Configuração dos corpos de prova

A proposta inicial do novo equipamento de fluência em geossintéticos prevê a utilização de corpos de prova com 200 mm de largura e 200 mm de comprimento. Com a alteração do equipamento para garras do tipo rolete, surgiu a necessidade de empregar corpos de prova mais longos. Assim, corpos de prova com, no mímino, 1.100 mm de comprimento são prescritos para os ensaios com o novo equipamento. Estes seriam inseridos no interior da câmara de ensaios, circundados pelo meio confinante e, então, conectados às garras. Dessa forma, os corpos de prova estariam posicionados de uma extremidade a outra do equipamento. Uma série de ensaios-teste com um geotêxtil não-tecido foi realizada para verificar a resposta do corpo de prova nessas dimensões. O comportamento percebido não foi aceitável. A Figura 3.9 mostra o aspecto final do corpo de prova após a sua utilização no primeiro ensaio-teste (ensaio confinado de fluência, em areia). Percebe-se claramente que as deformações ocorreram na porção do corpo de prova externa à câmara de ensaios. Esse comportamento era esperado pois, uma vez que o geossintético estava confinado, as deformações ocorreriam mais expressivamente nessas partes do corpo de prova. Isso levou as garras ao fim de seus cursos rapidamente. O deslocamento dos elementos metálicos ligados aos fios inextensíveis foi nulo, indicando que a região do corpo de prova no interior da câmara de ensaios não sofreu nenhum alongamento.

Célula de carga Relógio comparador Compartimento inferior Corpo de prova Garra do tipo rolete Pesos livres Polias fixas Polias móveis Trilhos Fio de aço inextensível Peso metálico Compartimento superior Resistências elétricas

Figura 3.9 – Aspecto do corpo de prova após a sua utilização em ensaio-teste confinado de fluência conduzido no novo equipamento e destaque para o ponto de fixação do fio inextensível.

A partir do primeiro ensaio-teste percebeu-se a necessidade de reforçar os corpos de prova nas partes externas à câmara de ensaio de forma a torna-las rígidas em relação ao trecho situado no interior da mesma. A primeira alternativa testada como reforço do corpo de prova consistiu na aplicação de cola de contato. A cola foi lançada sobre um corpo de prova de geotêxtil não tecido e espalhada com uma espátula. Adicionalmente, optou-se por estender a região reforçada também para o interior da câmara de ensaios de forma a delimitar uma faixa de interesse no centro do corpo de prova com 100 mm de comprimento. Dessa forma, as dimensões estabelecidas nos ensaios normalizados de fluência (200 mm de largura e 100 mm de comprimento) seriam reproduzidas. Após a cura da cola de contato, o corpo de prova foi submetido a um ensaio confinado de fluência no novo equipamento. A Figura 3.10 ilustra o aspecto do corpo de prova reforçado com cola de contato antes e após a sua utilização no segundo ensaio-teste (ensaio confinado de fluência, em areia).

Figura 3.10 – Aspecto do corpo de prova reforçado com cola de contato antes (a) e após (b) a sua utilização em ensaio-teste confinado de fluência conduzido no novo equipamento.

Trecho com deformação nula

Trecho com grande deformação Regiões reforçadas a) Faixa de interesse b)

O corpo de prova reforçado com cola de contato apresentou um desempenho insatisfatório. Como pode ser percebido na Figura 3.10b, as regiões reforçadas sofreram estricção, fazendo com que as garras alcançassem seu curso máximo em um tempo incompatível com os ensaios de fluência. Foi necessário, portanto, promover um reforço ainda mais rígido em relação ao geossintético. Isto foi avaliado a partir de outros métodos de aplicação da cola de contato, mas nenhum deles resultou em desempenho satisfatório do corpo de prova.

As configurações anteriores mostraram que o atrito entre o meio confinante e as regiões reforçadas dos corpos de prova foi excessivo. Dessa forma, também foi necessário criar uma interface de baixo atrito nas regiões reforçadas para que mitigar a redução na solicitação de tração que atinge a faixa de interesse do corpo de prova. Uma folha fina de poliéster foi colada às duas faces das regiões reforçadas dos corpos de prova com o intuito de reduzir o atrito dessa porção com o meio confinante. Porém, devido à baixa rigidez da região reforçada, esta permaneceu sofrendo estricção e perdendo o contato com a folha de poliéster em algumas montagens. Verificou-se, portanto, a necessidade de solucionar primeiramente a questão da rigidez da região reforçada para, em seguida, reduzir o seu atrito com o solo.

Um novo material adesivo foi proposto para reforçar os corpos de prova. Este material consiste em um adesivo bicomponente à base de resina epóxi, aplicado sobre os dois lados do corpo de prova e espalhado com uma espátula. Após a cura do adesivo, as regiões reforçadas foram recobertas com uma folha de poliéster idêntica àquela citada no parágrafo anterior, colada com o mesmo adesivo em sua porção mais próxima à faixa de interesse (10 mm de espessura). Este corpo de prova foi, então, submetido a um ensaio confinado de fluência no novo equipamento. A Figura 3.11 ilustra o seu aspecto ao término deste ensaio.

Figura 3.11 – Aspecto do corpo de prova reforçado com adesivo bicomponente à base de resina epóxi e recoberto com folha de poliéster após a sua utilização em ensaio- teste confinado de fluência conduzido no novo equipamento.

Regiões reforçadas Faixa de

interesse Deslizamento

A estricção da região reforçada com o adesivo bicomponente foi reduzida consideravelmente em comparação com os corpos de prova reforçados com cola de contato. Contudo, verificou-se um deslizamento relativo entre a folha de poliéster e o corpo de prova, como destacado na Figura 3.11. Assim, realizou-se uma melhoria no contato dessa interface e utilizou-se um sistema para promover a redução do atrito da região reforçada do corpo de prova com o meio confinante. Uma nova metodologia foi realizada para cumprir estes dois requisitos. Primeiramente, o recobrimento da região reforçada do corpo de prova com a folha de poliéster foi realizado antes da cura do adesivo bicomponente, imediatamente após a aplicação do adesivo sobre os dois lados do corpo de prova. Assim, formou-se um compósito constituído pelo corpo de prova, o adesivo espalhado em suas duas faces e dois pedaços da folha de poliéster, envolvendo todo o conjunto. Por fim, a cura do adesivo foi feita sob tensão normal. Esse processo resultou em regiões reforçadas extremamente rígidas, delimitando perfeitamente a faixa de interesse do corpo de prova.

A segunda modificação necessária na configuração anterior do corpo de prova refere-se à redução do atrito entre a sua região reforçada e o meio confinante. O processo de cura com adesivo bicomponente produziu regiões reforçadas suficientemente rígidas. Dois pares de geomembranas de polietileno de alta densidade, rígidas, foram posicionados em contato com as regiões reforçadas do corpo de prova, acima e abaixo do mesmo. Dessa forma, o meio confinante não estaria diretamente em contato com as regiões reforçadas dos corpos de prova. Adicionalmente, empregou-se um lubrificante aplicado entre as geomembranas e as regiões reforçadas do corpo de prova para garantir coeficientes de atrito de interface mais baixos. A Figura 3.12 ilustra o aspecto do corpo de prova utilizado em um ensaio confinado de fluência com o novo equipamento.

Figura 3.12 – Aspecto do corpo de prova reforçado com adesivo bicomponente à base de resina epóxi e posicionado entre geomembranas de polietileno de alta densidade lubrificadas antes (a) e após (b) a remoção do novo equipamento.

Regiões reforçadas Faixa de interesse a) b) Regiões reforçadas Faixa de interesse

A união das duas últimas modificações citadas conferiu um desempenho satisfatório em relação àquele esperado para os ensaios de fluência no novo equipamento. Verificou-se que a estricção do corpo de prova ocorreu apenas na sua faixa de interesse. Dessa forma, este procedimento de preparação e instalação do corpo de prova foi tomado como padrão em todos os ensaios conduzidos com o novo equipamento onde o corpo de prova está submetido a tensões normais. Os itens 3.3.1 e 3.4.1 apresentam estes procedimentos com maiores detalhes.