Avaliação da abertura de filtração de geotêxteis sob confinamento e parcialmente colmatados

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016.

Geotêxteis são comumente utilizados como filtros em obras geotécnicas e geoambientais. Para o dimensionamento de tais filtros é de fundamental importância o conhecimento da abertura de filtração do geotêxtil. Com o objetivo de considerar condições mais realistas nas propriedades hidráulicas da manta de geotêxtil quando usada como filtros e drenos, foram realizados ensaios de aplicação de tensão de compressão e ensaios de ponto de bolha (Bubble Point Test) em cinco tipos de geotêxteis não tecidos, agulhados, com massas por unidade de área de 200, 300 e 600 g/m2. Além disso, foram avaliadas configurações de duas e três camadas de geotêxtil de 600 g/m2 para se conseguirem gramaturas de 1200 g/m2 e 1800 g/m2. Com o intuito de comparar o comportamento dos geotêxteis segundo a matéria prima utilizada na sua fabricação, foram ensaiados geotêxteis de poliéster (PET) e polipropileno (PP) de 200 g/m2 e 300 g/m2. Os ensaios foram realizados sobre geotêxteis virgens (limpos) e impregnados com microesferas de vidro com a finalidade de conhecer os efeitos isolada e conjuntamente do nível de confinamento e da impregnação na abertura de filtração do geotêxtil. Os ensaios de compressão uniaxial permitiram conhecer a compressibilidade dos materiais virgens e impregnados, para depois ser levada em conta nos ensaios de ponto de bolha, os quais forneceram a curva de distribuição dos tamanhos das aberturas dos geotêxteis empregados sob diferentes condições de confinamento e impregnação. Assim, com estes resultados foi possível avaliar aberturas de filtração de amostras virgens e impregnadas. Com os resultados obtidos nos diferentes ensaios e utilizando várias metodologias encontradas na literatura, foram estimados os coeficientes de permeabilidade e as aberturas de filtração dos geotêxteis. As previsões foram comparadas aos resultados de ensaios com acurácia satisfatória dependendo do método considerado. Segundo as análises realizadas, conclui-se que os critérios convencionais de retenção de grãos e permeabilidade de filtros geotêxteis são conservadores. Os dados obtidos contribuem para melhorar estimativas de abertura de filtração de geotêxteis para dimensionamentos de filtros de obras geotécnicas e geoambientais. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Geotextiles are commonly used as filters in geotechnical and geoenvironmental works. The evaluation of the geotextile filtration opening size is of utmost importance in the design of such filters. In order to consider more realistic conditions for the evaluation of hydraulic properties of geotextiles when used as filters and drains, uniaxial compression and bubble point tests were carried out on five types of nonwoven, needle punched, geotextiles, with masses per unit area of 200, 300 and 600 g/m2. Furthermore, tests were also conducted on configurations with two and three layers of a 600 g/m2 geotextile to achieve masses per unit of 1200 g/m2 and 1800 g/m2. Tests on polyester (PET) and polypropylene (PP) geotextiles with 200 and 300g/m2 were executed to assess the influence of polymer type on the behavior of compressibility and hydraulic properties of geotextiles . The tests were done on virgin (clean) geotextile specimens and on specimens impregnated with glass beads to investigate the influences of these factors on geotextile filtration opening size. The uniaxial compression tests provided knowledge on the compressibility of virgin and impregnated materials and these results were taken into account in the bubble point tests, which provided the opening size distribution curves of the geotextiles tested under different conditions of confinement and impregnation. The accuracies of some methods in the literature for the prediction of permeability and filtration opening sizes of geotextiles were assessed by comparing their predictions with test results. In general, the comparisons were satisfactory depending on the method considered. The results obtained show that conventional retention and permeability criteria are conservative. These results contribute to improve the estimates of geotextile filtration opening sizes for filter design in geotechnical and geoenvironmental applications.