Análise dos resultados – GTW

A série de ensaios de fluência executada com o GTW no novo equipamento foi conduzida com carregamento aproximadamente igual a 30% da resistência à tração do geossintético. Assim, os resultados desses ensaios foram comparados com aquele obtido no ensaio convencional com um nível de carregamento similar. A Figura 5.25 apresenta as curvas de fluência obtidas nesses ensaios. Contudo, optou-se por reapresentá-las devido a diferença nas deformações obtidas no ensaio acelerado com temperatura igual a 62°C. Assim, a Figura 5.25b apresenta o mesmo conjunto de dados, porém em uma escala vertical diferente com o propósito de destacar as diferenças entres os resultados.

Figura 5.25 – Curvas de fluência obtidas a partir dos ensaios de fluência conduzidos com GTW com carregamento aproximadamente igual a 30% da resistência à tração do geossintético: a) Escala vertical para visualização de todos os dados; b) Escala vertical ampliada.

Todos os corpos de prova submetidos aos ensaios de fluência com carregamento aproximadamente igual a 30% da resistência à tração do material apresentaram curvas de fluência não lineares na representação semi-logarítmica. Verificou-se uma dificuldade em manter um padrão na aplicação da solicitação de tração. Isso pode ser percebido na Figura 5.25 a partir da verificação do tempo necessário para que os corpos de prova atingissem as deformações iniciais e as deformações por fluência começassem a se desenvolver. Percebe-se que, tomando o ensaio convencional como padrão para a aplicação do carregamento, apenas o ensaio acelerado com temperatura igual a 38°C teve o carregamento aplicado num tempo semelhante. Apesar de este aspecto ser altamente importante para a definição das deformações iniciais, ele não afeta o estudo das deformações por fluência neste caso. Isto pode ser assumido pois os tempos de aplicação do carregamento ainda estão numa mesma ordem de grandeza, variando apenas alguns segundos entre os ensaios. Dessa forma, a representação gráfica das deformações por fluência proposta por Zornberg, Byler e Knudsen (2004) contribui para a visualização dos efeitos do confinamento em areia e da temperatura na fluência do GTW. Essa representação é mostrada na Figura 5.26.

Verificou-se que a representação gráfica das deformações por fluência dos corpos de prova sugerida por Zornberg, Byler e Knudsen (2004) não foi adequada para ilustrar os resultados dos ensaios de fluência conduzidos com o GTW. A evolução das deformações por fluência em função do logaritmo da razão entre e mostrou-se curvilínea. Ainda assim, utilizou-se esta sugestão para estabelecer o índice de fluência de cada ensaio a partir do trecho inicial e linear de cada curva. Estes valores são destacados na Figura 5.26b, juntamente com as linhas tracejadas que os representam.

Figura 5.26 – Deformações por fluência obtidas a partir dos ensaios conduzidos com GTW com carregamento aproximadamente igual a 30% da resistência à tração do geossintético: a) Escala vertical para visualização de todos os dados; b) Escala vertical ampliada.

O efeito do confinamento em areia, com tensão normal igual a 50 kPa, nas deformações por fluência do GTW é apresentado na Figura 5.27, na qual as curvas de fluência são agrupadas segundo a temperatura de ensaio. Optou-se, portanto, por avaliar o efeito do confinamento em relação a cada temperatura de ensaio empregada. Salienta-se que a escala dos eixos das ordenadas são diferentes na Figura 5.27.

a)

Figura 5.27 – Efeito do confinamento em areia nas deformações por fluência do GTW com carregamento aproximadamente igual a 30% da resistência à tração do geossintético: a) Ensaios em temperatura ambiente; b) Ensaios em temperatura elevada igual a 38°C.

A partir da Figura 5.27a, percebe-se uma redução nas deformações por fluência do geossintético devido ao confinamento em areia em temperatura ambiente. Por outro lado, as deformações por fluência em temperatura elevada (38°C) não apresentaram esse comportamento tão claramente. Apesar da diferença nos valores de índice de fluência nos dois ensaios apresentados na Figura 5.27b, esse aspecto reflete apenas o trecho inicial das curvas. Verificou-se que, após log(t/t0) aproximadamente igual a 1,7, as duas curvas da Figura 5.27b

se tornam praticamente paralelas, indicando uma similaridade no desenvolvimento de novas deformações por fluência. Este comportamento poderia ser explicado caso a velocidade de aplicação do carregamento fosse diferente nos dois ensaios. Contudo, a Figura 5.28 ilustra uma diferença mínima na trajetória de aplicação da solicitação de tração empregada nestes dois ensaios. Assim, não foi possível determinar com clareza a real influência do confinamento em areia na fluência do GTW. Isto concorda com a literatura técnica, que

a)

comumente afirma que a fluência de geotêxteis tecidos têm pouca ou nenhuma dependência em relação às tensões confinantes que atuam sobre o corpo de prova. Sugere-se, portanto, a realização de ensaios adicionais para a verificação do comportamento em fluência do GTW em temperatura igual a 62°C, ou em valores intermediários de temperatura e assim, poder definir qual a influência do confinamento dos corpos de prova.

Figura 5.28 – Aplicação da solicitação de tração nos ensaios acelerado (38°C) e acelerado- confinado com o GTW.

O efeito da temperatura de ensaio nas deformações por fluência do GTW pôde ser completamente percebido com os ensaios conduzidos nesta pesquisa. A Figura 5.29 ilustra a variação do índice de fluência em função da temperatura. Verificou-se um incremento praticamente exponencial do índice de fluência devido ao aumento da temperatura de ensaio. Assim, foi indicado um ajuste exponencial aos dados referentes aos ensaios com corpos de prova em isolamento. O efeito da temperatura de ensaio pôde ser percebido em ambas as condições de confinamento dos corpos de prova. Contudo, verifica-se que este efeito foi mais acentuado na condição não confinada. Um segundo ensaio confinado-acelerado permitiria a proposição de um ajuste para a condição confinada.

A interpretação dos ensaios conduzidos em temperaturas elevadas permitiu a elaboração da Figura 5.30, que apresenta a relação entre o fator de translação e o acréscimo de temperatura. Salienta-se que o procedimento descrito no 4.3 foi empregado para a obtenção dos pares de valores fator de translação ( ) e acréscimo de temperatura em relação ao valor de referência (Ti– TR).

Figura 5.29 – Efeito da temperatura de ensaio no índice de fluência do GTW com carregamento aproximadamente igual a 30% da resistência à tração do geossintético.

Figura 5.30 – Variação do fator de translação em função do acréscimo de temperatura para a GTW.

A variação do fator de translação em função do acréscimo de temperatura obtida com corpos de prova em isolamento foi representada pelo inverso de uma função linear. Similarmente aos resultados obtidos com a GG-PET, apenas um ensaio confinado-acelerado foi conduzido com o GTW. Assim, optou-se por estabelecer um ajuste com o mesmo tipo de equação, procurando-se os parâmetros manualmente. A Tabela 5.2 apresenta os fatores de translação empregados na Figura 5.17, juntamente com a duração dos ensaios acelerados caso

fossem realizados na temperatura de referência (temperatura ambiente).

Tabela 5.2 – Duração dos ensaios de fluência conduzidos com GTW em temperatura elevada caso fossem realizados na temperatura de referência (temperatura ambiente).

Designação do ensaio Temperatura de ensaio (°C) Duração real do ensaio (h)1 Fator de translação Duração fictícia do ensaio (h)2 GTW-9 38,21 25,229 0,569 44,363 GTW-10 61,59 4,990 0,214 23,343 GTW-11 62,36 18,620 0,289 64,336 GTW-13 38,65 143,007 0,889 160,764

1 _{Duração do ensaio em temperatura elevada.}

2 _{Duração do ensaio interpretada para a temperatura de referência (temperatura ambiente).}

A realização de ensaios de fluência em temperaturas diferentes possibilitou a elaboração das curvas mestras de fluência para os corpos de prova em isolamento e em confinamento em areia (tensão normal igual a 50 kPa), apresentadas na Figura 5.31.

Figura 5.31 – Curvas mestras de fluência do GTW em condição de isolamento e em confinamento em areia com tensão normal igual 50 kPa, com corpos de prova submetidos a um carregamento igual a 30% da resistência à tração do geossintético.

A comparação entre as curvas mestras obtidas a partir dos corpos de prova em isolamento e confinados em areia indicou uma proximidade nas deformações do geossintético na fase inicial das curvas, correspondente aos ensaios em temperatura ambiente. As duas retas apresentadas na Figura 5.31 foram obtidas a partir da regressão logarítmica dos dados no trecho linear de cada curva mestra. A diferença na inclinação dessas retas é de cerca de 10%.

Uma vez que o coeficiente de variação das deformações na ruptura obtidas nos ensaios de tração com material é da ordem de 11% (Tabela 4.1), esse comportamento pode ser devido a variabilidade do próprio material. Assim, é razoável considerar que o comportamento em deformação por fluência sob tração do GTW é pouco afetado pelo confinamento em areia com tensão normal igual a 50 kPa.

Por outro lado, percebe-se uma mudança na inclinação das curvas, sugerindo a ocorrência da fase terciária da fluência do GTW. Esta fase é caracterizada pelo aumento da taxa de fluência e pode levar o corpo de prova à ruptura. Verificou-se que a fase terciária da fluência do GTW em confinamento em areia iniciou-se antes daquela encontrada em isolamento. Isso leva a conclusão de que o confinamento, na verdade, pode levar o geossintético a uma ruptura mais precoce. Percebe-se, portanto, uma contradição entre os resultados, o que dificulta a definição da dependência que o comportamento em fluência do GTW apresenta em relação ao confinamento. Assim, sugere-se a execução de ensaios complementares para definir com exatidão a influência do confinamento em areia no comportamento em fluência do GTW.

As deformações iniciais dos corpos de prova possuem caráter secundário neste estudo. Contudo, optou-se por verificar os valores atingidos nos ensaios conduzidos com o GTW. A Figura 5.32 apresenta os valores encontrados em cada ensaio de fluência conduzido com o GTW, submetido a um carregamento aproximadamente igual 30% da resistência à tração do material.

Figura 5.32 – Deformação inicial obtida em cada ensaio de fluência conduzido com o GTW, submetido a um carregamento igual 30% da resistência à tração do material.

Apesar de não ter sido possível definir uma relação precisa entre os valores, percebe-se que houve uma redução das deformações iniciais com a aplicação do confinamento em areia e com a diminuição da temperatura. Destaca-se, porém, o ensaio com temperatura igual a 38°C como exceção a esse comportamento, uma vez que as deformações iniciais mensuradas nesse ensaio são menores que aqueles calculadas a partir dos ensaios em temperatura ambiente. Isso provavelmente ocorreu devido à diferença na velocidade de aplicação do carregamento e destaca a importância de elaborar um novo sistema de aplicação da solicitação de tração. Esse sistema deve ser implementado ao novo equipamento de fluência em geossintéticos.