Estudo da variação de propriedades de geomembranas de PVC devido a danos mecânicos

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015.

Devido à presença de substâncias tóxicas em alguns rejeitos de mineração é importante a impermeabilização do solo de fundação, para qual é comum a utilização de materiais naturais ou artificiais como é o caso das geomembranas. A presente pesquisa procura avaliar a integridade do material artificial impermeabilizante, neste caso uma geomembrana de PVC, com respeito à propriedade da resistência à tração devido à aplicação de cargas fornecidas pelo material acima, visando estabelecer a influência do possível dano mecânico proveniente da camada de drenagem sobre a resistência da geomembrana. Foram realizados ensaios de dano por compressão sobre geomembranas de PVC com espessura de 1 mm, a tensões de 100, 200, 300, 500 e 1000 kPa (24 amostras por tensão). Para isso, foi empregado um equipamento de média escala de compressão vertical para dano. Após feitos os ensaios de dano, foram realizados os ensaios de resistência à tração. No total, foram realizados 130 ensaios que compreendem as geomembranas danificadas e as geomembranas virgens, sendo a média destas últimas considerada a medida de referência. Com os resultados obtidos foi então realizada uma análise estatística que visou determinar se a variação obtida era alta ou não. A metodologia empregada foi baseada na determinação de um intervalo de confiança usando a distribuição “t” de Student. Se o valor se encontrava dentro deste intervalo não havia variação estadística e, portanto, seu fator de redução seria igual a 1. Caso contrário, o valor do fator de redução era obtido entre a divisão do valor médio da resistência da geomembrana virgem e o valor médio da resistência da geomembrana danificada. Este mesmo procedimento foi realizado para outras propriedades tais como o alongamento e rigidez secante a 5 e a 10 de deformação. Baseando-se nos resultados obtidos, foi encontrado que, para a configuração utilizada, não existiu uma redução na resistência à tração da geomembrana danificada para alguns valores de tensão aplicados. Por sua vez, o valor do alongamento apresentou uma diminuição com o aumento da tensão aplicada no ensaio de dano. Foram também analisados os resultados obtidos para rigidez secante e observou-se que houve um aumento nos seus valores. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The presence of toxic substances in some mining tailings makes the foundation sealing an important property. For this, it is common the use of compacted natural soil or artificial materials such as the geomembranes This study aims to evaluate the integrity of the waterproofing artificial material, in this case a PVC geomembrane, with respect to the property of tensile strength after the application of loads related to tailing material above it in order in order to determine the influence of mechanical damage on the strength of the geomembrane. Compression damage tests were performed in 120 samples of PVC geomembrane with 1 mm thickness aplling pressures of 100 kPa, 200 kPa, 300 kPa, 500 kPa and 1000 kPa (24 samples per pressure). For this, a medium scale equipment was used. After the damage tests tensile strength tests were performed A total number of 130 trials were performed including damaged and virgin geomembranes and the average of the last was considered as standard value. The obtained results were analysed using a statistical analysis aiming to determine whether the obtained variation was significant or not. The methodology was based on the determination of a confidence interval using the Student´s "t" distribution. If the value was within this range, there was no significant variation and therefore its reduction factor is equal to one. Otherwise, the value of the reduction factor was obtained from the division of the average strength of the virgin geomembrane and the average value strength of the geomembrane after the damage test. This same procedure was performed for other properties such as elongation and secant stiffness at 5% and 10% deformation. Based on the results obtained, it was observed that for the used configuration there has been no reduction in tensile strength of the damaged geomembrane for some applied pressures. The value of the elongation showed a decrease with increasing applied pressure on the damage test. It was also analyzed the results obtained of the secant stiffness modulus and it was observed that there was an increase in their values.