Análise dos resultados – GG-PET

Os ensaios de fluência comparados neste item se referem àqueles realizados com um carregamento aproximadamente igual a 50% da resistência à tração da GG-PET. Entre os ensaios executados com corpos de prova confinados, consideram-se apenas aqueles nos quais os corpos de prova foram confinados em areia. Salienta-se que diferentes condições foram utilizadas, em relação ao confinamento e à temperatura de ensaio. A Figura 5.14 apresenta as curvas de fluência obtidas nos ensaios conduzidos com carregamento aproximadamente igual a 50% da resistência à tração do geossintético. É válido ressaltar que a redução no carregamento aplicado aos corpos de prova nos ensaios confinados em areia devido ao atrito com as geomembranas não afetou a interpretação dos resultados.

Figura 5.14 – Curvas de fluência obtidas a partir dos ensaios de fluência conduzidos com GG-PET com carregamento aproximadamente igual a 50% da resistência à tração do geossintético.

A representação gráfica de todos os ensaios utilizados para verificar o comportamento de fluência da GG-PET apresentada na Figura 5.14 dificulta a visualização do efeito da temperatura e do confinamento em areia na fluência do geossintético devido à variabilidade nos valores de deformação inicial. Assim, os resultados são novamente mostrados na Figura 5.15, porém apenas em termos de deformações por fluência, segundo a proposta de Zornberg, Byler e Knudsen (2004). A Figura 5.15 também indica o índice de fluência calculado a partir de cada ensaio.

Figura 5.15 – Deformações por fluência obtidas a partir dos ensaios conduzidos com GG-PET com carregamento aproximadamente igual a 50% da resistência à tração do geossintético.

Apesar de apenas alguns pontos serem plotados na Figura 5.15, as retas de ajuste apresentadas foram calculadas com a consideração de todo o conjunto de dados de cada ensaio. Salienta-se também que a lacuna apresentada na série de dados referente ao ensaio acelerado de fluência conduzido a 43°C ocorreu devido a uma falha no registro do alongamento do corpo de prova. Contudo, os dados armazenados após a solução deste problema permitiram um ajuste satisfatório com a regressão linear proposta a partir dos dados coletados inicialmente, conforme explicitado no item 5.2.1.2.1.

A taxa de deformações por fluência é indicada pela inclinação das retas apresentadas na Figura 5.15. Percebe-se claramente que o confinamento em areia com tensão normal igual a 50 kPa foi responsável por uma redução expressiva nas deformações por fluência da GG-PET, resultando em um índice de fluência igual a 0,014. Assim, comparado ao índice de fluência do ensaio convencional de fluência (0,243) obteve-se uma redução de 94%.

O planejamento inicial dos ensaios confinados previu a realização de testes com corpos de prova confinados apenas em areia. Contudo, devido a obtenção de valores de índice de fluência expressivamente baixos nestes ensaios, procedeu-se um novo experimento com o corpo de prova confinado em solo para verificar se o mesmo comportamento seria presente em um material coesivo. O índice de fluência obtido no ensaio confinado em solo (0,059) foi maior que aqueles confinados em areia (0,014 e 0,003), porém, ainda pouco expressivo.

Esse comportamento também foi encontrado nos ensaios conduzidos em temperatura elevada. Como ilustrado na Figura 5.15, os índices de fluência calculados a partir dos resultados dos ensaios conduzidos com temperatura aproximadamente igual a 43°C foram iguais a 0,330 e 0,156, para o corpo de prova em isolamento e confinado em areia, respectivamente. Essa redução foi de quase 53%. Pode-se notar que a diminuição do índice de fluência devido ao confinamento em areia foi menor em temperatura elevada (53%) do que àquela encontrada em temperatura ambiente (94%). Isso se deve ao efeito da temperatura na fluência dos geossintéticos. A partir dos resultados obtidos, verificou-se que o aumento da temperatura de ensaio causa um aumento no índice de fluência do material. Esse comportamento é ilustrado na Figura 5.16.

Figura 5.16 – Variação do índice de fluência em função da temperatura de ensaio (GG-PET). Foi proposto um ajuste por meio de uma equação exponencial para representar os dados de ensaios não confinados apresentados na Figura 5.16. Percebe-se que os incrementos nos valores de índice de fluência devido ao aumento nas temperaturas de ensaio apresentam- se praticamente paralelos quando as condições de isolamento do corpo de prova e confinamento são consideradas. Assim, em ensaios conduzidos em temperatura elevada, o nível de confinamento aplicado pode ter sido suficiente para provocar a mesma redução no índice de fluência encontrada em temperatura ambiente. Contudo, esta suposição seria comprovada a partir da execução de novos ensaios (e.g. ensaio confinado-acelerado em temperatura igual a 60°C). Assim, recomenda-se a execução de um ensaio confinado- acelerado de fluência em temperatura igual a 60°C para a comparação com os resultados obtidos no ensaio acelerado em mesma temperatura.

As deformações por fluência obtidas nos ensaios acelerados puderam ser interpretadas como ocorridas em uma temperatura de referência (temperatura ambiente) a partir do conceito de fator de translação ( ). Assim, a variação do fator de translação em função do acréscimo de temperatura a partir do valor de referência (Ti – TR) pôde ser

Figura 5.17 – Variação do fator de translação em função do acréscimo de temperatura para a GG-PET.

Verificou-se que variação entre o fator de translação e o acréscimo de temperatura obtida com corpos de prova em isolamento pôde ser representada por um polinômio de segundo grau. Dessa forma, ainda que apenas um ensaio confinado-acelerado de fluência tenha sido executado, propôs-se um polinômio de mesmo grau para a condição confinada, de maneira a manter a forma geral da curva obtida em isolamento. Os fatores de translação indicados na Figura 5.17 foram utilizados para determinar a duração dos ensaios acelerados caso fossem realizados na temperatura de referência (temperatura ambiente). Esses valores são indicados na Tabela 5.1.

Tabela 5.1 – Duração dos ensaios de fluência conduzidos com GG-PET 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 GG-PET-31 43,03 15,214 0,734 20,661 GG-PET-32 60,72 96,737 0,345 280,657 GG-PET-33 63,07 13,352 0,504 26,484 GG-PET-38 44,10 22,237 0,090 247,784

1 _{Duração do ensaio em temperatura elevada.}

A execução de ensaios acelerados e confinado-acelerado possibilitou a construção de curvas mestras de fluência da GG-PET em condição de isolamento e em confinamento em areia com tensão normal igual 50 kPa. Estas curvas são apresentadas na Figura 5.18.

Figura 5.18 – Curvas mestras de fluência da GG-PET em condição de isolamento e em confinamento em areia com tensão normal igual 50 kPa, com corpos de prova submetidos a um carregamento aproximadamente igual a 50% da resistência à tração do geossintético.

Salienta-se que a curva mestra referente aos corpos de prova em isolamento apresenta uma lacuna devido à falha na aquisição dos dados no ensaio acelerado conduzido a 43°C, conforme explicitado no item 5.2.1.2.1. Contudo, a curva mestra sugerida para esta condição pôde ser formulada com os dados obtidos nos três ensaios conduzidos com corpos de prova isolados (um convencional e dois acelerados). A curva mestra sugerida para a GG-PET submetida a um confinamento igual a 50 kPa também é apresentada na Figura 5.18. Verifica-se com clareza a diferença tanto nas deformações iniciais como nas deformações por fluência (inclinação das retas de ajuste) devido ao confinamento em areia. Apesar de curvas mestras de fluência terem sido apresentadas, sugere-se ainda a realização de ensaios adicionais em temperaturas intermediárias entre os valores empregados para a verificação dos resultados obtidos até o momento.

As deformações iniciais dos corpos de prova apresentaram um comportamento similar àquele demonstrado pelo índice de fluência em relação à variação da temperatura de ensaio e ao confinamento em areia. A Figura 5.19 compara os valores obtidos nos ensaios de fluência conduzidos com a GG-PET.

Figura 5.19 – Deformação inicial dos corpos de prova utilizados nos ensaios de fluência da GG-PET, em condição de isolamento e em confinamento em areia com tensão normal igual 50 kPa.

Como esperado, o aumento na temperatura de ensaio provocou um incremento nas deformações iniciais tanto na condição confinada como nos ensaios conduzidos com corpos de prova isolados. O ensaio acelerado de fluência com temperatura igual a 60°C não seguiu esta tendência. Ressalta-se, porém, que este aspecto está intrinsecamente relacionado à velocidade de aplicação da solicitação de tração ao corpo de prova. Assim, uma vez que este procedimento é inteiramente manual no novo equipamento, existe uma grande dependência em relação ao operador do ensaio. Este aspecto precisa ser melhorado no novo equipamento de fluência em geossintéticos. Quanto ao confinamento do corpo de prova em areia, percebe- se que as deformações iniciais foram reduzidas devido à aplicação de uma tensão igual a 50 kPa. Este comportamento foi verificado nas duas temperaturas nas quais ensaios convencionais e confinados foram executados (temperatura ambiente e 43°C).