CAPÍTULO VI. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS DOS ENSAIOS TRIAXIAIS AMOSTRAS CIMENTADAS ARTIFICIALMENTE
LISTA DE SÍMBOLOS
4.4. Apresentação dos Equipamentos Usados nos Ensaios Triaxiais e Calibrações
Neste item apresenta-se o planejamento para aquisição e implantação dos novos equipamentos para execução dos ensaios triaxiais, bem como suas respectivas calibrações e características técnicas.
4.4.1. Planejamento, Aquisição e Implantação de Novos Equipamentos
Visando a execução do projeto realizou-se uma melhora de alguns equipamentos e das instalações do laboratório de geotecnia da UFPE. Após a realização de um planejamento, onde foram contempladas diversas etapas de aquisição e instalação de equipamentos, associados a um programa de treinamento e capacitação para uso dos mesmos, com apoio técnico do LEGG - Laboratório de Ensaio Geotécnico e Geotecnologia Ambiental ± UFRGS, coordenado pelo Prof. Ph. D. Nilo César Consoli, iniciaram-se as atividades.
Confeccionou-se e instalou-se uma célula triaxial cambiável para amostras de diâmetros 5,0 cm ou 10,0 cm e altura duas vezes o diâmetro, com célula de carga interna e externa. O material utilizado para confecção da célula foi acrílico, alumínio naval anodizado e aço inoxidável.
A célula triaxial é híbrida para funcionar tanto com o sistema de colunas de mercúrio, que foi melhorado através da substituição de mangueiras e potes, quanto por um sistema hidráulico/pneumático com compressor, de 12 Bar e 5 HP da marca Schulz.
Foram instalados acessórios para adaptação da célula triaxial aos equipamentos e instalações já existentes. A célula completamente montada tem dimensões externas de 46,0 cm de altura e 32,0 cm de diâmetro, seu volume interno é de 15,8 litros.
87 A célula triaxial conta com um sistema de medidas de pequenas deformações, sensores de efeito Hall, dois axiais e um radial, duas células de pressão (tensão confinante e contra-pressão) e LVDTs (Linear Variation Displacement Transductor) de medida de deformações externa e medidor de variação de volume elétrico da Marca ELE International, com volume útil da câmara de 80 ml.
Para o funcionamento do sistema foi confeccionada uma caixa concentradora de dados, conectada a caixa de aquisição de dados da marca Agilent HP e implementado um software HP, compatível com os novos equipamentos.
Confeccionou-se um calibrador para os sensores de efeito Hall de dimensões 160x50x30 mm e adquiriu-se um micrômetro para esta finalidade.
O sistema conta ainda com uma célula de carga eletrônica externa S-40, tração e compressão de 3,0 toneladas, da marca HBM e células de carga interna (compressão) de 300 e 500 kg, para serem usadas conforme as solicitações exigidas.
Para instalação do compressor foram realizados os serviços de confecção e instalação de sistema elétrico com caixa de comando, sistema pneumático (tubulação em aço galvanizado com válvulas de alívio e instalação de válvulas reguladoras de pressão da marca Norgren e filtro de ar) e sistema hidráulico com usinagem de unidades de conversão de pressão pneumática/hidráulica (bladers).
O compressor foi fixado sob amortecedores (objetivando a diminuição de ruídos) e realizada a construção de um abrigo externo para o compressor com abafador sonoro e demais itens de segurança.
Para a realização dos ensaios triaxiais executou-se a retífica de duas prensas da marca Wykeham-Farrance de 10 toneladas, já existentes.
Executaram-se a confecção e aquisição de moldes metálicos de dimensões 50 mm x 100 mm e 100 mm x 200 mm e outros equipamentos necessários para adaptação dos moldes metálicos à prensa, para a moldagem das amostras com compactação estática.
88 Foram também confeccionados uma câmara úmida portátil e tubos em pvc e metálico para colocar e pipetar a membrana no corpo de prova.
Adquiriram-se ainda um Paquímetro de 30 cm, Voltímetro, Termômetro com Barômetro acoplado, pedras porosas metálicas e outros equipamentos e acessórios, além de diversos materiais de consumo, como por exemplo, membranas de borracha para ensaios de corpos de prova de grandes dimensões.
Na Figura 4.3 em sentido horário são mostrado alguns equipamentos instalados no Laboratório de Geotecnia e Instrumentação da UFPE, tais como:
x Sensores de efeito Hall (4.3.a) e (4.3.b);
x Célula triaxial (4.3.c), posicionada na prensa de 10 toneladas, com a célula de carga externa, o extensômetro vertical externo, as células de pressão, os sensores de efeito Hall, as tubulações vindas dos bladers, bem como das colunas de mercúrio;
x Conversores de pressão pneumática em pressão hidráulica (bladers) (4.3.d), junto com o reservatório de água destilada;
x Válvulas de pressão e filtro de ar (4.3.e) com tubulação pneumática em aço galvanizado;
x Sistema de aquisição de dados Agilent da marca HP e a fonte (4.3.f);
x Caixa concentradora de dados com dez canais (4.3.g), confeccionada SDUD FRPSDWLELOL]DU R IXQFLRQDPHQWR GRV /9'7¶V H VHQVRUHV Fom o sistema da HP;
x Finalmente o compressor da marca Schulz de 12 Bar (4.3.h), em seu abrigo externo com portas metálicas e amortecedores de borracha.
89 (a) Sensor de efeito Hall (b) Sensores instalados (c) Célula triaxial
(d) Bladers e reservatório (e) Válvulas e filtro (f) Agilent HP e fonte
(g) Caixa concentradora (h) Compressor de 12 Bar
Figura 4.3. Equipamentos instalados no laboratório de Geotecnia e Instrumentação da UFPE
90 4.4.2. Procedimentos de Calibração
Transdutores de deslocamento externo
Foi utilizado para este fim um extensômetro com precisão de milésimos (0,001 mm) conectado numa configuração em paralelo com o transdutor de deslocamento (10,0 mm). Variações iniciais de 0,1 mm até 1,0 mm e posteriormente foram impostas variações de 0,5 mm de 1,0 mm até 10,0 mm. A curva de calibração do transdutor de deslocamento externo é apresentada na Figura 4.4.
Extensômetro
y = 0,0057x + 0,0006 R2 = 0,9982 0,0E+00 1,0E-02 2,0E-02 3,0E-02 4,0E-02 5,0E-02 6,0E-02 7,0E-02 0 2 4 6 8 10 Tensão Elétrica (mV) D esl o cam en to ( m )Figura 4.4. Calibração do extensômetro externo GEFRAN
Célula de carga
Foram utilizados pesos mortos com aproximadamente 4,0 kg aplicados axialmente no eixo da célula. A curva de calibração da célula de carga externa compressão-tração da marca HBM é apresentada na Figura 4.5.
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Célula de Carga
y = -102802x + 4,5781 R2 = 0,9997 0 100 200 300 400 500 600 700 800-8,E-03 -7,E-03 -6,E-03 -5,E-03 -4,E-03 -3,E-03 -2,E-03 -1,E-03 0,E+00
Tensão Elétrica (mV) Ca rg a ( K g )
Figura 4.5. Calibração da célula de carga externa HBM
Transdutor de Volume
Com o auxilio de uma proveta com precisão de 0,1 ml recolhendo um volume máximo de 80,0 ml (máximo indicado pelo fabricante) com sub-amostras de aproximadamente 5,0 ml. A curva de calibração do transdutor de volume da ELE International é apresentada na Figura 4.6.