Montagem da Amostra no Equipamento

Para dar início a montagem da amostra na câmara triaxial, primeiro deve-se separar e preparar os acessórios a serem utilizados. Os acessórios utilizados são:

• Filtros de papel em tiras e discos; • Pedras porosas;

• O-rings;

• Ferramenta de colocar membrana; • Ferramenta de colocar o-rings; • Paquímetro;

• Balança; • Bandeja.

A amostra deve ser pesada e medida em pelo menos 3 medidas de altura e diâmetro, no intuito de realizar uma média, segundo as normas não deve haver mais de 5% de diferença entre cada medida individual, antes do início do ensaio o resultado desta média deve ser introduzido no programa de teste.

Após conferir as dimensões da amostra, é adicionado água em uma bandeja, de prefe- rência que seja a mesma água dessecada e utilizada na execução do ensaio. Nesta bandeja com água devem ser colocados os filtros de papel, pois percebeu que com eles previa- mente molhados auxilia na fase de saturação da amostra, facilitando a passagem de água e retirada de ar, consequentemente reduzindo o tempo de espera até a saturação, outro processo que tem a mesma finalidade é o de ferver as pedras porosas em água e permi- tir que seu resfriamento seja feito em temperatura ambiente. Ambos os processos foram utilizados em todos os ensaio deste estudo.

Antes de dar início a colocação da amostra na câmara triaxial, deve-se ligar todos os equipamentos e o software, certificando que haja todas as leituras necessárias para o ensaio, as leituras podem ser observadas através da interface do software no computador, assim como demonstrado na figura (4.7). O primeiro tubo a ser conectado na base da câmara será o responsável pela leitura de poro pressão, assim que seja feita a sua conexão, deve permitir que a água flua do reservatório até a base passando pelos transdutores de pressão, este procedimento é para garantir a expulsão de qualquer bolha de ar presente na tubulação, com a água ainda fluindo deve-se ir até o software e zerar a leitura de pressão e imediatamente fechar as válvula (h) que ficam entre o transdutor de pressão e o reservatório, como representado no esquema da figura (4.5) .

triaxial, nesta base há um adaptador que se encaixa perfeitamente com o seu diâmetro, o mesmo funciona como um pedestal, na figura (4.1) pode ser visualizado a amostra já em cima do pedestal após mais algumas etapas, neste adaptador há um furo ligado até ao tubo de leitura de poro pressão, permitindo aferir as leituras da pressão interna da amostra durante o ensaio. Ao colocar a amostra, é necessário ter alguns cuidados que podem fazer a diferença durante a fase de saturação e serão citados a seguir.

A amostra não pode ser colocada diretamente no pedestal da base, entre elas deve haver uma pedra porosa e um filtro de papel em que ambos possuem o mesmo diâmetro da amostra, em contacto com a base estará a pedra porosa, mas antes de ser colocada deve certificar que haja uma pequena lamina de água em cima do adaptador, isto indicará que o caminho para leitura de pressão está completamente preenchido com água. Em seguida é colocado o filtro na pedra porosa para impedir que pequenas partículas de solo passem pela pedra porosa, cuidadosamente pingue gotículas de água em cima do filtro já húmido pela imersão em água e coloque a amostra por cima.

Com a amostra já em cima do adaptador de base, inicia o processo de envolver as paredes da amostra com o filtro de papel em formato de tiras. Inicialmente neste estudo foram feitos muitos ensaios sem colocar estes filtros, no entanto não se conseguia atingir os 90% de saturação indicados pela norma, para contornar esta situação adotou a utilização destes filtros que auxiliam na passagem de água e consequentemente expulsão de ar do interior da amostra, na figura (4.1) demonstra a amostra envolvida pelo filtro de papel com as pedras porosas.

O procedimento de inserir os filtros é moroso e requer muito cuidado para não estragar a amostra, para grudar as tiras de papel é necessário pincelar de água tira por tira e coloca-lás nas paredes até que estejam completamente aderidas, se este procedimento não for feito corretamente e deixar partes do filtro salteados, haverá problemas durante etapa de inserção da membrana de borracha. Logo após são colocados mais um filtro de papel e pedra porosa, desta vez no topo da amostra recorrendo aos mesmos cuidados já indicados. Com a pedra porosa já localizada no topo da amostra é colocado o adaptador de topo, que tem a função de receber a carga axial proveniente do pistão e transmitir de maneira

uniforme para a amostra na fase de rotura, nele também há um furo com conector, que será ligado por meio de tubos à máquina de variação de volume, que por sua vez é conectada a unidade de pressão 2, ambos estão representados no esquema da figura (4.5), os mesmos são respetivamente responsáveis por registrar a variação de água dentro da amostra e aplicação de contra pressão, entre a ligação da máquina de variação de volume e a unidade de pressão está um dos transdutores demonstrados na figura (3.15(a)) registrando as variações de pressão. Na figura (4.2) pode ser visto a amostra com o adaptador de topo e o tubo responsável pela contra pressão.

Figura 4.1: Amostra com os filtros e pedra porosa.

O próximo passo será envolver a amostra com a membrana de borracha, que não deve estar danificada antes de sua utilização, este procedimento requer o auxílio de uma ferra- menta cilíndrica e oca com o diâmetro pouco maior do que a amostra, vale ressaltar que normalmente a membrana entra com um pouco de dificuldade, mas não deve ser forçada para não estragar as laterais da amostra, a membrana fica presa no pedestal e no adapa- tador de topo por meio de o-rings, que são colocadas com o auxílio de outra ferramenta cilíndrica e oca, a figura (4.3 (a)) demonstra a amostra após envolver a membrana na

amostra.

Figura 4.2: Amostra com adptador de topo e conexão da contra pressão.

Com a membrana devidamente colocada será conectado um tubo na parte exterior da base e outro na parte interior, ambos estão ligados, sendo que o interior também deve ser conectado no topo da amostra (estas conexões podem ser visualizadas no esquema da figura (4.5)), mas antes de conectar a parte superior deve permitir que a água flua por pressão atmosférica no sistema desde o reservatório até a extremidade deste tubo para que haja a expulsão de qualquer bolha de ar.

Durante este processo a unidade de pressão pode estar ligada sem aplicar pressão no sistema, e a máquina de variação de volume deve ter sua válvula voltada para "volume change", isto permite que seja aferida a mudança de volume, outra consideração é com a haste de leitura localizada na mesma, ela possuí as opções "flow down"e "flow up", não importando a opção que esteja selecionada, mas a que estiver ativa deve permanecer até a fase de consolidação sem nenhuma alteração, a haste indica apenas se o cursor de leitura

está lendo de cima para baixo, ou de baixo para cima, não interferindo nas fases iniciais do ensaio, estes componentes podem ser vistos na (figura 3.14) sendo que a válvula vermelha é a responsável pelo "volume change"e a haste com ponta preta por fazer as alterações de "flow down"e "flow up".

Com a água fluindo lentamente nas tubagens é conectado o tubo na parte superior da amostra, como pode ser vizualizado na figura (4.3)(b)), sendo que imediatamente deve zerar as leituras de pressão no software e fechar as válvulas relacionadas a contra pressão, com exceção das válvulas (b) e (d), representadas na figura (4.5).

Após todo o procedimento indicado a câmara triaxial pode ser fechada com sua parte superior de acrílico, mas antes de isolar a amostra deve certificar que tenha uma o-ring entre a base e a parte superior, pois esta é responsável por vedar qualquer saída de água ou pressão durante o teste. Assim que fechado, a norma recomenda que o pistão seja encostado lentamente e com cuidado na parte superior da amostra, para que não haja perturbações, o final deste procedimento esta demonstrado na figura (4.3(c)).

Figura 4.3: a) Amostra após colocação da membrana b) Amostra com a membrana e as o-rings instaladas c) Amostra dentro da câmara triaxial.

A célula triaxial é colocada no interior da máquina eletromecânica de teste e presa pelo pistão, em seguida deve ajustar o transdutor responsável por medir as deformações,

sendo que posteriormente pode dar início ao preenchimento de água na câmara, após este processo irá ficar como demonstrado na figura (4.4).

Figura 4.4: a) Câmara triaxial intalada na máquina eletromecânica de teste. O procedimento de encher a câmara deve ser feito com a água contida no reservatório, que irá fluir para seu interior expulsando o ar presente dentro da câmara triaxial, por meio de uma purga localizada na parte superior da câmara, que pode ser vista na representação da câmara triaxial na figura (2.7), quando começar a derramar água deve zerar a leitura de pressão da célula no software, e imediatamente fechar a válvula (m) que permite entrada de água na unidade de pressão 1(representado na figura (4.5)), em seguida a amostra é completamente isolada fechando o parafuso da purga no topo da câmara.

No momento em que a válvula for fechada, o software estará registrando pressões negativas em todos os leitores. Nos ensaios de teste, foram zeradas as pressões no software novamente clicando no botão "reset"de cada leitor de pressão (Estes leitores podem ser visualizados na figura (4.7)) , assim como recomendado pelos manuais do equipamento, no entanto esta ação resultava em dificuldades durante a fase de saturação da amostra, não

havia aumento da poro pressão, ou seja, não era identificado entrada de água e expulsão de ar no interior da amostra, consequentemente não cumpria o objetivo de saturar a amostra.

Tendo em vista este problema buscou analisar as possíveis causas, chegando a conclu- são que a ação de zerar as leituras estava causando significativas diferenças nas leituras de pressão, passando a registrar valores irreais na amostra dificultando o processo de sa- turação. Para contornar a situação, encontrou um procedimento que fazia com que as pressões se aproximassem de zero, consequentemente diminuindo a discrepância entre as mesmas e mantendo as leituras reais.

A figura 4.5 possui um esquema representativo do equipamento utilizado em todos os ensaios triaxiais deste trabalho, sendo o mesmo que está ilustrado na figura 3.11. Esta figura tem como objetivo auxiliar na explicação do procedimento adotado para tornar reais as leituras de pressão, os passos indicados a seguir estarão se referindo a ela.

O primeiro passo foi fazer com que a pressão de câmara elevasse para zero por meio da unidade de pressão 1, para isto basta girar lentamente o botão preto de incremento de pressão, no sentido horário faz incremento e no anti horário reduz, o mesmo está localizado no lado esquerdo do equipamento, para controlar o valor da pressão basta observar os valores marcados no leitor de "cell pressure"idêntico ao demonstrado na figura (4.7), que estará aberto no software do computador. Após identificar 0 no leitor "cell pressure", deve certificar que as válvulas (a), (e), (h), (n) e (q) sejam abertas para garantir que a poro pressão esteja em pressão atmosférica, em seguida deve ir até o computador e pressionar reset na leitura "pore pressure"na mesma interface da figura (4.7), isto irá zerar a leitura de poro pressão.

Ao zerar a poro pressão deve fechar a válvula (h) e esperar que todas as leituras de pressão se estabilizem, isto é acompanhado na interface do software. Assim que esta- bilizado, deve ser feito o mesmo procedimento de deixar apenas pressão atmosférica na contra pressão e zerar a leitura, no entanto o procedimento é distinto do realizado na poro pressão, pois antes deve ser retirada a influência da unidade de pressão 2 e unidade de variação de volume.

A conexão entre a válvula (p) e (l) deve ser interrompida, para que a extremidade (l) deste tramo seja ligada na válvula (g), deixando o reservatório ligado diretamente no transdutor de pressão T1, após esta alteração as válvulas (q), (p), (g), (d) e (b) devem estar abertas, rapidamente deve pressionar "reset"na leitura "back pressure"da interface do software e em seguida fechar a válvula (g) e (d). Posteriormente o circuito da contra pressão deve ser conectado conforme apresentado na figura (4.5), em seguida a válvula (l) deve estar fechada e as válvulas (j), (g), (d) e (b) devem estar abertas, ao analisar a interface do software será verificado leituras negativas na "back pressure", sendo assim deve aplicar lentamente incremento de presão com a unidade 2 até obter 0 e fechar a válvula (g).

Deve esperar todas as leituras estabilizarem, sendo que a poro pressão estará marcando valores negativos, sendo assim deve pressionar "reset"mais uma vez na interface do software e logo após pode dar prosseguimento com o ensaio.

Figura 4.5: Dados relativos a amostra reconstítuida no ensaio CU para 150kPa.

Com o final destes procedimentos os dados relativos a amostra são inseridos no soft- ware, como demonstrado na figura (4.6) a seguir:

Figura 4.6: Dados relativos a amostra reconstítuida no ensaio CU para 150kPa.