A fluência dos geossintéticos encontra-se entre as propriedades mais relevantes no projeto de estruturas de solo reforçado com esses materiais. A caracterização desse fenômeno emprega ensaios normalizados e de baixa complexidade, que apresentam dois aspectos negativos principais: a duração e o fato de não considerarem o efeito da interação dos geossintéticos com o solo circundante. Ensaios conduzidos em temperatura elevada e em câmaras que simulam o confinamento do solo apresentam-se como alternativas para solucionar cada um desses empecilhos, mas apenas separadamente. Diante disso, esta pesquisa visou desenvolver um novo equipamento para realização de ensaios de fluência em geossintéticos que incorpora, simultaneamente, ambas as medidas utilizadas para mitigar esses dois aspectos. Cinco tipos de geossintéticos (duas geogrelhas, dois geotêxteis não tecidos e um geotêxtil tecido) foram submetidos a ensaios de fluência em diferentes condições de confinamento e temperatura, de maneira combinada ou não. Ensaios de ruptura por fluência em condição confinada e a determinação da resistência à tração residual de corpos de prova submetidos à diferentes períodos de fluência também foram incluídos no programa experimental. O novo equipamento mostrou-se bastante versátil, permitindo a realização de quatro tipos de ensaios: convencionais, confinados, acelerados e confinado-acelerados. As deformações por fluência mostraram-se dependentes do confinamento nas geogrelhas e nos geotêxteis não tecidos e independentes no geotêxtil tecido. Assim, destaca-se que as geogrelhas tiveram um comportamento em fluência diferente daquele previsto na literatura técnica, uma vez que as deformações por fluência desses materiais são comumente referidas como independentes do confinamento. A elevação da temperatura de ensaio mostrou-se eficaz para a aceleração das deformações por fluência em todos os geossintéticos testados. Adicionalmente, verificou-se que a resistência residual dos geossintéticos é pouco afetada pela ocorrência de deformação por fluência. O novo equipamento para realização de ensaios de fluência em geossintéticos permite considerar um dos aspectos mais controversos no projeto de estruturas de reforço de solo com geossintéticos sob uma nova perspectiva. / Creep behavior plays an important role in geosynthetics reinforced soil structures. Its characterization is commonly performed by means of standard tests in which in-isolation specimens are subjected to a constant load while their elongation is measured over time. Despite their widespread use, standard creep tests present two main negative aspects. Firstly, they may last up to 10.000 hours. In addition, they do not consider the possibly significant effect of soil-geosynthetic interaction. Therefore, tests conducted under standard procedures may increase the costs of full creep behavior characterization and result in conservative parameters. Tests conducted at elevated temperature and with special chambers in which the specimens are subjected to confining stresses may be used provide an insight on the soil-geosynthetic interaction in accelerated tests. Both measures have been broadly published in the technical literature, but only independently. In this regard, this dissertation presents a new piece of equipment developed to conduct confined-accelerated creep tests on geosynthetics. Five different geosynthetics were subjected to creep tests with the new equipment (two geogrids, two nonwoven geotextiles and one woven geotextile). In addition, creep rupture tests were performed with both geogrids and the residual tensile strength of specimens were determined by tensile tests performed after creep tests in different conditions. The new creep test equipment was found to be able to performed four different types of test: conventional, confined, accelerated and confined-accelerated ones. The creep behavior of the geogrids was found to be confinement-dependent. This is not mentioned in technical literature. On the other hand, both types geotextiles behaved as expected regarding their confined creep behavior. The woven geotextile creep behavior was independent of confining stresses in sand whereas the nonwoven geotextile creep deformations were strongly reduced by confinement in sand. In addition, the creep deformations of every tested geosynthetic increased with temperature. The tensile tests performed after creep tests showed that the residual strength of the geosynthetics was approximately equal to the values found with virgin specimens. The new creep testing equipment performance was adequate, since it was able to simultaneously address both main concerns of standardized creep tests on geosynthetics.

O trabalho faz uma análise da técnica de desaguamento de lodo e sedimentos dragados (contaminados ou não), por meio de tubos de geotêxtil, através da abordagem de suas características mais relevantes, apresentando exemplos de aplicação e avaliando o processo de desaguamento face às solicitações mecânicas e hidráulicas às quais todo o sistema está submetido. Este estudo é justificado pelo dilema enfrentado atualmente em relação a como, onde e por quanto tempo dispor os resíduos gerados pelas atividades humanas. O desaguamento é uma etapa pela qual os resíduos e sedimentos dragados devem ser submetidos em função do grande volume apresentado e a dificuldade de serem transportados e aterrados. A técnica de desaguamento por tubos de geotêxtil vem ao encontro desta necessidade de redução do teor de umidade, mostrando, em alguns casos, um melhor desempenho em relação a técnicas convencionais ou até mesmo podendo ser aproveitada como um recurso de otimização do processo de desaguamento sem abandonar a técnica já empregada para tal fim. Esta técnica teve seu início nos anos 80 com a finalidade de empregar tubos de geotêxtil para conter material granular, a fim de criar diques para a construção de aterros hidráulicos ou para controle de erosão. A partir do mesmo princípio, experiências voltadas para a questão ambiental, na contenção de material contaminado e material dragado fino foram surgindo e, desde então, tem-se confirmado que, se dimensionados corretamente, os tubos de geotêxtil para desaguamento de materiais finos são uma alternativa viável, principalmente do ponto de vista econômico.

A filtração de solos com granulometria ampla pode apresentar problemas devido ao risco de ruptura da estrutura do solo ou de colmatação do filtro, pois este tipo de solo pode não ser capaz de reter suas próprias partículas finas, apresentando um comportamento internamente instável. Assim, um solo é descrito como tendo uma granulometria instável se apresentar carreamento de suas partículas finas devido à ação de algum agente perturbador. Esta pesquisa apresenta um estudo sobre o desempenho de geotêxteis não-tecidos agulhados aplicados na filtração desses solos críticos. A campanha experimental envolve ensaios de caracterização dos geotêxteis e ensaios de filtração de longa duração tipo Razão entre Gradientes para avaliação do comportamento dos sistemas solo/filtro, tendo sido testados dois geotêxteis não tecidos de massa por unidade de área diferentes e três materiais de base preparados com frações de pó de brita, a partir de curvas granulométricas específicas com formato côncavo. O trabalho analisa a condição de estabilidade interna dos solos de base e discute a aplicabilidade dos métodos de classificação para solos granulares. O desempenho dos filtros é avaliado considerando critérios de retenção, colmatação e permeabilidade, aplicáveis a solos instáveis. Um critério de retenção racional, baseado em análises probabilísticas, é também considerado.Os resultados obtidos nos ensaios demonstram a influência da intensidade e do modo de aplicação do gradiente hidráulico no comportamento de um geotêxtil como elemento filtrante, sendo no caso estudado, a colmatação do sistema agravada com o aumento do gradiente. Dos solos utilizados apenas o de estrutura mais aberta e curva granulométrica com concavidade mais acentuada apresenta colmatação ao longo do tempo, enquanto os dois outros apresentam pouca variação do GR no decorrer do ensaio.

Para o dimensionamento de filtros têxteis, por teoria probabilística, é necessário o conhecimento da curva de distribuição de poros. A pesquisa apresenta uma discussão das metodologias para determinação desta curva, e a proposta de uma nova metodologia de ensaio de filtração em suspensão, baseada na proposta de SILVEIRA (1993). O trecho da curava de distribuição de poros, obtida através da retroanálise de resultados dos ensaios de filtração em suspensão, para diferentes geotêxteis, mostra boa concordância quando é comparada com a curva teórica de GOURC (1982), permitindo uma verificação do valor a ser adotado pela distância entre confrontos, que até o momento era uma questão aberta. Com objetivo de verificar a adequação da proposta, são feitas comparações entre resultados de dimensionamentos pelo CFGG (Comitê Francês de Geotêxteis e Geomembrana) e pela teoria probabilística.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente (Ramo Ambientes Costeiros), na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação dos Professores Doutores Maria de Lurdes Costa Lopes e Fernando Francisco Machado Veloso Gomes

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Materiais e Processos de Construção). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Hidráulica). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de doutoramento. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008