Geossintéticos em vias de comunicação: influência das condições climáticas

Trabalho de Dissertação de Natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Vias de Comunicação e Transportes

Avaliação de recomendações normativas sobre o uso de ensaios no controle de qualidade de fabricação de geossintéticos

A utilização de materiais poliméricos designados por geossintéticos tem aumentando significativamente nos últimos anos na Engenharia Civil. Para desempenhar adequadamente a função para a qual foram projetados, os geossintéticos devem ser submetidos a um rigoroso processo de controle de qualidade durante a fabricação. Discussões sobre a freqüência e os principais tipos de ensaios de laboratório utilizados nesse processo de controle para dois tipos de geossintéticos, os geotêxteis e as geomembranas, os materiais mais utilizados da famíla dos geossintéticos, são abordados no presente trabalho. As análises efetuadas com base em normas disponíveis no Brasil, nos EUA e na Europa mostram que no cenário nacional não há recomendações normativas sobre o controle de qualidade para a maioria das aplicações de geotêxteis e geomembranas, sendo o assunto pouco discutido na literatura técnica. No cenário internacional, as normas Européias se destacam como o conjunto de práticas mais completo para ensaios de controle de qualidade de fabricação, considerando os diversos tipos de aplicação dos geossintéticos na Engenharia Civil.

Equipamento para realização de ensaios de tração confinada e aquecida em geossintéticos

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

Análise experimental e numérica do comportamento de estruturas de solo reforçado com geossintéticos : solo granular versus fino

As estruturas de solo reforçado com geossintéticos são normalmente constituídas por solos granulares com boas propriedades físicas e mecânicas. O uso de apenas este tipo de solos pode proporcionar o aumento, por vezes insustentável, do custo da execução das estruturas e o aumento do seu impacto ambiental. Deste modo, as estruturas de solo reforçado perdem a sua vantagem competitiva em relação a outros tipos de estruturas (muros de betão, muros de gravidade, muros de gabiões, etc.). Para resolver este problema podem ser utilizados outros tipos de solos (solos locais, finos, com propriedades físicas e mecânicas piores mas, no entanto, mais baratos) para a execução deste tipo de estruturas. De forma geral, com este estudo pretendeu-se contribuir para o incremento do conhecimento sobre a utilização de solos finos para a construção de estruturas de solo reforçado (muros e taludes). Para tal avaliaram-se as diferenças no comportamento mecânico dos materiais compósitos (solo granular reforçado versus solo fino reforçado) e das estruturas de solo reforçado constituídas com os dois tipos de solos. Assim, os objetivos deste estudo foram avaliar: a influência de vários parâmetros nas propriedades mecânicas e na capacidade de carga dos solos reforçados com geossintéticos; a influência de vários parâmetros no dimensionamento das estruturas de solo reforçado; e o comportamento das estruturas dimensionadas (incluindo a estabilidade global e a influência do processo construtivo) recorrendo a uma ferramenta numérica (PLAXIS). Para cumprir os objetivos propostos foram realizadas análises experimentais em laboratório (análise do comportamento do solo reforçado através de ensaios triaxiais e de California Bearing Ratio) e análises numéricas (dimensionamento de estruturas de solo reforçado; modelação numérica do comportamento através de uma ferramenta numérica comercial com o método dos elementos finitos). Os resultados dos ensaios experimentais mostraram que o comportamento mecânico e a capacidade de carga do solo foram incrementados com a inclusão das camadas de geossintético. Este efeito variou com os diversos parâmetros analisados mas, de forma geral, foi mais importante no solo fino (solo com propriedades mecânicas piores). As análises numéricas mostraram que as estruturas de solo fino precisaram de maior densidade de reforços para serem estáveis. Além disso, as estruturas de solo fino foram mais deformáveis e o efeito do seu processo construtivo foi mais importante (principalmente para estruturas de solo fino saturado).

Ensaios de rampa para estudo da resistência de interfaces solo-geossintético

O emprego de materiais geossintéticos em obras de Engenharia Civil tem sido freqüente nas últimas décadas. Os projetos e obras exigem uma maior compreensão do comportamento de interação solo-geossintético. Este mecanismo de interação é complexo e depende das propriedades dos materiais envolvidos. Os parâmetros de resistência da interface são determinados em ensaios de campo, menos usuais, e ensaios de laboratório, dos quais destacam-se os ensaios de arrancamento e cisalhamento direto, e, mais recentemente, ensaios de rampa. A escolha do ensaio mais adequado é função do tipo de geossintético e da sua solicitação na massa de solo. Este trabalho teve como finalidade geral desenvolver um equipamento de grande escala, capaz de executar em uma mesma estrutura os principais ensaios de resistência de interfaces solo-geossintético. Especificamente, o objetivo principal consistiu em habilitar o equipamento para a realização de ensaios de rampa. O equipamento de rampa teve seu desempenho avaliado através de ensaios preliminares que permitiram avaliar a acurácia dos resultados e a adequação da metodologia de preparação dos corpos de prova e procedimento de ensaio O programa experimental envolveu ensaios de rampa em quatro tipos distintos de interface: solo-solo, solo-geotêxtil, solo-geogrelha e solo-geomembrana. Os ensaios de interface solo-solo permitiram a avaliação do equipamento, a comparação com ensaios convencionais de cisalhamento direto e a obtenção dos parâmetros de resistência para a determinação das eficiências de interação das interfaces em termos de adesão e ângulo de atrito. Os ensaios de interface sologeossintéticos indicaram um comportamento de resistência semelhante ao reportado na literatura e condicionado pelo tipo de material.

Desenvolvimento de um equipamento para avaliação do desempenho de geomantas

O controle sobre os processos erosivos é uma necessidade constatada em vários segmentos da engenharia. A movimentação de terra necessária para a execução de taludes rodoviários, por exemplo, pode resultar em taludes de corte ou aterro vulneráveis à erosão superficial. Dentre as alternativas tecnológicas para controle de erosão a utilização de geossintéticos se apresenta como uma solução potencial. A referida aplicação encontra-se em amplo desenvolvimento em alguns países como, por exemplo, nos EUA. No Brasil, a especificação de geossintéticos para controle de erosão é limitada pela ausência de caracterização desses produtos e de normas nacionais, sendo a única fonte técnica de informação, os catálogos dos fabricantes. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é construir um equipamento e desenvolver métodos de ensaio para caracterização e avaliação de geossintéticos utilizados no controle de erosão superficial, com base na ASTM D7101. Além de um simulador de chuvas, o equipamento é composto por uma bancada de testes formada por: rampa de escoamento, mesa de suporte e núcleos de solo. Utilizando a bancada construída, foram realizados ensaios para avaliar o funcionamento do equipamento e o desempenho de uma geomanta na redução da taxa de erosão superficial. Os ensaios foram realizados com intensidades de precipitação de 100 ± 4mm/h e 150 ± 4mm/h, durante 30 minutos, com intervalo de leitura de 5 minutos. Os resultados obtidos nos ensaios sem a presença da geomanta mostraram uma perda de solo acentuada durante as chuvas simuladas, com uma iv tendência de crescimento linear da perda de solo acumulada em função do tempo de ensaio. Nos ensaios realizados com a presença da geomanta observou-se a ação de proteção do geossintético com uma redução da ordem de 90% da perda de solo acumulada para todas as intensidades de chuvas utilizadas

Utilização de reforço geossintético em vias ferroviárias

This report analyses the use of geosynthetics in railways for subgrade reinforcement and separation of the track layers. Cases of instrumented test sections were studied. These test sections were located in Australia (with geocomposite applications), Brazil (with geotextile and geodrid applications) and China (with geotextile and geodrid applications). Railway design methods using geosynthetics applications were analyzed as well. Based on a studied case for implementation of geosynthetics in a German railway, a railway track was simulated with and without the use of geosynthetics, respectively on PLAXIS v.8 and FERROVIA 3.0 softwares. The performance benefits of the geosynthetics applications in railways were, therefore, confirmed, based on the simulation results

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.