Moldagem dos corpos de prova

Os testes executados permitiram chegar às seguintes densidades mínima e máxima, respectivamente, para as cinco amostras ensaiadas:

• amostras 02, 06, 10 e 10-A: 1,70 e 2,45 g/cm3_; • amostras 10-B: 1,40 e 2,00 g/cm3_.

Definidas essas densidades, o intervalo escolhido entre uma densidade e outra foi de 0,15 g/cm3, ou seja, as amostras 02, 06, 10 e 10-A foram ensaiadas nas densidades 1,70, 1,85, 2,00, 2,15, 2,30 e 2,45 g/cm3 e amostra 10-B ensaiada nas densidades 1,40, 1,55, 1,70, 1,85 e 2,00 g/cm3.

A preocupação se concentrou então, nos procedimentos de moldagem dos corpos de prova, uma vez que os métodos de preparação desses corpos de prova em laboratório devem ser tais que reproduzam não só a porosidade como também a estrutura e a história de tensões e deformações de campo. Oliveira Filho (1987) cita que a influência do método de preparação nos resultados dos ensaios de resistência ao cisalhamento é bastante expressivo quando se considera o domínio das pequenas deformações visto que, para grandes deformações, a

história de tensões e deformações gerada durante a moldagem é eliminada pela história de tensões e deformações do ensaio em função das amostras se aproximarem do estado último.

Assim, utilizou-se como referência para o processo de moldagem a norma americana ASTM – D 3080 (ASTM, 1990), uma vez que nenhuma norma brasileira especifica moldagem para corpos de prova de areia em ensaios de cisalhamento. O procedimento foi ajustado às características da caixa de cisalhamento e do ensaio que se pretendia executar, uma vez que essa norma americana trata da moldagem de corpos de prova compactados, ou seja, corpos de prova mais densos. Como para a obtenção de determinadas densidades não havia a necessidade de compactação, para esses corpos de prova a norma americana serviu apenas como uma diretriz.

Segundo a ASTM – D 3080 (ASTM, 1990), a moldagem de corpos compactados é executada utilizando os métodos de compactação, teor de umidade, e peso específico prescritos por cada ensaio individualmente. Deve-se ajuntar e parafusar a caixa de cisalhamento, bem como colocar uma pedra porosa úmida no fundo da mesma. Os corpos de prova podem ser moldados através de amassadura ou compactando cada camada até a massa acumulativa de solo colocada na caixa de cisalhamento atingir um volume compactado conhecido. Deve-se também ajustar o número de camadas, o número de golpes e a força por pancada em cada camada. O topo de cada camada deve ser escarificado antes da adição do material da próxima camada, de forma a contribuir para a iteração entre as sucessivas camadas. Os limites de cada camada compactada devem ser posicionados de forma que não coincidam com o plano de cisalhamento definido pela caixa de cisalhamento, a menos que este seja o propósito declarado para um ensaio particular. O compactador usado para compactar o material deverá apresentar uma área em contato com o solo igual ou maior que a metade da área do molde. O procedimento consiste em determinar a massa de solo úmida requerida para uma única camada compactada, colocar na caixa de cisalhamento e compactar o solo até que o peso específico desejado seja atingido. Esse procedimento deve ser repetido até que o corpo de prova inteiro seja compactado.

Para os ensaios realizados com o rejeito da Pilha de Xingu, as amostras foram moldadas com base no procedimento descrito acima. No entanto, as amostras foram moldadas com a massa de solo seca, uma vez que se pretendia ter o controle da densidade seca para uma posterior comparação com dados de campo. A altura total da amostra foi determinada através da diminuição das alturas da placa de fundo, das placas de travamento do solo e das pedras porosas, da altura total da caixa com as duas partes aparafusadas. Definida a altura da amostra

e conhecida a área da seção transversal da caixa, foi determinado o volume total da amostra. O índice geotécnico densidade seca é definido como a razão entre a massa de solo seco e o volume do recipiente que contém essa massa. Logo, para todas as densidades previamente determinadas para os ensaios, pode-se determinar a massa necessária para atingi-las.

Para que se pudesse ter um melhor controle sobre a moldagem, a caixa de cisalhamento foi dividida em quatro camadas iguais e o material foi sendo depositado camada a camada, através de chuveiramento com funil. Como especificado pela ASTM – D 3080 (ASTM, 1990), o topo de cada camada foi escarificado, permitindo um melhor entrosamento entre as camadas. No caso das amostras 02, 06, 10 e 10-A, para atingir as densidades de 1,70 a 2,00 g/cm3 não foi necessária nenhuma compactação das camadas, bastando apenas variar a altura de lançamento do material para atingir a densidade desejada. Já para atingir as densidades de 2,15 a 2,45 g/cm3, foi necessário que a cada lançamento de material fosse executada uma compactação. Essa compactação foi executada utilizando um compactador de madeira de área igual a da caixa de cisalhamento para uma compactação inicial e, em caso de necessidade, uma mesa vibratória para se chegar finalmente à altura da camada. Para a amostra 10-B, a compactação foi necessária somente para se atingir as densidades de 1,85 e 2,00 g/cm3, moldando-se os corpos de prova com densidade inferior apenas com variação de altura de lançamento.

É importante salientar que essa metodologia foi testada até que se conseguisse estabelecer uma repetibilidade na moldagem. Só a partir daí foram moldados os corpos de prova realmente utilizados nos ensaios de cisalhamento. Outro ponto que deve ser esclarecido é que, apesar das amostras serem moldadas com material seco, o ensaio foi realizado com saturação da amostra, uma vez que essa é a condição mais desfavorável no campo.