com melhor desempenho mecânico sob condições
de carregamento axissimétrico. O estudo evidenciou que a relação mais próxima de uma unidade apresenta um melhor
desempenho mecânico da interação solo-geogrelha.
ABSTRACT: The performance of the aggregate-geogrid layer interactions is associated with several factors: physical and
mechanical properties of the geogrid, aggregate particle size and shape, relative density of the aggregate layer and
confining stress at the interface. The physical properties of soil and geogrid are relevant factors in assessing soil-geogrid
interaction. The relationship between geogrid aperture size and aggregate particle diameter is used to assess the optimum
performance of the interaction, particularly under direct shear and pull-out conditions. In this study, triaxial tests were
carried out on layered soil samples reinforced with 3D printed geogrids at three different aperture sizes to evaluate the
relationship between geogrid aperture size and median diameter of aggregate particles with best mechanical performance
under axisymmetric loading conditions. The study evidenced that the ratio closer to one unit presents a better mechanical
performance of the soil-geogrid interaction.
KEY WORDS: Geogrid, Layered Soils, 3D Printing, Aperture and Diameter Ratio.
5
PLA #16
PLA #14
durante o ensaio.
4,5
RGD8560 #18
RGD8560 #16
A pressão máxima que a célula pode suportar é de
RGD8560 #14 1700 kPa. O bloco de topo utilizado foi de liga leve
Força de tração (kN/m)
4
PP #18
3,5 PP #16
PP #14
com uma superfície plana de contacto com a amostra
3 GTX1 e secção transversal circular. O pedestal da base
2,5
2
também constava com uma superfície plana de
1,5 contacto com a amostra e uma secção transversal
1 circular. O bloco de topo e o pedestal possuíam um
0,5 diâmetro igual ao diâmetro inicial da amostra. O
0
0 2 4 6 8 10 instrumento de medição externa da deformação axial
Deformação axial (%)
da amostra foi um transdutor de deslocamento
variável linear (LVDT) que possui um limite de 50
Figura 3. Resultados do ensaio de tração em geogrelhas mm com a resolução de 0,01 mm. O dispositivo de
de impressão 3D medição interna da força axial foi uma célula de carga
eletrônica submersível tem uma capacidade de 16 kN
2.4 Ensaio de Carregamento Axissimétrico
e uma precisão de 0,1 % em cada leitura. Os
controladores de pressão e volume possuem uma
No presente estudo experimental foi utilizado o
capacidade volumétrica de 200 ml, com capacidade
sistema de ensaio de corte triaxial de amostras de solo
de 1000 kPa e resoluções de 1 kPa e 0,001 ml. Os
existente no Laboratório de Mecânica dos Solos do
controladores de pressão não foram utilizados no
DECA-UBI. De entre os equipamentos utilizados,
estudo experimental devido as baixas pressões de
destacam-se os seguintes: prensa WFI Tritech 50 kN
confinamento aplicadas.
e câmara triaxial de elevada capacidade, para
Para permitir a preparação das amostras
amostras de 100 mm de diâmetro, na qual são
diretamente no pedestal e a aplicação da pressão
instalados sistemas automáticos de controlo e
radial às amostras secas ao longo do curso dos
aquisição de dados, controlados por computador,
ensaios, foi utilizada uma bomba à vácuo de palhetas
através do software GDSLAB. Resumidamente, a
rotativas, capaz de produzir 2,2 m3/h de
câmara triaxial permite o controlo independente da
deslocamento de ar livre. Este aparelho foi equipado
pressão, da força axial e da poro-pressão na amostra.
com regulador à vácuo, com sensibilidade de resposta
A medição destas grandezas, assim como da variação
menor que 0,2 kPa. Dessa forma, optou-se por
da altura e do volume da amostra é efectuada por
controlar a pressão de confinamento aplicando
meio de instrumentos (célula de carga, transdutores
sucção na base da amostra, através de um aparelho de
de deslocamento e de pressão) ligados a um
controlo de vácuo, como contrapressão, o que
computador através de um conversor de sinal
possibilitou simplificar consideravelmente a
analógico-digital. Os valores medidos, registados em
execução do ensaio. Além disso, junto com o sistema
intervalos de tempo pré-definidos, são convertidos
de sucção e no final do enchimento da câmara triaxial
em unidades de engenharia mediante a aplicação de
com água desaerada, a diferença entre o nível da água
calibrações prévias.
no reservatório e o da meia altura da amostra (nível
No âmbito deste estudo, de modo a aplicar baixa
de referência) foi limitada a 1 m ± 0,5.
pressão radial às amostras e permitir a
A variação volumétrica foi medida por meio da
instrumentação das geogrelhas, introduziram-se
variação do volume de água na câmara triaxial,
modificações na instalação dos sistemas automáticos
utilizando um medidor volumétrico com capacidade
de controlo e aquisição de dados convencional. A
de 100 ml e capaz de detectar variações de volume de
vantagem da adaptação implementada está nas
cerca de 0,05 ml, à temperatura ambiente sob uma
possibilidades que o sistema de ensaio faculta para
pressão de 10kPa. Um LVDT foi instalado no topo da
controlar baixos valores da pressão de confinamento
câmara triaxial com o intuito de sincronizar as
e para medir variações de volume das amostras com
medições da variação de volume e medição da
boa precisão. O dispositivo de carregamento axial
variação da altura da amostra. Os materiais são então
utilizado é uma prensa com capacidade de reação de
colocados num molde de 103 mm de diâmetro interno
50 kN. A velocidade controlada da prensa está dentro
e 200 mm de altura, previamente revestido com uma
de uma faixa de 0,00001 mm/min a 5,99999 mm/min.
membrana de borracha, nivelado e fixado ao pedestal
A câmara triaxial, modelo da Wykeham Farrance, é
para manter o alinhamento vertical da amostra.
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES
1,00
RESUMO: O presente artigo avalia o comportamento da interface solo-geotêxtil não tecido em reforços aplicados sob
condições de trabalho em estruturas de contenção. Um equipamento de ensaio que simula as condições de trabalho de
uma camada reforçada de um muro em solo reforçado com geossintéticos considerando a escala 1:1 foi utilizado e
permitiu a investigação considerando as deformações e deslocamentos desenvolvidas ao longo de todo o reforço. No
ensaio, o reforço foi indiretamente solicitado pelo solo em um estado plano de deformações. As deformações e trações
mobilizadas pelo reforço foram determinadas por um amplo programa de instrumentação dentro e fora da camada
reforçada, que permitiram a avaliação da transferência de carga entre solo e reforço. Foram identificadas zonas
correspondentes a dois modos distintos de interação onde o solo transfere a carga ao reforço, apresentando os maiores
valores de tração mobilizada, e onde o reforço transfere carga ao solo pelo processo de arrancamento. Por fim, foi
constatado um aumento na área de ancoragem ativa em função do acréscimo de sobrecarga vertical aplicada sobre o
sistema reforçado.
ABSTRACT: The present article evaluates the interface behavior of soil-nonwoven geotextile in reinforcements applied
under working conditions in retaining structures. A test equipment that simulates the working conditions of a reinforced
layer of a wall in soil reinforced with geosynthetics considering the 1:1 scale was used and allowed the investigation
considering the deformations and displacements developed throughout the reinforcement. In the test, reinforcement was
indirectly solicited by the soil in a plane strain state. The deformations and tension loads mobilized by the reinforcement
were determined by a wide instrumentation program inside and outside the reinforced layer, which allowed the evaluation
of the load transfer between soil and reinforcement. Zones corresponding to two distinct modes of interaction were
identified where the soil transfers the load to the reinforcement, presenting the highest values of mobilized traction, and
where the reinforcement transfers load to the soil through the pullout process. Finally, an increase in the active anchorage
area was found due to the increase in vertical overload applied to the reinforced system.
AGRADECIMENTOS
REFERÊNCIAS
ASTM (2011) D7181. Method for Consolidated Drained Portelinha, F. H. M. & Zornberg, J. G. (2017). Effect of
Triaxial Tests for Soils. American Society of Testing infiltration on the performance of an unsaturated
Materials, p. 11.
175
X Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental (REGEO 2023)
IX Congresso Brasileiro de Geossintéticos (Geossintéticos 2023)
Salvador, Ba, Brasil © IGS-Brasil/ABMS, 2023
RESUMO: Durante a construção de certas obras civis, é necessário implementar sistemas de impermeabilização que
minimizem a probabilidade de infiltração de fluidos sobre o solo de fundação. Dentre os tipos de geossintéticos existentes,
as geomembranas (GM) representam uma das principais soluções utilizadas para suprir essa condição. Como em outros
materiais de construção, é relevante verificar se o tipo de GM utilizada é funcional para a obra segundo as condições
particulares existentes. Por este motivo, deve-se considerar que haja uma resistência de interface adequada entre a GM e
o material de contato a fim de se reduzir a possibilidade de ruptura. Existem ensaios de laboratório, como cisalhamento
direito, ring shear e plano inclinado, que podem ser utilizados para se verificar tal resistência, contudo, muita das vezes,
não são considerados nos projetos devido ao tempo e custos que requerem. Visando tais limitações, pode-se utilizar
resultados de referência de outros projetos. No presente trabalho é apresentado o resultado de uma Rede Neural Artificial
(RNA) do tipo Perceptron Multicamadas (PMC) para previsão dos valores de resistência da interface areia/GM (ângulo
de atrito) com base nos resultados de 430 ensaios de cisalhamento direto e plano inclinado realizados em pesquisas
anteriores. O desempenho do modelo RNA foi avaliado por meio de índices estatísticos (R², MSE, MAE e MAPE),
mostrando uma acurácia satisfatória para os valores previstos.
ABSTRACT: In the construction of some specific civil works, it is required to implement waterproofing systems that
minimise potential flow of fluids into the soil foundation. Among the existing types of geosynthetics, geomembranes
(GM) represent one possible solution to satisfy the waterproofing condition. As for other construction materials, it is
relevant to verify whether the type of used GM is adequate existing conditions in the field. For this reason, it must be
considered that there is a satisfactory interface shear strength between the GM and the contact material to reduce the risk
of failures. There are laboratory tests, such as direct shear, ring shear and inclined plane, which can be used to verify such
resistance. However, they are often not considered in the projects due to the time and costs they require. Therefore, the
results from other projects are used. In this paper, an Artificial Neural Network (ANN) of multi-layer perceptron (MLP)
type is implemented for the prediction of sand/GM interface shear strength values (friction angle) based on the results of
430 direct shear and inclined plane tests conducted in previous research. The performance of the ANN model was
evaluated from statistical indices (R², MSE, MAE and MAPE) and showed adequate accuracy for the predicted values.
KEY WORDS: Geomembrane, Artificial Intelligence, Multi-layer Perceptron, Artificial Neural Network, Interface shear
strength.
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
RESUMO: O objetivo desta pesquisa foi avaliar a interação de solos tropicais compactados e inclusões geossintéticas.
Com o intuito de concretizar esta pesquisa, foram utilizadas amostras de solos que fazem parte dos perfis desenvolvidos
de gnaisse e anfibolitos, correspondentes a duas ocorrências de maior relevância na microrregião de Viçosa, Zona da
Mata mineira, sendo identificados como solo VS e solo BR, classificados de acordo com a metodologia MCT como de
comportamentos não laterítico arenoso (NA’) e laterítico argiloso (LG’), respectivamente. Para compor os sistemas solo-
reforço, foram empregados dois geotêxteis tecidos biaxiais de polipropileno (T55 e T25) e um geotêxtil não tecido agu-
lhado de poliéster (NT10). A metodologia da investigação envolveu a realização de ensaios de cisalhamento direto, em
equipamento convencional de pequeno porte, de amostras compactadas de solo nas energias do Proctor Normal e Modi-
ficado, sem as inclusões (cenário de referência) e compondo os sistemas com os geotêxteis. Os parâmetros de resistência
ao cisalhamento das interfaces foram analisados sob as perspectivas da rigidez dos geossintéticos, dos tipos de solo e da
magnitude de energia empregada na compactação das amostras. As principais constatações da pesquisa foram: i) os ân-
gulos de atrito das interfaces (δ) foram, em geral, menores que os correspondentes aos solos puros compactados (ϕ); ii)
as inclusões geotêxteis conduziram à maior ductilidade dos sistemas solo-reforço; iii) a ação do reforço mostrou-se con-
dicionada por sua rigidez à tração; iv) as resistências ao cisalhamento de interface mostraram-se ligeiramente menores
para o solo arenoso.
ABSTRACT: The objective of this research was to evaluate the interaction of compacted tropical soils and geosynthetic
inclusions. Soil samples corresponding to two occurrences of greater relevance in the Viçosa microregion were used,
identified as VS soil and BR soil, classified according to the MCT methodology as non-lateritic sandy (NA') and clayey
lateritic (LG') soils, respectively. Two polypropylene biaxial woven geotextiles (T55 and T25) and a non-woven needled
polyester geotextile (NT10) were used. The investigation methodology involved carrying out direct shear tests of com-
pacted soil samples at the energies of the Standard and Modified Proctor, without inclusions and composing the systems
with geotextiles. The shear strength parameters of the interfaces were analyzed from the perspective of geosynthetic
stiffness, soil types and the magnitude of energy used in the compaction of the samples. The main findings of the research
were: i) the friction angles of the interfaces (δ) were, in general, smaller than those corresponding to pure compacted soils
(ϕ); ii) the geotextile inclusions led to greater ductility of the soil-reinforcement systems; iii) the reinforcement action
was conditioned by its tensile stiffness; iv) the interface shear strengths were slightly lower for the sandy soil.
KEY WORDS: Geotextiles, Direct Shear, Compression, Tropical Soils, Soil-Geosynthetic Interfaces.
2.2 Métodos
(a)
(a)
(b)
Figura 6. Curvas tensão cisalhante versus deslocamento
horizontal das interfaces Solo VS-geotêxteis: (a) energia
Normal; (b) energia Modificada.
(b)
(a) (c)
Figura 8. Envoltórias de ruptura das interfaces solos – ge-
otêxteis em função do tipo de solo: (a) interfaces solos –
T55; (b) interfaces solos – T25; (c) interfaces solos –
NT10.
Magnos Baroni
Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, Brasil, magnos.baroni@gmail.com
RESUMO: Com a tendência de crescimento da população mundial tem se buscado desenvolver e implementar métodos
eficientes que torne a deposição de resíduos sólidos urbanos uma prática segura ao meio ambiente. Metodologias como
adição de geomembranas e membranas impermeabilizantes tem seu uso amplamente difundidos, porém este material
apresenta variações em seu comportamento quando submetido a interação de diferentes solos e resíduos. Logo, a análise
das diferentes interfaces entre solos, resíduos e materiais impermeabilizantes se faz necessária para verificação da
estabilidade global do talude, uma vez que quanto maior o fator de segurança da pilha de resíduo, mais estável será o
maciço e uma maior quantidade de material poderá ser depositada, sem a necessidade de desapropriação de novas áreas,
reduzindo o risco ambiental e social em caso de falha. No presente artigo é realizado um comparativo entre uma mesma
geometria de talude submetida a três interfaces, com geomembrana texturizada, geomembrana lisa e com contato direto
entre o resíduo sólido urbano e o material de suporte. Os parâmetros adotados para o resíduo foram obtidos através de
uma análise estatística entre diversos materiais já caracterizados. Por fim, foi possível concluir o impacto de cada interface
na estabilidade global do talude, e a particular interação entre os materiais empregados na análise.
PALAVRAS-CHAVE: Análise Equilíbrio Limite, Aterro hipotético, Análise Estatística, Ruptura de Talude, Estabilidade
em Aterros.
ABSTRACT: With the growing world population, efforts have been made to develop and implement efficient methods
that make the disposal of urban solid waste a safe practice for the environment. Methodologies such as the addition of
geomembranes and waterproofing membranes are widely used, but this material shows variations in its behavior when
subjected to the interaction of different soils and residues. Therefore, the analysis of the different interfaces between soils,
residues and waterproofing materials is necessary to verify the overall stability of the slope, since the greater the safety
factor of the pile of residues, the more stable the massif and the greater amount of material. can be deposited, without the
need to expropriate new areas, reducing the environmental and social risk in case of failure. In this article, a comparison
is made between the same slope geometry subjected to 3 interfaces, with textured geomembrane, smooth geomembrane
and direct contact between the municipal soil waste and the support material. The parameters adopted for the residue were
obtained through a statistical analysis among several materials already characterized. Finally, it was possible to conclude
the impact of each interface on the global stability of the slope, and the interaction between the materials used in the
analysis.
KEY WORDS: Limit Equilibrium Analysis, Hypothetical Landfill, Statistical Analysis, Slope Failure, Stability in
Landfills.
4 CONCLUSÕES
AGRADECIMENTOS
199
X Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental (REGEO 2023)
IX Congresso Brasileiro de Geossintéticos (Geossintéticos 2023)
Salvador, BA, Brasil © IGS-Brasil/ABMS, 2023
RESUMO: Os materiais geossintéticos estão ganhando cada vez mais espaço no mercado geotécnico, especialmente a
geogrelha, posto que sua utilização acarreta no melhoramento mecânico do solo, trazendo vantagens econômicas
quando comparada a soluções tradicionais em concreto armado. Nesse viés, objetivou-se a realização de análises de
estabilidade do talude, estudos probabilísticos e caracterização das deformações sofridas devido ao carregamento
externo de um aterro reforçado de geogrelhas localizado em Salvador/BA. Para o içamento das vigas de um viaduto, era
necessária a utilização de um guindaste, que, carregado, geraria no solo uma tensão normal de até 80 kN/m², ademais, a
área de intervenção apresentava um desnível máximo de 8 m. Nessa lógica, optou-se pela construção de um aterro
reforçado com geogrelha, a fim de garantir a estabilidade durante o processo de colocação das longarinas pré-moldadas.
Foram modeladas seções do talude para análises de estabilidade pelo método de equilíbrio limite, com a utilização do
software Slide2. Ainda, foram feitas provas de carga sobre placa e a utilização do software RS2 para análise das
deformações. Observou-se um aumento significativo no fator de segurança, saindo de condições de instabilidade e
chegando ao valor de aproximadamente 1,4 para o método de Spencer. As análises probabilísticas apontaram para uma
probabilidade de falha de 0,067%. As provas de carga sobre placa apontaram para a tensão admissível deslocamentos
verticais entre 0,05 e 0,23 mm. Os resultados indicaram que a utilização da geogrelha contribuiu para aumentos
satisfatórios no controle de deformações e no fator de segurança do talude.
ABSTRACT: Geosynthetic materials are increasingly gaining ground in the geotechnical market, especially geogrid,
since its use leads to mechanical soil improvement, bringing economic advantages when compared to traditional
solutions in reinforced concrete. This study aimed to analyze the slope stability, probabilistic studies and deformation
characterization due to external loading of a geogrid reinforced embankment located in the city of Salvador, state of
Bahia in Brazil. A crane was required to lift the beams of a viaduct, which, when loaded, would generate a normal stress
of up to 80 kN/m² in the soil. Furthermore, the intervention area had a maximum gradient of 8 m. Therefore, a geogrid
reinforced embankment was chosen to ensure stability during the placement of the precast stringers. Slope sections were
modeled for stability analyses using the limit equilibrium method, with the Slide2 software. Plate loading tests were
also performed and RS2 software was used to analyze the deformations. A significant increase in the factor of safety
was observed, leaving unstable conditions and reaching a value of approximately 1.4 for the Spencer method. The
probabilistic analyses pointed to a failure probability of 0.067%. The load tests on plate pointed to admissible vertical
displacements between 0.05 and 0.23 mm. The results indicated that the use of geogrid contributed to satisfactory
increases in slope strain control and slope safety factor.
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES
REFERÊNCIAS
Dentro deste conceito, formou-se o Comitê Técnico de Geossintéticos da ABINT (CTG ABINT), grupo de
associadas ABINT composto por empresas fabricantes, distribuidoras e de instalação de
Geossintéticos, universidades, laboratórios e prestadores de serviços independentes de
controle e verificação da qualidade.
O CTG ABINT tem como objetivo divulgar as aplicações dos Geossintéticos em obras dos segmentos
Ambiental, Agronegócio, Construção Civil, Infraestrutura, Mineração, Transporte, entre outros, bem
como difundir os conceitos de qualidade a serem observados por fabricantes e usuários, contribuindo
para o desenvolvimento mercadológico de forma ética e responsável.
NOSSOS ASSOCIADOS
RESUMO: O presente estudo apresenta simulações númericas de testes em modelos físicos realizados em laboratório. O
objetivo da análise númerica consistiu na avaliação do comportamento de tubos enterrados reforçados com geossintéticos
e, consequentemente, na comparação entre previsões e medições. Analisaram-se os desempenhos de geossintéticos com
diferentes propriedades mecânicas e configurações geométricas. De modo geral, as simulações numéricas mostraram que
os resultados previstos reproduziram os padrões observados nos resultados experimentais, mas alguns desvios
significativos entre previsões e medições foram obtidos. Complementarmente, observou-se que a inserção do
geossintético no maciço com tubo enterrado propicia ao sistema efeitos benéficos em termos de reduções significativas
das tensões atuantes sobre o tubo e deformações e deslocamentos do tubo.
ABSTRACT: The present study presents numerical simulations of model tests carried out in the laboratory. The objective
of the numerical analysis was to evaluate the behaviour of buried pipes reinforced with geosynthetics and, consequently,
the comparisons between predictions and measurements. The performance of geosynthetics with different mechanical
properties and geometrical configurations were analysed. In general, the numerical simulations showed that the predicted
results reproduced the patterns observed in the experimental results, but some significant deviations between predictions
and measurements were obtained. In addition, it was observed that the insertion of the geosynthetics in the soil mass
brought beneficial effects in terms of significant reductions in the stresses on the pipe and pipe deformations and
displacements.
EA (kN/m) 7140
EI (kN m²/m) 0,0068
w (kN/m/m) 0,0287
Tubo
Coeficiente de Poisson 0,25
Rinter (solo-duto) 0,8
Rinter (solo-reforço) 0,4
J5% (kN/m) - GG1 (geogrelha) 300
J5% (kN/m) - GG2 (geogrelha) 34 Figura 3. Tensões no solo devido ao peso próprio dos
J5% (kN/m) - GG3 (geogrelha) 90,8 materiais.
Reforço
J5% (kN/m) - GG4 (geogrelha) 125,8
J5% (kN/m) - GT (geotêxtil não 2000
tecido) Na condição estudada, onde foi considera a
presença do tubo no maciço, o deslocamento
As simulações foram realizadas prescrevendo prescrito máximo na superfície foi de 21,5 mm para
valores de deslocamentos para que o programa que se atingisse a tensão máxima de 160 kPa dos
calculasse as forças e tensões correspondentes. Para ensaios experimentais.
um cálculo mais acurado da avaliação da influência As tensões verticais e horizontais no maciço na
análise numérica foram determinadas nas mesmas
Figura 8. Comparação da razão entre as tensões medidas e previstas nas condições reforçadas com arranjo envelopado.
AGRADECIMENTOS
REFERÊNCIAS
RESUMO: A inclusão de colunas granulares em solos moles é uma técnica de melhoria muito empregada nesse tipo de
material. Entretando, sua baixa resistência não fornece o confinamento adequado para o material granular consituinte,
resultando em deformações radiais elevadas e possível ruptura. As colunas granulares encamisadas (GEC) surgiram como
um alternativa, onde uma camisa de geossintético é utilizada para confinar o material granular, elevando sua rigidez. O
monitoramento em campo é dispendioso e dependente das condições operacionais e ambientais da obra e a construção de
modelos de grande escala está associada à uma elevada carga de trabalho. Os solos transparentes associados às técnicas
de inferência por imagens, como o PIV, surgiu como alternativa para a eleboração de modelos em pequena escala, sem a
necessidade de inrtrumentação intrusiva. Este trabalho propõe a construção de modelos experimentais em escala com o
uso da Laponite RD®, uma argila sintética e transparente, para o estudo de colunas granulares convencionais e
encamisadas. Por meio de ensaios realizados nos modelos elaborados, verificou-e que a cravação de tubo executivo pode
deslocar o solo adjacente na direção de uma coluna previamente executada, o que lhe pode causar deformações. Quando
carregadas, as colunas encamisadas apresentaram desempenho superior ao das convencionais, com deslocamentos axiais
menores. Os elementos com menor compacidade relativa apresentaram maiores deslocamentos totais, sendo que, no caso
com camisa, o elemento sofreu flambagem. A associação da técnica de PIV com a Laponite RD® se mostrou promissora,
permitindo inferir e observar com clareza os deslocamentos no interior do material.
PALAVRAS-CHAVE: Solo transparente, colunas granulares encamisadas, Laponite RD®, argila mole e PIV.
ABSTRACT: The inclusion of granular columns in soft soils is an improvement technique widely used in this type of
material. However, its low strength does not provide adequate confinement for the constituent granular material, resulting
in a bulking process and possible rupture. The geotextile encased columns (GEC) emerged as an alternative, where a
geosynthetic case is used to confine the granular material, increasing its stiffness. Field monitoring is expensive and
dependent on the operational and environmental conditions of the work and the construction of large-scale models is
associated with a high workload. Transparent soils associated with image inference techniques, such as PIV, emerged as
an alternative for the development of small-scale models, without the need for intrusive instrumentation. This work pro-
poses the construction of experimental scale models using Laponite RD®, a synthetic and transparent clay, for the study
of conventional and encased granular columns. Through tests carried out on the elaborated models, it was verified that
the driving of an executive pipe can displace the adjacent soil in the direction of a previously executed column, which
can cause deformations. When loaded, the encased columns performed better than the conventional ones, with smaller
axial displacements. The elements with lower relative compactness presented greater total displacements, and, in the case
with case, the element suffered buckling. The association of the PIV technique with Laponite RD® proved to be promis-
ing, allowing for the inference and clear observation of displacements within the material.
KEY WORDS: Transparent Soil, Encased granular columns, Laponite RD®, soft clay and PIV.
Para a análise de PIV foi necessário a aquisição de A primeira etapa da caracterização da Laponite RD®
imagens sequenciais durante do processo de cravação foi a realização de ensaios de palheta para diferentes
do tubo e carregamento da coluna. A captura das concentrações em massa e dias de drenagem. A
imagens foi realizada com o uso da câmera Tabela 4 resume os valores de Su obtidos para cada
profissional DSLR Canon EOS Rebel T7i, com situação. O valores cresceram com o aumento da
resolução de 2976x1984 pixel, ISO 100, f6.3 e concentração de solo transparente. Segundo Wallace
velocidade obturador de 1/250. A câmera foi e Rutherford (2015), a resistência não-drenada do
posicionada a uma distância que permitisse reduzir material tende a estabilizar após os 7 dias de
ao máximo a distorção proporcionada pela lente e o drenagem. Desse modo, para simular uma argila com
foco foi ajustado para coincidir com a seção de Su≤10kPa, adotou-se o material com concentração
análise. igual a 4% e tempo de drenagem de 7 dias, o que
resultou em uma escala de 1/40, aproximadamente. O
V+
(a)
(a) (b)
V+
(a)
(a)
(b)
U+
Figura 8. Campo de deslocamentos na direção U: (a)
Modelo 1 e (b) Modelo 2.
(b)
observar deformações radiais na porção superior, Figura 9. Campo de deslocamentos na direção U: (a)
observando-se apenas deformações axiais restritas às Modelo 3 e (b) Modelo 4.
regiões próximas às colunas. Enquanto isso, para o
Modelo 3, com menor CR, verificou-se uma 4 CONCLUSÕES
tendência à flambagem do elemento, apesar dos
deslocamentos axiais finais ainda manterem Os modelos experimentais permitiram estudar de
magnitude inferior ao caso sem camisa. A baixa forma satisfatória o efeito do carregamento em
compacidade associada à elevada esbeltez da coluna colunas granulares executadas em solos moles. O
pode resultar num processo de ruptura por flexão para solo transparente apresentou propriedades, quando
maiores carregamentos nesse tipo de elemento. Na escala, muito similares às argilas muito moles. A
Figura 9 são apresentados os resultados da análise de transparência proporcionada possibilitou a
PIV ns direção U para os casos das colunas visualização interna do problema geotécnico
encamisadas para os Modelos 3 e 4. O Modelo 5, por analisado com definição e detalhe.
ser duplicata do Modelo 4, apresentou resultados Foi verificado que o processo de execução das
similares. colunas granulares pode exercer influência em
Ao se analisar as curvas de carga x recalque junto colunas previamente executadas, devido ao
às imagens obtidas pelo software de PIV, percebe-se deslocamento lateral da argila sobre o elemento. Esse
claramente o ganho de resistênciada coluna ao se efeito pode resultar em deformações laterais nas
introduzir a camisa de geossintético. Além da colunas vizinhas, que tendem a restringir o
significativa redução da deformação axial do movimento do solo, ocasionando danos e perda de
elemento, com deslocamentos de menos da metade eficiência da malha de colunas.
daqueles vistos no caso convencional, não foram O melhoramento das colunas granulares ao se
verificadas deformações radias, algo praticamente introduzir uma camisa de geossintético reduziu
inevitável durante o carregamento das colunas com significativamente as deformações radiais, dado o
baixo confinamento. Apesar disso, para que a coluna maior confinamento, e aumentou sua capacidade de
encamisada mantenha o bom desempenho, é suporte. Colunas granulares convencionais são
essencial que o material granular esteja bem inviáveis em argilas muito moles, pois não existe
compactado, favorecendo uma maior CR, caso confinamento das partículas de solo, resultando em
contrário, pode-se esperar situações com a observada seu colapso, mesmo com baixos carregamentos.
RESUMO: As estruturas sobre depósitos de solo mole posuem baixa capacidade de suporte e alta compressibilidade. Para
estabilizá-las podem ser utilizadas colunas granulares encamisadas, que promovem um confinamento adicional, levando
à mobilização de maior resistência ao cisalhamento. Torna-se necessário então, estudar a ação do carregamento lateral,
uma vez que essa solicitação pode ocorrer na ponta dos aterros. Desse modo, o objetivo deste trabalho é analisar o
comportamento de colunas granulares encamisadas miniaturizadas cisalhadas em grupo. Em campo, o uso de colunas
granulares encamisadas se dá em solo argiloso mole, porém, para a simulação foi utilizado solo arenoso no preenchimento
da coluna e da área circundante a ela. O material foi pluviado com densidades relativas de 40% e 100%. Foram realizados
ensaios de resistência ao cisalhamento direto variando o número de colunas encamisadas com lona plástica de polietileno
de baixa densidade (rigidez igual a 80 kN/m) em 1, 2, 4 e 9. Os resultados mostraram que houve aumento do intercepto
coesivo e do ângulo de atrito com o acréscimo de colunas, sendo os aumentos mais significativos para a areia compacta
(Dr=100%) que a fofa (Dr=40%).
ABSTRACT: Structures on soft soil deposits have low bearing capacity and high compressibility. To stabilize them,
Geosynthetic Encased Columns can be used, which promote additional confinement, leading to the mobilization of greater
shear strength. It is then necessary to study the action of lateral loading, since this request can occur at the tip of the
embankments. Thus, the objective of this work is to analyze the behavior of group-sheared miniaturized Geosynthetic
Encased Columns. In the field, the use of Geosynthetic Encased Columns occurs in soft clayey soil, however, for the
simulation, sandy soil was used to fill the column and the area surrounding it. The material was rained with relative
densities of 40% and 100%. Direct shear strength tests were carried out by varying the number of columns lined with
low-density polyethylene plastic canvas (stiffness equal to 80 kN/m) by 1, 2, 4 and 9. The results showed that there was
an increase in the cohesive intercept and of the friction angle with the addition of columns, being more significant for
compact sand (Dr=100%) than loose sand (Dr=40%).
KEY WORDS: Geosynthetic Encased Columns, Direct Shear, Geosynthetic, Group Effect.
(b)
(d)
Jcampo (kN/m)
Jlaboratório (kN/m) = 37,67²
(2)
200 J80N9C100F100 y = tg(49,7 )x + 24,4 kPa Observou-se que algumas curvas tensão-
175 deslocamento dos ensaios eecutados com areia
150 compacta (DR = 100%) apresentaram picos de
125 tensão.
100
Os resultados indicados na Tabela 2 mostram o
aumento do intercepto coesivo (coesão aparente
75
equivalente) e do ângulo de atrito com o acréscimo
50
de colunas, sendo mais significativo para a areia
25 compacta. A Figura 9 apresenta o esquema dos
0 códigos na descrição das análises dos ensaios
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250
laboratoriais.
Tensão Normal (kPa)
Ângulo de Atrito ( )
Resistência de Resistência 48
Análise Pico Crítica
c’ (kPa) ϕ’ ( ) c’ (kPa) ϕ’ ( )
44
J80N1C40F40 6,4 33,5 6,7 33,5
J80N2C40F40 7,4 36,0 7,0 36,0
40
J80N4C40F40 9,1 36,3 9,1 36,3
J80N9C40F40 11,3 38,0 11,3 38,0
J80N1C100F100 13,1 42,6 9,1 37,4 36
J80N2C100F100 15,3 43,3 9,2 41,1
J80N4C100F100 17,3 46,3 14,5 42,1 32
J80N9C100F100 24,4 49,7 18,1 50,4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Número de Colunas
30 C40F40 C100F100
20
15
48
conforme o número de colunas.
44
Observa-se que com o aumento no número de
40 colunas, houve um acréscimo no ângulo de atrito e no
intercepto coesivo. Essa elevação conjunta dos
36 parâmetros reflete o comportamento de aumento da
resistência.
32 A Figura 12 apresenta as fotos dos corpos-de-
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 prova após a execução dos ensaios de cisalhamento
Número de Colunas direto, para as diferentes configurações: 1, 2, 4 e 9
30 C40F40 C100F100
colunas encamisadas com lona plástica,
Intercepto Coesivo (kPa)
25 respectivamente.
20
15
10
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Número de Colunas
Figura 10. Parâmetros de resistência de pico das
envoltórias conforme o número de colunas.
AGRADECIMENTOS
F. H. M. Portelinha
Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, Brasil, fportelinha@ufscar.br
RESUMO: Os aparatos de alçapão tem sido comumente utilizado em ambientes laboratoriais para simular o
comportamento de aterros estaqueados. Embora esse conjunto possa ser simplificadamente representado por um sistema
de alçapões, a complexidade imposta pela interação entre a camada granular, solo mole e as estacas ainda é pouco
estudada. Por conta disso, o presente artigo propõe o uso de um sistema estratificado de solos transparentes para investigar
o comportamento de plataformas de transferência de carga reforçadas com geossintético através da experimentação por
modelos físicos. O material granular foi simulado por uma areia transparente composta por grãos de quartzo fundido e
um fluido de saturação, ambos transparatens, enquanto a argila mole foi simulada por uma argila sintética transparente
comercialmente conhecida como Laponite RD®. A técnica de Velocimetria de Imagens por Partículas (PIV) foi utilizada
para monitorar o campo de deslocamento do sistema estratificado. Os modelos físicos emitiram padrões de deformações
que assemelham-se ao padrão triângular de expansão. Além disso, o padrão de deflexão das plataformas de transferência
de carga rememoram uma viga contínua de concreto submetida a flexão. Por fim, a presença do reforço reduziu
significativamente os deslocamentos verticais e horizontais do sistema estratificado de solos transparentes.
PALAVRAS-CHAVE: Solos transparentes, Quartzo, Laponite RD®, Sistema estratificado, Plataforma de transferência
de carga
ABSTRACT: Trapdoor tests have been commonly used as laboratory tests to simulate the behavior of piled
embankments. However, these are simplified approaches not accounting with the existing complexity related to the
interaction between the embankment mass, soft foundation soil and piles, demanding further investigations. The present
article proposes the use of a layered system of transparent soils to investigate the behavior of load transfer platforms
reinforced with geosynthetic based on physical models behavior. The granular material was simulated by a transparent
sand composed of fused quartz grains and a matching pore fluid, while the soft foundation clay was simulated using a
transparent synthetic clay commercially known as Laponite RD®. The Particle Image Velocimetry (PIV) technique was
adopted to monitor the displacement field of the layered system. The physical models emitted deformation patterns that
resemble the triangular pattern of expansion. Furthermore, the deflection pattern of the load transfer platforms indicates
a behavior of the granular layer similar to a continuous concrete beam subjected to bending effects. Finally, the presence
of reinforcement significantly reduced the vertical and horizontal displacements of the stratified system of transparent
soils.
KEY WORDS: Transparent soils, Fused quartz, Laponite RD®, Layered system, Load transfer platform
2 MATERIAL E MÉTODO
2.1 Solos transparentes
2.1.1 Areia transparente
A areia transparente é um meio bifásico
composto por partículas sólidas e um fluido de saturação Figura 2. Cisalhamento direto da areia transparente: (a)
com índices de refração compatíveis. Para a confecção da Quartzo seco; (b) Quartzo saturado.
areia transparente utilizou-se o quartzo fundido com
elevado teor de pureza nominal (99,995%). Para isso, 2.1.2 Argila Transparente
foram adquiridos rejeitos do processo de fabricação de A argila transparente foi preparada a partir da
produtos de vidro de quartzo em formato de tubos e outras adição de 7% de Laponite RD® em água destilada, cujo
vidrarias. O preparo das partículas granulares consistiu nas um perfil circulante é impelido por um agitador mecânico
etapas de moagem e peneiramento conforme mostrado na de alta velocidade. O ensaio Ball Penetration Test (BPT)
Figura 1. A granulometria selecionada possui um foi utilizado para estudar a resistência não-drenada da
coeficiente de uniformidade Cu = 1,41, coeficiente de Laponite RD® e verificar a influência do fluido de
curvatura Cc = 0,94, D50 = 1,75 mm e, segundo o Sistema
2.2 Geossintético
Figura 5: Sistema estratificado de solos transparentes
Para caracterização mecânica da geogrelha em
miniatura foi realizado o ensaio de resistência a tração
faixa larga baseado na NBR ISO 10319 (ABNT, 2013b) . Adotou-se PTCs com 75 mm de altura, o que
Utilizando o princípio de similitude de escala proposta por equivale, em escala real, a uma plataforma com 750 mm
(VISWANADHAM; KÖNIG, 2004), foi realizada a de altura. Os elementos isolados de fundação são
extrapolação para o protótipo (valor médio de 5 amostras compostos por estacas rígidas (concreto) e argila mole. A
para cada direção). espessura da camada de argila, largura do capitel, largura
do fuste da estaca e espaçamento entre estacas são de 150
mm, 50 mm, 20 mm, 200 mm, respectivamente. Esses
Tabela 3. Propriedades da geogrelha modelo e protótipo parâmetros conferem ao modelo uma altura relativa H/(s-
Modelo físico Protótipo a) de aproximadamente 0,53 (H = altura da PTC; s =
Propriedade
Lon. Transv. Lon. Transv. espaçamento de centro-a-centro de estacas; e a = lagura do
ruptura (%) 22,85 43,13 22,85 43,13 capítel) e espaçamento relativo (s-a) / a igual a 3.
Tmáx (kN/m) 4,05 2,76 405 276 Para confecção da camada de argila transparente
J5% (kN/m) 12 0,91 1200 91 utilizou-se um teor de Laponite RD® de 7%, ou seja,
adotou-se uma mistura com aproximadamente 0,40 kPa de
resistência não-drenada. Esse valor, na escala do protótipo,
236
X Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental (REGEO 2023)
IX Congresso Brasileiro de Geossintéticos (Geossintéticos 2023)
Salvador, Ba, Brasil © IGS-Brasil/ABMS, 2023
Fernando H. M. Portelinha
Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, Brasil, fportelinha@ufscar.br
RESUMO: Aterros sanitários possuem capacidade volumétrica limitada e quando seu nível de ocupação atinge valores
próximos ao limite estabelecido em projeto licenciado, devem ser encontradas novas áreas para ampliação ou implantação
de um novo aterro, para que não haja descontinuidade da gestão ambiental adequada dos resíduos sólidos urbanos (RSU),
com consequentes impactos ambientais, sociais e econômicos. Diante das dificuldades de viabilizar a expansão de aterros
sanitários, algumas técnicas da engenharia geotécnica têm sido empregadas, entre elas a utilização de diques construídos
em forma de estruturas de solo reforçado com geossintéticos. Para o presente artigo foi estudada a verticalização de dois
aterros sanitários brasileiros atualmente em operação empregando diques reforçados com a utilização de geogrelhas de
diferentes resistências, dimensionadas através de análises de estabilidade geral, por superfícies circulares e não circulares,
e verificações externas e internas dos diques reforçados. Nos dois casos estudados os resultados mostraram que há
viabilidade técnica para a verticalização dos aterros empregando-se geogrelhas, com incrementos de vida útil de até 11
anos. Por fim, o dimensionamento das geogrelhas resultou em valores de resistência disponíveis no mercado brasileiro,
contribuindo para a viabilidade econômica de ambas as estruturas.
PALAVRAS-CHAVE: Verticalização, Aterro Sanitário, Solo Reforçado, Geossintéticos, Resíduos Sólidos Urbanos.
ABSTRACT: Sanitary landfills have limited volumetric capacity and when their occupation level reaches values close to
the limit established in a licensed design, new areas must be found for expansion or implementation of a new landfill in
a new area is necessary, so that there is no discontinuity of the adequate environmental management of municipal solid
waste (MSW), with consequent environmental, social and economic impacts. Faced with the difficulties of making the
expansion of landfills feasible, some geotechnical engineering techniques have been employed, including the use of dikes
built as mechanically stabilized embankment (MSE). For the present article, vertical expansions of two Brazilian sanitary
landfills currently in operation was studied, using dikes reinforced with the use of geogrids with different resistances,
dimensioned through general stability analysis, by circular and non-circular surfaces, and external and internal
verifications of the reinforced dikes. In the two cases studied, the results showed that there is technical feasibility for the
verticalization of landfills using geogrids, with increments of useful life of up to 11 years. Finally, the dimensioning of
the geogrids resulted in resistance values available in the Brazilian market, contributing to the economic viability of both
structures.
KEY WORDS: Vertical Expansion, Sanitary landfill, Reinforced Soil, Geosynthetic, Municipal Solid Waste.
2 MATERIAL E MÉTODOS
André Querelli
Solotechnique Consultoria e Engenharia Geotécnica, Brasil, andre.querelli@solotechnique.com.br
Magnos Baroni
Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, Brasil, magnos.baroni@gmail.com
RESUMO: O presente artigo apresenta uma estrutura de contenção em solo reforçado com geotêxtil realizado no
município de Votorantim, no Estado de São Paulo. Tal escolha foi realizada tendo em vista que o subsolo do local
apresenta baixa capacidade de suporte, e esse tipo de contenção aceita pequenas deformações. Em síntese, foi avaliado a
análise de estabilidade por intermédio das abordagens determinísticas e probabilísticas. O viés da confiabilidade teve
como objetivo correlacionar o fator de segurança a uma probabilidade de falha, e, consequentemente arbitrando uma
fiabilidade a obra. Ao total foram avaliados quatro modelos: um em sua condição inicial, outro com variação do nível de
água, o terceiro com substituição parcial do solo do local por rachão, e, por último, a substituição do solo associada a
elevação do lençol freático. A partir da aplicação das abordagens supracitadas, conclui-se a importância de se considerar
as incertezas inerentes nos cálculos, já que a sua variabilidade resulta em variações significativas nos valores de fator de
segurança.
ABSTRACT: This paper presents a reinforced soil containment structure with geotextiles made in the city of Votorantim,
in the state of São Paulo. This choice was made considering that the subsoil of the site presents low bearing capacity, and
this type of containment accepts small deformations. In summary, the stability analysis was evaluated through
deterministic and probabilistic approaches. The reliability bias had the objective of correlating the safety factor to a failure
probability and consequently arbitrating reliability to the work. A total of four models were evaluated: one in the initial
condition, another with water level variation, the third with partial replacement of the site's soil by crack, and finally the
soil replacement associated with the elevation of the water table. From the application of the approaches, one can conclude
the importance of considering the inherent uncertainties in the calculations, since their variability results in significant
variations in the safety factor values.
KEY WORDS: Slope, Safety factor, Reliability index, Variation of geotechnical parameters.
Profundidade (m)
Areia Argilosa
solo por rachão britado, material pétreo que permite 3
fofa a medianamento
a execução do aterro sobre ele em condições 4 compactada
adequadas de umidade (Figura 1). 5
6 Areia Argilosa
pedregulhos finos
7 medianamente compactada
8
9 Solo Residual
pouco argiloso
10 compactado
Figura 6. Modelo 3.
Bishop
Spencer
Morgenstern-Price
Alto
Alto
Alto
Alto
Bom
Insatisfatório
Bom
Insatisfatório
Bom
Insatisfatório
Bom
Insatisfatório
Pobre
Pobre
Perigoso
Pobre
Pobre
Acima Média
Abaixo Média
Perigoso
Acima Média
Abaixo Média
Acima Média
Abaixo Média
Perigoso
Perigoso
Acima Média
Abaixo Média
1 2 3 4
Modelos
Figura 10. Montante de obtidos em cada modelo estudado.
Índice de Confiabilidade
16
Alterando esse parâmetro em 5%, 10% e 15%, 14
obteve-se para Bishop de 9,288; 4,641 e 3,1; 12
respectivamente, enquanto Spencer resultou em 10
8 Bishop
9,188, 4,633 e 3,104; e Morgenstern-Price em 9,081, 6 Spencer
4,573 e 3,072, respectivamente. A Figura 11 compara 4 Morgenstern-Price
os valores de obtidos para o Modelo 1, conforme 2
40%
5%
2%
3%
5%
35%
45%
10%
15%
45%, 15%
2%, 35%, 5%
3%, 40%, 10%
5%, 45%, 15%
2%, 35%
3%, 40%
5%, 45%
2%, 5%
3%, 10%
5%, 15%
35%, 5%
40%, 10%
análises dos parâmetros e suas variações. Vale
destacar que apenas foram representados os valores
de menores que 10, visando uma análise mais
detalhada desse intervalo de resultados.
ᵧ C ᵩ ᵧ, C ᵧ, ᵩ C, ᵩ ᵧ, C, ᵩ
As combinações mais críticas se mostraram
naquelas em que o ângulo de atrito foi tratado como
uma das variáveis envolvidas. Quando se variou o par Figura 12. Valores de obtidos no Modelo 5.
coesão e ângulo de atrito, e em conjunto os três
parâmetros, foram obtidos os menores valores de . A Figura 13 apresenta a média dos resultados
Na abordagem respectiva às variações do peso de dos três métodos de cálculo, analisando
específico em 5%, da coesão em 45% e do ângulo de separadamente as abordagens que envolviam ou não
atrito em 15%, os valores de resultaram em 2,85 o ângulo de atrito como uma das variáveis através de
para Bishop, em 2,844 para Spencer e 2,864 para sua função densidade de probabilidade.
Morgenstern-Price.
Índice de Confiabilidade
30
29,953 23,834
25 22,492
Índice de Confiabilidade
10
20
9 15,76
13,244 14,381 13,656
8 15
7 10 7,572 7,291 7,03
6 Bishop
5,115
5 3,314
5
Spencer
4 0
3 Morgenstern-Price 1 2 3 4
2 Modelos
2%, 35%, 5%
2%, 5%
3%, 10%
2%
3%
5%
35%
40%
45%
5%
10%
15%
2%, 35%
3%, 40%
5%, 15%
35%, 5%
40%, 10%
45%, 15%
ᵧ C ᵩ ᵧ, C ᵧ, ᵩ C, ᵩ ᵧ, C, ᵩ
Figura 13. Média dos valores de obtidos nos 4 modelos.
Figura 11. Valores de obtidos no Modelo 1. Em relação aos resultados das PF pelo Método
de Monte Carlo, considerando 3500 iterações, os
Analisando os resultados dos Modelos 2,3, e Modelos 3 e 4 apresentaram todos os seus resultados
4, nota-se um comportamento muito semelhante ao como nulos para os três métodos de cálculos dentro
encontrado no Modelo 1. Os menores valores de das 7 combinações de parâmetros e suas magnitudes
obtidos foram dentro do Modelo 2 enquanto o peso de variações. Os demais modelos apresentaram certas
específico, a coesão e o ângulo de atrito eram porcentagens de PF, especialmente no Modelo 2 ao
variados simultaneamente em 5%, 45% e 15%, variar os três parâmetros simultaneamente em seus
respectivamente. O Método de Bishop obteve de maiores valores de desvios padrões (). A Tabela 3
1,816, enquanto o Método de Spencer obteve 1,927 e apresenta os valores da PF obtidos pelo Método de
Morgenstern-Price resultou em 1,918. Os resultados Monte Carlo.
59,32% 50,85%
60%
Variância do FS
50% 43,76%
40%
20,86%
23,98%
30% 14,79%
17,00% 19,27%
3,70% 7,42%
20%
10,97% 0,04%
3,90%
10% 0,91% 0,04% 5,77% Spencer
3,02% Bishop Simplificado
0,76% 0,48% 0,11% 0,02% 0,00% 0,27% 0,00%
Morgenstern e Price
0%
Ângulo Atrito
Ângulo Atrito
Ângulo Atrito
Ângulo Atrito
Coesão
Coesão
Coesão
Peso específico
Peso específico
Coesão Solo
Peso específico
Peso específico
Além das variáveis inerentes aos cálculos apresentaram Índices de Confiabilidade superiores ao
( c e ) também ocorre que os três métodos de mesmo. Assim como os modelos de cálculo, o nível
cálculos podem ser tratados como fatores de freático também é tratado como variável, uma vez que
variabilidade, em razão de suas hipóteses esse influi diretamente sobre a análise de estabilidade.
simplificadoras que vão conduzir a resultados
diferentes. Em função dos métodos de
Morgenstern-Price e Spencer serem métodos mais 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
rigorosos, percebe-se que seus resultados
apresentaram FS maiores que os obtidos por Bishop Baseado nos valores determinísticos obtidos do FS,
Simplificado (conforme Figura 9 e Tabela 2), além de observa-se que houve significativas alterações
André Querelli
Solotechnique Consultoria e Eng. Geotécnica, Jundiaí, Brasil, andre.querelli@solotechnique.com.br
Magnos Baroni
Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, Brasil, magnos.baroni@gmail.com
RESUMO: Os muros de solo reforçado com geossintético, por apresentarem comportamento complexo, necessitam não
só de análises de estabilidade externa, mas também de análises de estabilidade interna. Dentre essas, a verificação das
máximas tensões de tração nos reforços, denota-se como a principal a ser realizada. No entanto, diversos métodos foram
desenvolvidos para tal determinação, os quais baseiam-se em diferentes teorias e consideram parâmetros distintos de um
a outro, resultando assim em valores divergentes. Diante disso, objetiva-se no presente estudo descrever quatro
metodologias distintas e apresentar seus resultados ao empregar estas em um projeto de muro de solo reforçado com
geossintético. Para isso, utilizou-se de tais metodologias: uma baseada em equilíbrio limite, duas em condições de trabalho
e uma em elementos finitos, sendo respectivamente as da AASHTO, de Simplified Stifness, de Ehrlich e Mirmoradi, e de
modelagens numéricas realizadas no software PLAXIS 2D. Os resultados indicam um devido contraste entre as
metodologias. Para os modelos que desconsideram a coesão do solo observa-se valores de máxima tensão de tração nos
reforços e de deformações no muro significativamente maiores que aqueles que a consideram. Ademais, nota-se a
influência de uma camada de aterro posta no pé do muro que ao efetuar um travamento deste, auxilia consideravelmente
no decréscimo dos valores analisados. Ressalta-se também que os modelos baseados em condições de trabalho, quando
comparados com os das modelagens numéricas, considerando ora a coesão do solo e ora não, apresentam devida
convergência de valores.
PALAVRAS-CHAVE: Muro de Solo Reforçado, Geossintético, Métodos Analíticos, Modelagem Bidimensional.
ABSTRACT: Due to their complex behavior, soil walls reinforced with geosynthetic material require not only external
stability analysis but also internal stability analysis. The main task that needs to be completed among these is the
verification of the reinforcements' maximum tensile stresses. Divergent values are produced by the various methods that
have been developed for this determination, each of which is based on a different theory and considers a different set of
parameters. Considering this, the purpose of this study is to describe four distinct methodologies and to present the
outcomes of their application to a geosynthetic reinforced soil wall project. To this end, it was used such methodologies:
one based on limit equilibrium, two in working conditions, and one in finite elements, being respectively those of
AASHTO, Simplified Stiffness, Ehrlich and Mirmoradi, and numerical modeling performed in PLAXIS 2D software.
The results indicate a due contrast between the methodologies. For the models that disregard soil cohesion, values of
maximum tensile stress in the reinforcements and of deformations in the wall are observed to be significantly higher than
those that consider it. Furthermore, the influence of an embankment layer placed at the foot of the wall can be noted,
which, by effecting a locking of the wall, helps considerably in the decrease of the analyzed values. It is also noteworthy
that the models based on working conditions, when compared with those of numerical modeling, sometimes consider the
cohesion of the soil and sometimes do not, present due to convergence of values.
KEY WORDS: Reinforced soil wall, Geosynthetic, Analytical Method, Bidimensional model.
9.00 m
(b) Análise de estabilidade interna
4
Deterministic Global Minimum
FS (deterministic) = 1.5
FS (mean) = 1.5
PF = 0.0%
RI (normal) = 4.2
6.00 m RI (lognormal) = 5.1
Figura 1. Muro de solo reforçado e envelopado.
3 METODOLOGIA
Figura 2. Perfil do subsolo.
Objetivando avaliar diferentes métodos de
Realizou-se análises prévias a respeito do fator de
determinação para a tensão de tração máxima (Tmáx)
segurança utilizando o método de equilíbrio limite,
dos reforços empregados no MSRG, utilizou-se de
através do software Slide 6.025 da ROCSCIENCE,
parâmetros para os solos e geossintéticos, além de
as quais foram completadas pela estimativa da
metodologias de cálculos distintas, as quais serão
probabilidade de falha, tais análises podem ser
descritas a seguir.
observadas na Figura 3. Diante a isso, a geometria do
projeto, composições de materiais do MRSG e demais
3.1 Parâmetros do solo
outros fatores, devem garantir valores de estabilidade
externa dentro dos limites preconizados pela NBR
Os parâmetros dos solos utilizados para o
11682:2021 considerando um risco alto quanto a vida
desenvolvimento do presente estudo, nortearam-se
humana e os riscos ambientais. Reitera-se que nessa
através do resultado da sondagem SPT, e assim,
condição o fator de segurança (FS) preconizado deve
adotados com base em coeficientes de variação
ser superior ou igual 1,50. Por conseguinte, sob essas
𝑆𝑖
𝑆𝑖∗ = (20)
(𝜎 ′𝑧𝑐 𝐾𝑜𝑤 /𝑃𝑎 )𝑛
4
em 10 vezes para melhor visualização, com a
respectiva indiciação do reforço com o maior
5 resultado de Tmáx, além de o valor da máxima
6 deformação para cada modelo. Observa-se que as
7 maiores deformações ocorreram na extremidade
superior do MSRG, região em que os reforços
8
concebem as condições de estabilidade para a
9 estrutura.
10 Nota-se que para o Modelo 1 o maior valor de Tmáx
∑Tmáx (KN)
se dá no reforço acima da camada de aterro no pé do
307,02
AASHTO muro, enquanto para os demais modelos o maior
44,86
Simplified Stiffness valor se encontra no último reforço. Além do mais,
Ehrlich and Mirmoradi (2016) 299,02 verifica-se que o travamento realizado pela camada
Modelo 1 104,35 de aterro no pé do muro, Modelo 1, proporcionou
Modelo 2
184,48 uma atenuação de cerca de duas vezes o valor do
Modelo 3 309,10 máximo deslocamento quando comparado com o
Modelo 2, que não contém camada de aterro no pé do
Figura 5. Resultados de Tmáx e ∑Tmáx. muro, e quatro vezes quando comparado com o
Modelo 3, que não contém tal camada e não pondera
Observa-se que o método Simplified Stiffness os valores da coesão do solo.
resulta em valores inferiores aos demais métodos,
tendo uma boa convergência até a profundidade de Modelo 1
Modelo 1
3,0 m com os modelos numéricos 1 e 2 que
consideram os efeitos da coesão. Para o método da
AASHTO, verifica-se um comportamento linear,
com valores inferiores de força a tração nos reforços REFORÇO 21
REFORÇO 21
superiores, e maiores naqueles mais próximos a base Tmáx
Tmáx =
=
9,010
9,010 KN/m
KN/m
do muro, nessa metodologia, ao considerar a
sobrecarga no topo do muro, os valores de Tmáx se
Deformed mesh
Deformed mesh |u|
|u| (scaled
(scaled up
up
acentuam em todos os reforços, independente da 10,0
10,0 times)
times)
profundidade em que se encontram. Maximum
Maximum value
value == 0,1372
0,1372 mm
Já ao analisar os resultados do método proposto Modelo 2
2
Modelo
por Ehrlich & Mirmoradi (2016), verifica-se valores
maiores nas primeiras camadas de reforço pelo fato
deste considerar a influência da energia de
compactação sobre cada camada, além de apresentar
REFORÇO 29
REFORÇO 29
uma boa concordância com os valores provindos da Tmáx =
Tmáx =
análise numérica do Modelo 3, perante os quais têm 15,56
15,56 KN/m
KN/m
em comum a desconsideração da coesão do solo.
Deformed mesh
Deformed mesh |u|
|u| (scaled
(scaled up
up
Ademais, verifica-se que os métodos que 10,0
10,0 times)
times)
ponderam a coesão do solo apresentaram valores de Maximum
Maximum value
value == 0,2826
0,2826 mm
Tmáx inferiores a aqueles que a desconsideram, Modelo
Modelo 33
REFORÇO
REFORÇO 29
29
REGEO/Geossintéticos 2023, Salvador/Ba, Brasil. Tmáx
Tmáx =
=
258 25,67
25,67 KN/m
KN/m
15,56 KN/m
Modelo 3 REFERÊNCIAS
RESUMO: Este trabalho estuda o efeito da distribuição granulométrica e forma do grão de areia no comportamento
tensão-deformação de areias reforçadas com fibras de polipropileno, tendo como base resultados de ensaios de
compressão triaxial do tipo consolidado drenado (CD). Duas areias limpas com mesma densidade relativa (Dr 60%) e
com distribuição do tamanho e forma de grãos diferentes (arredondados e subangular) foram usadas para confecção de
corpos de prova de areia-fibra com dimensões de 200 mm de altura e 100 mm de diâmetro e com teores de fibras (Pf) de
0%, 0,5% e 1,0 % e diferentes comprimentos (12,5 mm, 25 mm e 51 mm). As areias reforçadas com fibras apresentaram
maior resistência do que as areias não reforçadas. O compimento das fibras apresentou-se mais efetivo no aumento da
resistência que o teor de fibras. A resistência das areias reforçadas foi afetada pela forma do grão da areia e gradação dos
grãos, onde os grãos subangulares atingiram valores de resistência superiores às areias reforçadas com grãos
arredondados.
PALAVRAS-CHAVE: Areia reforçada; SRF; Ensaio triaxial, Fibra Polimérica, Resistência ao cisalhamento
ABSTRACT: This paper studies the effect of granulometric distribution and sand grain shape on the stress-strain behavior
of sands reinforced with polypropylene fibers, based on the results of triaxial compression tests of the drained consolidated
type (CD). Two clean sands with the same relative density (Dr 60%) and with different grain size and shape distribution
(rounded and subangular) were used to make sand-fiber test specimens with dimensions of 200 mm of height and 100
mm of diameter and with fiber contents (Pf) of 0%, 0.5% and 1.0% and different lengths (12.5 mm, 25 mm and 51 mm).
Fiber-reinforced sands showed higher strength than unreinforced sands. Fiber length was more effective in increasing
strength than fiber content. The strength of the reinforced sands was affected by the sand grain shape and grain gradation,
where the subangular grains reached higher strength values than the reinforced sands with rounded grains.
KEY WORDS: Reinforced Sand; SRF; Triaxial Test, Polymer Fiber, Shear Strength
Observa-se que a σdf aumenta com o teor de fibra, moldagem Dr=60% foi empregada em todos os CPs.
sendo este aumento maior para as fibras maiores. Os corpos de prova da areia de rio, com grãos
Fibras mais longas apresentaram maior eficiência no subangulares, maior textura e granulometria menos
efeito reforço que fibras mais curtas (12,5 mm), uniforme, apresentaram maiores ganhos de
devido a maior possibilidade de se embricarem com resistência em relação à areia de duna, a qual posssui
os grãos, dobrando-se sobre os mesmos devido à grãos mais arredondados. Na areia de rio há
flexibilidade elevada da fibra, melhorando e condições para um melhor embricamento ou
eficiência do reforço. Também se pode observar que entrosamamento dos grãos, dificultando o
para tensões confinantes menores (50 e 100 kPa) o deslizamento e melhorando a interação solo/fibra.
ganho na tensão desviadora de ruptura é mínimo ou Estas diferenças podem ser melhor observadas em
inexistente, como por exemplo em compositos de termos da diferença entre a tensão desviadora do SRF
areia de duna com Pf=0,5% e L=25 mm, comparado e da areia sem reforço, como mostrado na Figura 5.
às tensões maiores (200 e 100 kPa). As tensões O ganho de tensão desviadora foi maior em quase
confinantes maiores melhoram a interação entre o todas as condições estudadas para os compósitos
solo e a fibra, promovendo uma ancoragem mais confeccionados com areia de rio em relação aos de
efetiva da fibra entre os grãos do solo. A melhor areia de duna. Os resultados obtidos nesta pesquisa
eficiência do reforço para as fibras longas é também estão em parte de acordo com Markou (2016), que
mais evidente para os maiores confinamentos. aponta que areias reforçadas e com grãos
Comparando-se resultados obtidos para a mesma subangulares atingiram maiores resistências que as
condição de confinamento e reforço, percebe-se a areias com grãos arredondados, contudo o autor
influência da granulometria e da forma dos grãos nos citado obteve também um aumento da resistência
valores de σdf, já que a mesma densidade relativa de com a diminuição do tamanho do grão.
a)
b)
Figura 4. Resultados de ensaios triaxiais CD para areia
pura e areia reforçada com diferentes teores e
comprimento de fibra. a) Compósitos com 0,5% de fibras;
b) Compósitos com 1% de fibras.
AGRADECIMENTOS
Associação Brasileira de Normas Técnicas (2016). NBR Oda, M. (1972a). Initial fabrics and their relations to
6458. Grãos de pedregulho retidos na peneira de mechanical properties of granular materials. Soils and
abertura 4,8 mm - Determinação da massa específica, Foundations, 12, 1, 17–36.
da massa específica aparente e da absorção de água. Oda, M. (1972b); The mechanism of fabric changes during
Rio de Janeiro. compressional deformation of sand. Soils and
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RESUMO: É primordial aos projetos de engenharia assegurar a segurança das estruturas projetadas em sintonia com as
diretrizes que norteiam o desenvolvimento sustentável. Projetos que empregam geossintéticos contribuem em distintos
aspectos para mitigar impactos ambientais, além de reduzir custos. As estruturas de contenção de solo reforçado com
geossintéticos têm ganhado mercado nos últimos anos, devido à possibilidade de estruturas cada vez mais verticalizadas
e com vantagens técnicas, econômicas e ambientais, desde que obedecidos critérios de projetos, qualidade de execução e
realização de manutenções periódicas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência da granulometria do
material de preenchimento dos blocos segmentais empregados como faceamento de estruturas reforçadas com geogrelha
a partir de ensaios de resistência de conexão em um equipamento que permite a aplicação de forças horizontais e de
tensões normais. Foram empregados materiais granulares nas faixas granulométricas de 4,75/12,5 mm (brita 0) e 9,5/25,0
mm (brita 1), blocos segmentais de concreto com encaixe a seco e geogrelha de alta tenacidade. Cinco tensões normais
foram aplicadas para a obtenção das resistências de conexão em ambos os materiais granulares. Os resultados
demostraram que maiores resistências foram obtidas para a brita 1 como material de preenchimento em níveis de tensões
normais maiores (> 55 kN/m2), enquanto para tensões menores os valores obtidos foram similares entre as britas 0 e 1,
dentro do intervalo de variação do desvio padrão. Por último, atenta-se para a adequada seleção dos agregados graúdos e
para possíveis quebras que possam ocorrer com maiores tensões normais.
ABSTRACT: Engineering projects must ensure the safety of structures designed in line with the guidelines that guide
sustainable development. Projects that use geosynthetics contribute in different ways to mitigate environmental impacts
and reduce costs. Soil containment structures reinforced with geosynthetics have gained market share in recent years due
to the possibility of increasingly verticalized structures with technical, economic, and environmental advantages, as long
as design criteria, execution quality, and periodic maintenance are obeyed. This research evaluated the influence of the
filling material granulometry of the segmental blocks used as facing structures reinforced with geogrid from connection
strength tests in equipment that allows the application of horizontal forces and normal stresses. Granular materials were
used in the granulometric zone of 4.75/12.5 mm (gravel 0) and 9.5/25.0 mm (gravel 1), segmental concrete blocks with
dry fitting and high tenacity geogrid. Five normal stresses were applied to obtain connection strengths in both granular
18 16,5
15,8 15,5
granulares avaliados, uma inferência inicial seria
16 14,9 14,4
14,0 pelo uso de ambas as granulometrias. Contudo, a
14 12,2 12,8
referida tomada de decisão também deve considerar
12
10,3 9,7 o efeito de imbricamento, que depende diretamente
10
da abertura da malha. No estudo, foram analisadas
8
B0 B1 B0 B1 B0 B1 B0 B1 B0 B1 apenas materiais granulares de gnaisse, os quais não
5 kN/m² 45 kN/m² 55 kN/m² 65 kN/m² 85 kN/m² podem ser generalizados para as demais rochas de
Tensões normais
beneficiamento. Outros parâmetros também devem
ser avaliados, como os índices de forma dos
Figura 9. Diagramas de caixa de resistências de conexão
obtidas em relação às tensões normais
agregados, assim como aos processos de moagem.
Enfatiza-se que a resistência de conexão depende
A Figura 10 apresenta o tratamento estatístico por de distintos fatores, tais como: procedimento de
regressão linear entre as tensões normais aplicadas e construção do sistema que afeta as áreas de
os resultados amostrais médios de resistência de superposição de contatos entre fileiras, grau de
conexão. Para ambas as britas, obteve-se relações compactação do material de preenchimento, tensão
lineares como modelos matemáticos de melhor ajuste normal aplicada e granulometria. O artigo trata de um
à relação em tratamento, com coeficientes de experimento de laboratório, de forma que não avalia
determinação de 95,8% e 95,6% para a brita 0 e brita o processo construtivo.
1, respectivamente. Blocos segmentais de concreto podem requerer
maiores ou menores volumes de materiais granulares
20 de preenchimento, de forma a inferir diretamente na
área de contado entre o material granular. Outros
Resistência de conexão (kN/m)
281
X Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental (REGEO 2023)
IX Congresso Brasileiro de Geossintéticos (Geossintéticos 2023)
Salvador, Ba, Brasil © IGS-Brasil/ABMS, 2023
Fernando H. M. Portelinha
Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, Brasil, fportelinha@ufscar.br
RESUMO: Os geocompostos bentoníticos fabricados com bentonitas modificadas por compostos poliméricos (BPC-
GCLs) são usados para melhorar as propriedades de inchamento e a condutividade hidráulica, especialmente sob
condições de líxiviados potencialmente incompatíveis. Embora modificados, estes líquidos incompatíveis
comprovadamente afetam o desempenho à longo prazo dos GCLs. No entanto, a maioria dos estudos na literatura foram
realizados com BPC-GCLs de bentonita sódica natural (Na-B) e, pouco se conhece sobre o comportamento de inchamento
quando do tipo cálcica ativada com sódio (SACa-B). Neste estudo, o comportamento de inchamento da SACa-B
modificada com diferentes porcentagens de compostos poliméricos foi avaliado em soluções de hidróxido de sódio
(NaOH) e em contato com água deionizada. Os compostos políméricos utilizados foram poliacrilato de sódio,
poliacrilamida e carboximetilcelulose nas proporções de 2, 4, 6, 8 e 10% em relação à massa seca das bentonitas. Ensaios
de swell index foram conduzidos de acordo com ASTM D5890 (2019) e procedimentos descritos por Wireko et. al (2020).
Os resultados indicaram que a adição do composto polimérico aumentou a capacidade de inchamento da SACa-B em
níveis semelhantes à Na-B. Observou-se que a capacidade de inchamento dos BPC-GCLs foi afetada pela solução de
NaOH devido ao pH elevado, independente da porcentagem de polímero adicionado.
ABSTRACT: Bentonite geocomposites made from polymer-modified bentonites (BPC-GCLs) are used to improve
swelling properties and hydraulic conductivity, especially under potentially incompatible leachate conditions. Although
modified, these incompatible liquids have been shown to affect the long-term performance of GCLs. However, most
studies have been conducted with sodium bentonite (Na-B) and little is known about the swelling behavior of BPC-GCLs
composed of sodium-activated calcium bentonite (SACa-B). This study compares the swell behavior of BPC composed
of SACa-B, here named BPC-SACa, tested in deionized water SI tests to those in NaOH. Polymers used in this
investigation were sodium polyacrylate, polyacrylamide and Carboxymethyl Cellulose in proportions of 2, 4, 6, 8 and
10% in relation to dry mass the bentonites. Tests were conducted according to ASTM D5890 (2019) and procedures
described by Wireko et. al (2020). Results indicate that the incorporation of polymers increased the swell index values of
the SACa-B in similar levels to Na-B. It was observed that the swelling capacity of BPC-GCLs was affected by the NaOH
solution due to the high pH, regardless of the percentage of added polymer.
2 MATERIAIS E MÉTODOS
Figura 1. Relação entre a condutividade hidráulica em 2.1 Polímeros
GCLs de BPCs-Na e valores SI: (a) BPCs-Na preparados
seguindo o método padrão ASTM D5890; (b) metodologia
sugerida por Wireko et. al (2020) (modificado de Foram utilizados três polímeros nesta pesquisa,
WIREKO et al; 2020). sendo dois deles do tipo linear e um do tipo
reticulado. Os polímeros do tipo linear apresentam
A Figura 1b apresenta uma correlação forte entre monômeros ligados por interações moleculares
valores de condutividade hidráulica de BPCs-Na e SI. (ligações fracas), enquanto os reticulares apresentam
Segundo Wireko et. al (2020) existem limitações na cadeias interligadas por ligações covalentes (ligações
aplicação do procedimento padrão ASTM D5890 fortes), formando uma rede de cadeias poliméricas
(2019) para preparar amostras para teste SI. lineares unidas quimicamente ou fisicamente por
Diferentemente da metodologia da ASTM D5890 reticuladores.
(2019), na metodologia proposta por Wireko et. al Os polímeros do tipo linear utilizados foram o
(2020), os ensaios de SI são realizados sem qualquer Carboximetilcelulose de Sódio (CMC) e a
processo de moagem e peneiramento das amostras de Poliacrilamida (PAM) que, quando em contato com a
BPC, indicando que estes processos têm influência água, se dissolvem formando um hidrogel. O
significativa nos valores de SI dos BPCs. segundo tipo de polímero utilizado foi o Poliacrilato
Logo, fica claro que saber o potencial hidráulico de Sódio (PAS) que, ao entrar em contato com a água,
desses materiais, quando expostos a soluções de alta se expande e absorve o líquido expandindo mais de
força catiônica, é necessário para que seu 200% do seu volume inicial.
desempenho em condições de serviço seja
satisfatório. Como exemplo de aplicação, pode-se 2.2 Bentonita
citar a exploração de bauxita no Brasil e no mundo
que, quando beneficiada para a extração do alumínio, A bentonita modificada por compostos poliméricos
produz um resíduo insolúvel gerado durante a etapa (BPC) utilizada nesse estudo foi do tipo SACa-B,
de clarificação do processo Bayer. Este resíduo é obtida em Boa Vista - PB. O material foi recebido já
popularmente conhecido como lama vermelha, sendo moído e antes da preparação das misturas parte da
depositados em lagoas que usam GCLs como parte amostra foi seca em estufa a 105ºC. Posteriormente
integrante do sistema de barreira de contaminantes. foi feita a adição de polímeros e preparação dos
Segundo Pradhan et al. (1996) e Hind et al. (1999) BPCs.
esses tipos de rejeitos apresentam constituição de
partículas extremamente pulverulentas em estado 2.3 Soluções
seco (95% do material é <44 m), área superficial
variando de 13-22 m²/g e tem como principal Os ensaios de swell index (SI) foram conduzidos em
característica uma elevada alcalinidade (pH na ordem amostras de BPCs usando água deionizada (DI) tipo
de 10-13). Para estes níveis de alcalinidade, o II, conforme especificações da ASTM D1193 (2006),
desempenho de BPC-GCLs tem sido investigado na e solução de hidróxido de sódio (NaOH) 1mol/L pH
literatura, e os fatores de influência, tais como as 14. As mesmas soluções também foram utilizadas
concentrações catiônicas de líquidos agressivos, tem para os ensaios de SI com SACa-B.
demonstrado afetar o desempenho à longo prazo dos
BPC-GCLs (Athanassopoulos et al., 2015; Tian e 2.4 Compósitos de bentonitas e polímeros
Benson, 2019; Li et al., 2021).
20
10
0
SACa-B 2%PAS 4%PAS 6%PAS 8%PAS 10%PAS
(a)
CP1 CP2 CP3 Média
60
50
30
20
10
(a) (b) (c) 0
Figura 3. Amostras de bentonitas após 24 do término do SACa-B 2%PAM 4%PAM 6%PAM 8%PAM 10%PAM
ensaio: (a) SACa-B pura em água DI; (b) BPC com 10% (b) CP1 CP2 CP3 Média
PAS em água DI; (c) BPC com 10%PAS em NaOH. 60
50
Swell Index (mL/2g)
40
30
20
10
0
SACa-B 2%CMC 4%CMC 6%CMC 8%CMC 10%CMC
(c) CP1 CP2 CP3 Média
Figura 5. Resultados dos SI em água DI para os BPCs com
Polímeros isolados, (a) PAS, (b) PAM e (c) CMC.
Figura 4. Hidrogel formado com amostras de BPC usando
composto polimérico PAS no teor de 10% em NaOH.
A Figura 6 apresenta os resultados de inchamento
A Figura 5 apresenta resultados de cada para as combinações de BPCs com PAS e PAM, e a
combinação ensaiada, bem como os resultados Figura 7 para as combinações de PAS e CMC, ambas
médios do ensaio de expansão em água DI para os as figuras apresentam resultados de SI em água DI.
BPCs com polímeros isolados PAS, PAM e CMC, Nesta pesquisa, adotou-se que a soma das proporções
respectivamente. Na Figura 5a nota-se que quando não superaria 10%.
usado PAS, mesmo com a carga polimérica mais Na Figura 6a têm-se as proporções totais de 4 a
baixa (2%) os valores de SI foram em média 27ml/2g 10% de polímeros. Nessa imagem é possível notar
chegando atingir valore médio de 48ml/2g quando a que quando 2%PAS se associa em proporções de
carga polimérica foi de 10%, ou seja, mais do que o PAM superiores a 4%, os valores de SI pouco
dobro do que se obteve com a SACa-B. Entretanto, variaram em relação ao SI de SACa-B. Entretanto,
quando se comparam os valores de SI do polímero quando a razão PAM/PAS está no intervalo de 1 a 2,
PAM (Figura 5b), houve pouca variação, com um os valores de SI são ligeiramente superiores aos
pequeno aumento dos valores de SI nas proporções valores obtidos quando se tem somente 2%PAS nas
de 6 e 8%. No caso do polímero CMC (Figura 5c), misturas. Para a mistura de 8%PAS+2%PAM, o
houve aumento dos valores de SI, mas à uma taxa valor obtido de SI foi de 37 mL/2g, isto é, 10% abaixo
crescente, chegando atingir a ordem 1,5 vezes o valor no valor obtido para 8%PAS.
do SI da SACa-B. Nas misturas de 6%PAS e PAM abaixo desse
valor, ocorreu uma pequena redução de SI quando
comparados com os valores de BPCs de PAS.
Observou-se também que quanto maior a carga
polimérica de PAM na mistura, menor é o valor de
10
30
0
20 SACa-B 2%PAS 2%PAS 2%PAS 2%PAS 8%PAS
2%CMC 4%CMC 6%CMC 8%CMC 2%CMC
10 (a) CP1 CP2 CP3 Média
0 60
SACa-B 2%PAS 2%PAS 2%PAS 2%PAS 8%PAS
2%PAM 4%PAM 6%PAM 8%PAM 2%PAM 50
(a) CP1 CP2 CP3 Média 40
60 Swell Index (mL/2g)
30
50
20
40
Swell Index (mL/2g)
10
30
0
20 SACa-B 4%PAS 4%PAS 4%PAS 6%PAS 6%PAS
2%CMC 4%CMC 6%CMC 2%CMC 4%CMC
10 (b) CP1 CP2 CP3 Média
0 Figura 7. Resultados dos SI em água DI para os BPCs com
SACa-B 4%PAS 4%PAS 4%PAS 6%PAS 6%PAS junção de PAS e CMC.
2%PAM 4%PAM 6%PAM 2%PAM 4%PAM
(b) CP1 CP2 CP3 Média
Figura 6. Resultados dos SI em água DI para os BPCs com Na Figura 8 são mostrados os resultados SI
junção de PAS e PAM. quando a solução é de NaOH (pH 14). É possível
observar que o valor médio de SI para SACa-B nesta
Na Figura 7, também se usou as proporções de 4 solução foi de 8ml/2g e que os valores de SI quando
a 10% de polímeros, mas neste caso com o uso das PAS é igual a 2% apresentam pouca variação. Nos
combinações de PAS e CMC. Para todas as valores de PAS>2%, os resultados de SI
combinações ocorreu aumento dos valores SI quando apresentaram-se superiores ao da SACa-B, enquanto
se comparados os valores de PAS isolado e esta que em todas as proporções de PAM a variação de SI
mesma proporção de PAS quando acrescida de CMC, foi relativamente pequena, na ordem de 1 mL/2g com
por exemplo, SI de 2%PAS < SI de 6%PAM e nula nas proporções de 4, 8 e 10% de
2%PAS+n%CMC, em que n é ≥ 2. Entretanto, PAM.
quando se observa as cargas poliméricas totais dessas Os resultados de SI obtidos com os BPCs de CMC
misturas, ocorre aumento de SI em relação ao valor (Figura 8c) em solução de NaOH, não apresentaram
obtido quando se usa somente CMC (Figura 5c) e aumento no valor de inchamento quando comparados
diminuição em relação a carga quando se fez uso de com SACa-B e por este motivo as misturas de
somente PAS (Figura 5a). PAS+CMC não foram ensaiadas para essa solução.
Entretanto, quando se compara razões de Na Figura 9 são mostrados os resultados de SI
CMC/PAS igual a 1 com 2%PAS, os valores de SI para as misturas de PAS e PAM quando a solução é
apresentam uma pequena redução, na ordem de 1 NaOH. Na Figura 9a, notou-se que quando tem-se
mL/2g. Para razões superiores a 2, há um ligeiro PAS em proporção de 2% e PAM de 2 e 4%, os
aumento de SI, na ordem de 10% acima de 2%PAS, valores de SI pouco variaram em relação à SACa-B.
indicando que razões maiores que 2 pouco Na Figura 9b PAS é igual ou superior a 4% e PAM
contribuem com o aumento de SI, como observado varia de 2 e 4%; os valores de inchamento nesse caso
na Figura 7. ficaram na ordem de 11ml/2g, ligeiramente abaixo de
Quando se analisou as misturas com quando se usou apenas 10%PAS.
8%PAS+2%CMC, observou-se um ligeiro aumento
15
desempenho no ensaio de condutividade hidráulica.
10 Os resultados deste estudo sugerem que o BPCs
podem ser semelhantes ao Na-B quando hidratado
5
com água deionizada, mas com valores muito
0 inferiores nas soluções de NaOH, mostrando assim
(a)
SACa-B 2%PAS 4%PAS 6%PAS 8%PAS 10%PAS grande influência do tipo de polímero e da
CP1 CP2 CP3 Média alcalinidade das soluções nos desempenhos de GCLs.
20
4 CONCLUSÕES
Swell Index (mL/2g)
15
15
• Os resultados de SI para soluções de NaOH
10 se mostraram bastante inferiores aos obtidos
5 com a água DI, o que leva a concluir que a
alcalinidade das soluções afeta o
0 desempenho das SACa-B.
SACa-B 2%PAS 2%PAS
2%PAM 4%PAM • Com o uso de polímeros isolados, observou-
(a) CP1 CP2 CP3 Média se que para BPCs de PAS, os valores de SI
20 foram superiores ou iguais aos de SACa-B.
Quando foi feito o uso de PAM, somente
Swell Index (mL/2g)
15
BPCs de 6% desse polímero apresentaram SI
10 superior aos de SACa-B, sendo os demais
iguais ou inferiores. Por último, BPCs de
5
CMC apresentaram valores iguais ou
0 inferiores aos de SACa-B.
SACa-B 4%PAS 4%PAS 6%PAS 6%PAS 8%PAS • Registrou-se uma diminuição de SI na ordem
2%PAM 4%PAM 2%PAM 4%PAM 2%PAM
(b) CP1 CP2 CP3 Média 243%, quando comparados 10%PAS em
Figura 9. Resultados dos SI em NaOH para os BPCs com água DI e NaOH. Entretanto, cabe destacar
junção de PAS e PAM. que todas as misturas de BPC que se fez o
uso do PAS apresentaram valores de SI
superiores ao da SACa-B, quando a solução
RESUMO: A utilização de resíduos de construção e demolição reciclados (RCD-R) em estruturas de solo reforçado (ESR)
pode ser uma estratégia sustentável. Para tanto, faz-se necessário entender a interação entre as partículas de RCD-R e os
elementos dos geossintéticos. O ensaio de arrancamento é um dos métodos utilizados para avaliar tal interação. Contudo,
os valores da tensão normal próximos aos elementos de reforço – durante o arrancamento – são afetados pelo arqueamento
do material de preenchimento, que é influenciado por parâmetros específicos de tal material, características do elemento
de reforço e condições de ensaio. Assim, o objetivo deste trabalho é verificar os valores de tensão normal em ensaios de
arrancamento de geogrelha realizados com uma areia reciclada em uma caixa de ensaio de pequenas dimensões. Para
obtenção das tensões normais, foram utilizados dois métodos: i) célula de tensão total, CTT, e ii) bolsa de ar pressurizada.
Foi utilizada uma geogrelha de poliéster usualmente empregada em ESR. Foram empregadas diferentes tensões de
confinamento e CTT instaladas a uma distância uniforme da parede frontal (distância a partir do centro da CTT). Na força
máxima de arrancamento verificou-se diferença entre os valores lidos pela CTT e os nominais (aplicados pela bolsa de
ar). Observou-se que, para as menores sobrecargas, foram lidos pela CTT os maiores valores em relação ao valor teórico
aplicado. Concluiu-se que os equipamentos de pequenas dimensões podem ser empregados para investigações
preliminares para tentar entender a interação solo-geossintético, e que a ARC apresenta características ambientais e
geotécnicas desejadas para o emprego em ESR.
ABSTRACT: The use of recycled construction and demolition waste (RCDW) in reinforced soil structures (RSS) appears
as an environment-friendly environmental strategy. Therefore, it is necessary to better understand the interaction between
the RCDW particles and the geosynthetic elements. Pullout test is one of the methods used to evaluate such interaction.
Thus, the objective of this paper is to verify the values of normal stress obtained by mean of two methods (i. total stress
cell, TSC, and ii. air-filled rubber bag) when pullout tests were performed using a small box and RCDW. Grey recycled
sand (GRS) – classified as a gravelly sand – was used as fill material. A polyester geogrid commonly used in soil
reinforced structures was tested. Several confining stresses were employed in the tests and the TSC was installed at a
fixed distance from the front wall (distance from the center of the TSC). At the maximum pullout force, it was observed
difference between the values recorded by the TSC and those applied by the air-filled rubber bag. Tests carried out
applying the lower surcharges revealed higher stress values recorded by TSC in comparison to the theoretical surcharge
values. It is possible to conclude that small scale equipment is useful for the purpose of preliminary investigations to try
to understand the soil-geosynthetic interaction.
KEY WORDS: Construction and demolition waste, Geosynthetics, Recycling, Soil-reinforcement interaction, Pullout
test, Sustainability.
2 METODOLOGIA
2.1 Materiais
Figura 2. Imagem da geogrelha (Oliveira, 2020).
Neste estudo foi utilizado um material produzido por
uma usina de reciclagem de RCD, localizada em Tabela 3. Características da geogrelha.
Aparecida de Goiânia-GO, denominado ‘areia reci- Propriedades Descrição
clada cinza’ (ARC). Segundo a usina, esse material é Polímero principal Poliéster (PET)
obtido por meio do processo de britagem de peças Abertura de malha nominal 20 x 25 mm
constituídas predominantemente de concreto. Resistência à tração nominal 35 kN/m
2.1 Métodos
(a)
(b)
Figura 7. Valores nominais (bolsa de ar) e obtidos pela
CTT.
RESUMO: O benefício do uso de colunas granulares encamisadas (em inglês Geotextile Encased Columns ou
“GEC’s”) que funcionam como estacas (quase rígidas) em solos de baixa resistência provou ser um método
eficiente para minimizar problemas de capacidade de carga e recalques. Nesta pesquisa, o desempenho de
grupo de colunas GEC é estudado através de um programa de ensaios de carga, desenvolvido em laboratório,
com uso de corpos de prova em grande escala. Sendo assim, foi avaliado o comportamento da GEC,
influenciado pelo comportamento mecânico do material de reforço e a presença de colunas vizinhas. Foram
realizados (4) quatro ensaios de carga aplicados sobre conjuntos de colunas GEC, com variação no valor do
módulo de rigidez radial de reforço do protótipo. Foram avaliados os desempenhos de cada um dos testes em
relação aos recalques e comportamento das poropressões. Os resultados mostram que, com o acréscimo do
valor de módulo de rigidez do reforço, a capacidade de carga da coluna GEC aumenta. Além disso, a razão de
concentração de tensões das colunas também aumenta. Os resultados encontrados indicaram que a máxima
deformação ocorre a uma profundidade aproximada de 1,5 vezes o diâmetro da coluna GEC.
PALAVRAS-CHAVE: geotêxtil de reforço, recalque, aterro, solo mole, poropressão, distribuição de tensões.
2.3 Geotêxtil
2.4 Instrumentação
3 METODOLOGIA
Com o intuito de medir com precisão a resposta e o
O desempenho de grupo de colunas GEC foi
desempenho dos materiais que constituem a estrutura
estudado por meio de um programa de ensaios de
das colunas GEC do modelo experimental, foi
carga, desenvolvido em laboratório, levando em
implementado um conjunto de equipamentos de
consideração a presença de colunas vizinhas.
instrumentação, composto por células de tensão total
′ 𝑣 (𝑐𝑜𝑙)∗𝐴𝑐𝑜𝑙
𝐸= (2)
′ 𝑜 ∗𝐴𝑖𝑛𝑓
6 CONCLUSÕES AGRADECIMENTOS
RESUMO: Neste estudo são apresentados resultados de ensaios de resistência ao cisalhamento de interface em plano
inclinado, realizados com um geotêxtil não tecido posicionado sobre superfície rígida ou sobre um geoespaçador, com o
objetivo de avaliar a influência da deformação do geotêxtil sobre a resistência ao cisalhamento da interface solo-geotêxtil.
Os ensaios foram realizados com uma areia quartzosa média uniforme e um geotêxtil não tecido de polipropileno, tendo
o uso ou não de geoespaçador de polietileno de alta densidade sob o geotêxtil. Os resultados indicaram um ângulo de
atrito de interface solo-geotêxtil menor para o caso com uso de geoespaçador. Além disso, a resposta inclinação-
deslocamento da caixa superior do ensaio foi significativamente diferente entre as duas condições avaliadas. Os resultados
chamam a atenção para a possibilidade de que estimativas de ângulo de atrito de interface areia-geotêxtil possam ser
contra a segurança para o caso de uso de geoespaçador sob um geotêxtil, quando se considera como ângulo de atrito a
inclinação para um deslocamento de 50 mm, cuja validade precisa ser discutida.
ABSTRACT: This study presents results of interface shear strength from inclined plane (ramp) tests performed with a
nonwoven geotextile positioned on a rigid surface or on a geo-spreader. The experiments aimed to evaluate the influence
of geotextile deformation on the shear strength of the soil-textile interface. The tests were performed with a uniform
medium quartz sand and a nonwoven polypropylene geotextile, with or without the use of a high-density polyethylene
geospacer under the geotextile. The results indicated a lower soil-textile interface friction angle for the case using the
geospacer. In addition, the inclination-displacement response of the upper test box was significantly different between
the two conditions evaluated. The results highlight the possibility that estimates of sand-geotextile interface friction angle
may be underconservative for the case of geospacer use under a geotextile, when considering as friction angle the
inclination for a displacement of 50 mm, the validity of which needs to be discussed.
KEYWORDS: Incline Plane (ramp) Tests, Interface Shear Strength, Landfill Cover Systems, Geocomposites.
O ensaio de plano inclinado permite a caracterização Figura 1. Modelo caixa de ensaios NBR ISO 12957-2
da resistência de interface do solo-geossintético pela (2013).
ângulo de atrito.
80%
tgϕs = tgβs − γc ∙g −1 ∙(cosβs )−1 (5)
60%
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
GSP+GTX+AR(1)
30
u (mm)
GSP+GTX+AR(2)
20
10
0
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
(°)
(b)
Figura 5. Preparação para a realização do ensaio com 30
geoespaçador sob o geotêxtil. GTX+AR(1)
GTX+AR(2)
interface como resultado da deformação do geotêxtil 20 GSP+GTX+AR(1)
e, consequentemente do solo, sobre os vazios do
u (mm)
GSP+GTX+AR(2)
geoespaçador, o que poderia proporcionar uma
componente de resistência mecânica ao deslizamento
10
tangencial da interface.
A Figura 6a apresenta os resultados dos quatro
ensaios. Diferentemente do esperado, o ângulo de
inclinação da caixa ao final do ensaio (50) foi maior 0
20 24 28 32 36
para o caso sem geoespaçador (GTX+AR), com 50 (°)
médio igual a 35,4° para GTX+AR e igual a 31,7°
Figura 6. a) deslocamento da caixa superior (u) com o
para GSP+GTX+AR.
ângulo de inclinação (); b) detalhe dos deslocamentos na
O comportamento de final da fase 1 e início de transição entre fases 1 e 2.
fase 2 foi razoavelmente similar entre os ensaios, com
deslocamentos de mesma grandeza até ~7 mm, mas indica o risco de trabalhar com valores de ângulo
conforme mostrado na Figura 6b. Por outro lado, de atrito obtidos no trecho de aceleração do
observa-se que o comportamento em termos de deslizamento. Num projeto, considera-se em geral
deslocamento com a inclinação foi diferente para as um fator de segurança parcial na tangente do ângulo
duas condições de ensaio. Os ensaios com GTX+AR de atrito de interface de 1,3, o que indicaria um
apresentaram uma fase 2 com deslocamentos ângulo de atrito em projeto de 29o, mesmo que seja
gradualmente crescentes, que é um dos dois considerado o valor para 50 mm de deslocamento no
comportamentos descritos por Pitanga et al. (2009). ensaio apenas com o geotêxtil. Nesta condição, a
Já os ensaios com GSP+GTX+AR apresentaram um interface apresentaria margem de segurança
aumento abrupto do deslocamento da caixa superior, adequada. No entanto, para uma interface do tipo
não permitindo praticamente tempo algum para GSP+GTX+AR, o fator de segurança parcial seria
registro dos valores de deslocamento (outro reduzido para 1,08, a interface com o geoespaçador
comportamento descrito por Pitanga et al., 2009). caso não fosse ensaiada. Por segurança, portanto,
Estes ensaios apresentaram, portanto, uma condição seria prudente considerar o ângulo de atrito de
de deslizamento não estabilizado, tendo uma fase 2 interface antes da zona de aceleração do
muito limitada ou praticamente inexistente (0 ≈ s). deslizamento.
Para deslocamentos de até 7 mm, uma superfície Cabe também mencionar que foi observada
com mais relevo, como a formada pela presença do alguma penetração de partículas de solo nos vazios
geoespaçador, não apresentou diferenças entre as fibras do geotêxtil. Esse fenômeno indica que
significativas, provavelmente porque o geotêxtil já uma parcela da resistência ao cisalhamento de
garante uma condição de atrito de interface não interface pode ser originada do contato entre
inferior ao da areia empregada. O deslocamento da partículas, e não somente do contato entre as
caixa sobre uma zona com os vazios formados pela partículas de solo e as fibras do geotêxtil. Se a
penetração do geotêxtil nos espaços do geoespaçador quantidade de partículas que penetram for grande, a
produz o solapamento da areia e a queda abrupta da resistência ao cisalhamento pode passar a ser
resistência. Esta situação não ocorreria em campo, controlada pela resistência ao cisalhamento do solo,
RESUMO: Solos internamente instáveis são particularmente problemáticos para filtros de obras geotécnicas. Assim, o
objetivo do presente trabalho foi avaliar o comportamento filtrante de geotêxtil não tecido com gramatura de 200 g/m²
submetido a gradientes hidráulicos de 1 e 10 sem e com confinamento (tensão vertical de 25 kPa). A pesquisa envolveu
o uso de areia uniforme, areia mais 10% ou 20% de solo fino. O filtro se encotrava sobre jacente a esferas de aço ou uma
placa perfurada como material de apoio a fim de se avaliar o comportamento do filtro sobre diferentes materiais drenantes,
simulando mais realisticamente as condições esperadas no campo. Foi utilizado o permeâmetro de carga constante
presente no Laboratório de Geotecnia da Universidade de Brasília. Os resultados obtidos mostraram que o aumento do
gradiente hidráulico reduziu em uma ordem de grandeza a permeabilidade do sistema solo-geotêxtil nos ensaios sem
pressão tanto com esferas de aço como com a placa perfurada subjacente ao geotêxtil. A aplicação da tensão vertical de
25 kPa provocou reduções adicionais na condutividade hidráulica dos sistemas solo-geotêxtil.
ABSTRACT: Internally unstable soils are particularly problematic for filters of geotechnical structures. Hence, the
objective this work was to evaluate the behavior of a non-woven geotextile filter with a mass per unit area of 200 g/m²
subjected to hydraulic gradients of 1 and 10 under unconfined and confined (vertical stress of 25 kPa) conditions. The
research involved the use of a uniform sand and sand plus 10% or 20% of fine soil. The filter rested on steel spheres or
just a perforated plate in order to investigate its performance on different bedding materials, thus simulating more
realistically the expected conditions in the field. A constant head permeameter present in the Laboratory of Geotechnics,
at the University of Brasilia, was used in the tests. The results indicated that the increase in the hydraulic gradient reduced
the permeability of the soil-geotextile system by one order of magnitude in the tests without confinement, both with steel
spheres and perforated plate as bedding material. The vertical stress of 25 kPa further reduced the hydraulic conductivity
of the soil-geosynthetic systems.
60
realizados no Laboratório de Geotecnia da 50
Universidade de Brasília. 40
30
20
10
4 MATERIAIS E MÉTODOS 0
0,001 0,01 0,1 1 10
A presente pesquisa utilizou um equipamento Diâmetro das partículas (mm)
especial desenvolvido na pesquisa de Gardoni (2000) Areia + 10%, SD
para os ensaios de razão entre gradientes (“Gradient Areia + 20%, SD
Areia
Ratio Tests”). A Figura 2 mostra o permeâmetro
utilizado. Os testes foram realizados com tensões Figura 3. Granulometria dos materiais
verticais no topo da amostra iguais a 0 e 25 kPa e para
os gradientes hidráulicos (i) iguais a 1 e 10. Tabela 1. Características dos materiais
Areia Areia+10% Areia+20%
Coeficiente de 4,69 28,3 54,5
Uniformidade
Coeficiente de 1,5 7,28 3,4
Curvatura
Densidade dos 2,70 2,675 2,676
grãos (g/cm³)
d10 0,13 0,023 0,011
d15 0,18 0,1 0,14
d50 0,41 0,42 0,4
Permeabilidade (cm/s)
relevantes são apresentadas na Tabela 2. O material 1,E+00
drenante sob o filtro sintético foram esferas de aço
(arranjo hexagonal em planta, com contato entre
1,E-01
esferas), com 15 mm de diâmetro, ou uma placa
perfurada.
1,E-02
Permeabilidade (cm/s)
1,E-01
1,E-01
1,E-02 1,E-02
1,E-03 1,E-03
1,E-04 1,E-04
0 10 20 30
1,E-05
Tempo (horas)
0 10 20 30
AREIA+10%FINOS, GNT200, PLACA, i=10, 0 kPa Tempo (horas)
AREIA+10%FINOS, GNT200, ESFERA, i=10, 25 kPa
AREIA+10%FINOS, GNT200, PLACA, i=10, 25 kPa AREIA+20%FINOS, GNT200, PLACA, i=10, 0 kPa
AREIA+20%FINOS, GNT200, PLACA, i=10, 25 kPa
AREIA+20%FINOS, GNT200, ESFERA, i=10, 0kPa
Figura 6. Permeabilidade areia+10% de finos e i = 10.
AREIA+20%FINOS, GNT200, ESFERA, i=10, 25 kPa
A Figura 7 apresenta resultados para o gradiente Figura 8. Permeabilidade areia+20% solo fino no i = 10.
igual a 1 e ilustra a redução da permeabilidade do
sistema solo-geotêxtil, onde, com placa perfurada
com 0 kPa de tensão vertical, o coeficiente de
6 DISCUSSÕES
permeabilidade foi igual a 2,7 x 10-4 cm/s e sob
confinamento de 25 kPa caiu para 8 x 10-5 cm/s.
O tipo de material drenante sob o geotêxtil
influenciou na permeabilidade do conjunto solo-
geossintético, com e sem aplicação de tensão vertical.
AREIA+10% FINOS, i = 1 Isso foi mais observado na mistura com 10% de solo
1,0E+00
fino e gradiente de 10.
No ensaio com a mistura com 10% de solo fino, a
Permeabilidade (cm/s)
7 CONCLUSÕES
Figura 7. Permeabilidade areia+10% de finos e i = 1.
Esse trabalho avaliou a permeabilidade de sistemas
solo – geotêxtil não tecido utilizando-se areia com
Nos experimentos com 20% de finos (Figura 8), o diferentes porcentagens de finos e com o filtro
confinamento de 25 kPa reduziu a permeabilidade do geotêxtil subjacente a diferentes materiais drenantes.
sistema nos ensaios com gradiente hidráulico igual a Observou-se que para todos os ensaios com ou
10. No caso da placa perfurada, o resultado inicial foi sem as esferas de aço abaixo do geotêxtil o
5 x 10-4 cm/s, e ao se submeter 25 kPa de tensão coeficiente de permeabilidade do conjunto solo-
vertical reduziu para 9 x 10-5 cm/s. geossintético permaneceu na mesma ordem de
grandeza. A aplicação da tensão vertical de 25 kPa
reduziu o coeficiente de permeabilidade dos três
sistemas solo-geotêxtil investigados.
E os geossintéticos estão presentes nos projetos da FLEM que vem transformado a vida de milhares de baianos e baianas da zona
rural.
anos
X Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental (REGEO 2023)
IX Congresso Brasileiro de Geossintéticos (Geossintéticos 2023)
Salvador, Ba, Brasil © IGS-Brasil/ABMS, 2023
RESUMO: Este estudo apresenta os resultados de uma série de ensaios destinados a investigar os parâmetros de resistên-
cia CBR (Índice de suporte Califórnia) de um solo tropical reforçado por diferentes tipos de geotêxteis. As amostras do
solo utilizado no estudo fazem parte do perfil desenvolvido de gnaisse e anfibolitos da região de Viçosa, Zona da Mata
mineira, sendo identificado como Solo VS e classificado de acordo com a metodologia MCT como de comportamento
não laterítico arenoso (NA’). Os geotêxteis foram identificados conforme a sua constituição estrutural e resistência à
tração nominal como: T55 (geotêxtil tecido biaxial, constituído de laminetes de polipropileno, com resistência à tração
nominal de 55 kN/m); T25 (geotêxtil tecido biaxial, constituído de laminetes de polipropileno, com resistência à tração
nominal de 25 kN/m); e NT10 (geotêxtil não tecido agulhado, fabricado com poliéster, com resistência à tração nominal
de 10 kN/m). A metodologia de investigação envolveu a realização de ensaios Proctor Normal para a determinação dos
parâmetros ótimos de compactação do Solo VS, seguidos de ensaios CBR nas amostras não reforçadas (cenário de refe-
rência) e reforçadas, com as inclusões geossintéticas posicionadas à 1/2 e à 1/4 do topo dos corpos de prova, compactadas
na umidade ótima da referida energia. Como principal contribuição da pesquisa, conclui-se que, devido às reduzidas
dimensões do molde padrão, o ensaio CBR pode não ser o procedimento mais adequado para a avaliação da capacidade
de suporte de solos reforçados por geotêxteis.
PALAVRAS-CHAVE: Ensaio de Laboratório, Solo Reforçado por Geotêxtil, CBR, Dimensões do Corpo de Prova.
ABSTRACT: This study presents the results of a series of tests aimed at investigating the CBR (California Bearing Ratio)
of a tropical soil reinforced by different types of geotextiles. The soil samples used in the study are part of the developed
profile of gneiss and amphibolites from the Viçosa region, Zona da Mata in Minas Gerais, being identified as Soil VS and
classified according to the MCT methodology as having a non-lateritic sandy behavior (NA'). The geotextiles were iden-
tified according to their structural constitution and nominal tensile strength as: T55 (biaxial woven geotextile, made of
polypropylene, with nominal tensile strength of 55 kN/m); T25 (biaxial woven geotextile, made of polypropylene, with
nominal tensile strength of 25 kN/m); and NT10 (needled non-woven geotextile, made of polyester, with a nominal tensile
strength of 10 kN/m). The research methodology involved carrying out Standard Proctor test to determine the optimal
soil compaction parameters, followed by CBR tests on the unreinforced and reinforced samples, with the geosynthetic
inclusions positioned at 1/2 and at 1/4 of the top of the specimens, compacted at the optimum water content. It is concluded
that, due to the reduced dimensions of the standard mold, the CBR test may not be the most appropriate procedure for
evaluating the bearing capacity of soils reinforced by geotextiles.
KEY WORDS: Laboratory Test; Soil Reinforced by Geotextile; California Bearing Ratio; Specimen Dimensions.
14,0
12,0 Figura 7. Esquema do modelo teórico do mecanismo de
10,0
ancoragem do geotêxtil (adaptado de Douglas & Kelly,
ISC (%)
8,0
6,0 1986).
4,0
2,0
0,0 Alguns autores presumem que, durante o ensaio
CBR, o elemento de reforço não se encontra ancorado
lateralmente pelas camadas superior e inferior de solo
compactado, tratando-se antes de um elemento
axialmente rígido em movimento dentro do corpo de
Figura 4. ISC dos sistemas investigados na pesquisa. prova. Assim, o solo solicitado (acima do geotêxtil)
pela carga aplicada pelo pistão empurra o geotêxtil,
que não se encontra preso nas bordas (fora da área de
solicitação), para dentro da camada de solo abaixo do
reforço, ao mesmo tempo em que as tensões verticais
impostas pelo carregamento arrastam as bordas do
material para o centro (Jarrett & Bathurst, 1985;
Douglas & Kelly, 1986; Bourdeau et al., 1988).
4 CONCLUSÃO
RESUMO: Aplicações com geossintéticos abrangem diverso tipos de obras de engenharia e, conforme o projeto, há
grande variação das funções desses materiais, bem como sua suscetibilidade à degradação. Dessa forma, para realizar o
dimensionamento dessas estruturas, são necessários estudos de durabilidade. A avaliação dessa propriedade, por sua vez,
requer tempo por exposição do material no campo - nas condições de aplicação em obra, ou utilização de equipamentos
específicos para ensaios acelerados em laboratório. Sendo assim, este artigo tem como finalidade propor mais a utilização
do ensaio de espectrofotometria para avaliar os níveis de degradação de forma rápida e sem prejuízo a obra, por meio da
exumação de material no campo. Para isso, são apresentadas as principais características desse tipo de ensaio não
destrutivo em geossintéticos e discussão com alguns dos trabalhos que se utilizam dessa ferramenta. Pretende-difundir a
técnica por meio dos principais trabalhos presentes na literatura e orientações para futuros estudos com utilização da
espectrofotometria. Com isso, será possível entender melhor o comportamento dos geossintéticos aplicados in loco e
garantir rigoroso controle de qualidade em qualquer etapa de realização dos projetos de engenharia com este material. Os
resultados das principais experiências apresentadas na literatura técnica mostram como as características intrínsecas dos
materiais têm um papel importante no desempenho do projeto. Por fim, é sabido que a técnica é promissora, bem como o
fato de entender melhor o ensaio, aplicações e as propriedades de desempenho com o uso de geossintéticos, que são de
grande interesse em dimensionamento de obras de engenharia.
ABSTRACT: Applications with geosynthetics cover different types of engineering works and, depending on the project,
there is a wide variation in the functions of these materials, as well as their susceptibility to degradation. Thus, in order
to carry out the design of these structures, durability studies are necessary. The evaluation of this property, in turn, requires
time for exposure of the material in the field - under the conditions of application on site, or the use of specific equipment
for accelerated tests in the laboratory. Therefore, this paper aims to further propose the use of the spectrophotometry test
to assess the levels of degradation quickly and without damage to the work, through the exhumation of material in the
field. For this, the main characteristics of this type of non-destructive testing in geosynthetics are presented and discussion
with some of the works that use this tool. It intends to disseminate the technique through the main works present in the
literature and guidelines for future studies using spectrophotometry. With this, it will be possible to better understand the
behavior of geosynthetics applied in loco and to ensure strict quality control at any stage of engineering projects with this
material. The results of the main experiences presented in the technical literature show how the intrinsic characteristics
of the materials play an important role in the performance of the project. Finally, it is known that the technique is
promising, as well as the fact of better understanding the test, applications and performance properties with the use of
geosynthetics, which are of great interest in the design of engineering works.
PATROCINADORES
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