Este trabalho apresenta um estudo sobre deformações de geotêxteis ao longo do tempo, considerando interações entre reforço e solo confinante em muros de solo reforçado. O programa experimental desenvolvido para esse fim envolveu duas etapas básicas. Na primeira etapa, um novo equipamento foi desenvolvido na Escola de Engenharia de São Carlos/USP, para a realização de ensaios de fluência com um elemento de solo reforçado. O equipamento desenvolvido permite simular o mecanismo típico de transferência de carga em estruturas de solo reforçado, isto é, o solo solicita o geotêxtil. Esse equipamento também possibilita que solo e geotêxtil apresentem deformações ao longo do tempo de forma interativa. Nessa etapa, o programa de ensaios foi conduzido utilizando-se uma areia pura e um geotêxtil de polipropileno. Na segunda etapa deste trabalho, modelos de muros de solo reforçado foram ensaiados em centrífuga na Universidade do Colorado em Boulder, EUA. Os referidos modelos foram construídos utilizando-se uma areia e mantas de poliéster e de polipropileno. Alguns modelos foram carregados até a ruptura com acréscimo de aceleração, enquanto outros foram observados, no decorrer do tempo, sob aceleração constante. Nos ensaios para investigação de fluência, deformações significativas foram observadas, ocorrendo, inclusive, a manifestação de ruptura em determinados modelos, após algumas horas de ensaio. Os ensaios realizados nas duas etapas do trabalho revelaram aspectos importantes relativos à interação solo-reforço. Com base na interpretação dos resultados experimentais, apresenta-se uma discussão sobre mecanismos de deformação, em função do tempo, em muros de solo reforçado. / This thesis presents a study on the time- ependent deformations of geotextiles in reinforced soil walls considering the long-term interactive behavior between the reinforcement and the confining soil. The experimental program comprised two distinct phases. In the first phase, a new equipment was designed and constructed at the School of Engineering at Sao Carlos/USP, Brazil, in an attempt to perform creep tests with an element of reinforced soil. This equipment simulates the typical load transfer mechanism in reinforced soil structures, that is, the load is transferred from the soil to the reinforcement. This equipment also allows long-term interactive deformations between the soil and the geotextile. The testing program of this phase was conducted using a pure dry sand and a polypropylene geotextile. In the second phase of this research, models of reinforced soil walls were tested in a centrifuge facility at the University of Colorado at Boulder, USA. The models were built using a pure dry sand and a polyester or polypropylene geotextile. The models were either loaded until failure increasing the centrifugal acceleration or tested under constant acceleration. Considerable strains were observed in the creep tests, and some of the models failed after a few hours. The testing programs carried out in this study revealed important aspects of the soil-reinforcement interaction. Based on the analyses of the experimental results a broad discussion on long-term deformation mechanisms in reinforced soil walls is made herein.

O presente trabalho tem a finalidade de discutir o comportamento do geotêxtil impregnado com asfalto utilizado na restauração de pavimentos flexíveis. O trincamento do pavimento acelera a queda do nível de serventia, prejudicando a qualidade funcional do pavimento para o usuário. Para se fazer uma boa restauração, que tenha uma vida de fadiga igual ou superior ao período de projeto, devemos identificar as causas do surgimento das trincas na superfície do pavimento. O trincamento pode ser controlado ou retardado através do aumento da camada de recapeamento ou com a utilização de camadas anti-reflexão de trincas entre a camada antiga e a nova.Como em qualquer sistema utilizando geossintéticos há uma grande variedade de fatores que influenciam no desempenho do pavimento restaurado. No caso da pavimentação utilizando geotêxtil, esses fatores incluem: o tipo de geotêxtil utilizado, o processo de instalação, o tipo de ligante utilizado, a taxa aplicada e uniformidade, a condição de superfície e preparação, as propriedades do revestimento e as condições climáticas ou geográficas. Foi realizado um conjunto de ensaios com diversos tipos de geotêxteis, analisando o efeito da temperatura, ensaios de tração de faixa larga sem impregnação e com impregnação e ensaios de permeabilidade com diversas taxas de ligante. Estes ensaios objetivaram concluir que cuidados na instalação e na escolha do material podem trazer benefícios futuros no que tange ao desempenho de pavimentos flexíveis restaurados com camadas de geossintéticos. Através dos estudos realizados, chegou-se a conclusão que a maioria dos insucessos foi causada por problemas na instalação, sendo a impregnação insuficiente, em função da quantidade de ligante aplicada, da espessura do geotêxtil e da má impregnação de juntas e de dobras, a principal causa dos defeitos observados.

Para os sistemas drenantes exerçam adequadamente a sua função de coleta e condução da água de percolação, prevenindo a migração excessiva de partículas do solo de base, elementos de filtro devem ser a eles associados. Estes elementos de filtro devem apresentar uma permeabilidade adequada de forma a prevenir o aumento da pressão de poros, ao mesmo tempo em que permitem um fluxo adequado do volume de percolação. Substituindo os filtros convencionais granulares, os geotêxteis têm sido usados com sucesso por serem altamente efetivos na função de filtração. O desempenho, economia e facilidade de aplicação proporcionados por estes materiais, além da adequação de suas propriedades, têm sido os fatores responsáveis pelo crescimento de seu emprego. Apesar dos geotêxteis serem considerados uma alternativa consistente para substituir os pragmáticos filtros granulares, a prática não é isenta de algumas preocupações. Em especial para condições de solo e hidráulicas severas, problemas em sistemas filtro-drenantes podem surgir devido à inconsistência de grande parte dos métodos de dimensionamento disponíveis. O principal problema relacionado aos métodos consagrados de dimensionamento é que estes não consideram as características estruturais do solo de base. Com relação à estrutura peculiar dos colúvios, esta incapacidade dos métodos convencionais de considerar adequadamente todos os quesitos necessários para um dimensionamento de filtros consistente pode acarretar no comprometimento e até no colapso do sistema filtro-drenante. O presente trabalho tem como objetivo discutir como a heterogeneidade estrutural comumente observada nos colúvios podem propiciar situações críticas para o desenvolvimento dos mecanismos de filtração. Discute-se ainda como as peculiaridades destes solos deveriam ser consideradas para efeito de dimensionamento dos sistemas filtro-drenantes.

Os geossintéticos podem desempenhar um papel muito importante em obras viárias realizadas em regiões de solo com baixa capacidade de suporte, aumentando a capacidade de carga do subleito e a eficácia da compactação, pois reduzem as tensões cisalhantes que são geradas na base da camada granular. A presença de um geossintético apropriado na interface entre o subleito e a sub-base, além de tornar o subleito uma "plataforma construtiva" apropriada, permitindo uma compactação mais eficiente da camada de base e elevando as tensões horizontais residuais deixadas pela compactação, acarreta menores variações na espessura final da camada compactada. Isto implica melhor atendimento às tolerâncias construtivas tanto na camada de base como no revestimento, o que é de fundamental importância, pois são elas as principais responsáveis por grande parte dos custos da construção de um pavimento. Os métodos de dimensionamento de reforço de base em geossintéticos atualmente empregados se baseiam em análises estáticas, sendo adaptados para a condição dinâmica por premissas ou relações questionáveis. Considerando que há grande experiência acumulada nas relações semi-empíricas utilizadas no dimensionamento convencional de pavimentos, principalmente em termos de dimensionamentos em função do Índice de Suporte Califórnia (CBR), este trabalho busca, através de ensaios "CBR" e de "Puncionamento Estático", nos sistemas solo, geossintético e no conjunto solo/geossintético, discutir e avaliar o efeito da inclusão de geotêxteis tecidos para reforço entre a camada de base ou sub-base e de subleito. Os resultados obtidos indicam um aumento do CBR solo/geossintético com reforços semi-rígidos, e a possibilidade de desenvolver correlações a partir deste ensaio para aplicação em dimensionamento. O trabalho apresenta também uma discussão sobre os principais métodos de dimensionamento disponíveis para as estradas pavimentadas e não pavimentadas, com análises paramétricas considerando os resultados dos ensaios e variações de parâmetros como ATR (Afundamento de Trilha de Roda), volume de tráfego, dentre outros. Foram abordados tanto métodos empíricos utilizados na Mecânica dos Pavimentos quanto os utilizados na Geotecnia considerando a inclusão de um reforço, apontando as principais considerações de cada procedimento.

Os Fatores de Redução Parciais (FRp) contemplam a estimativa das perdas de resistência à tração dos geossintéticos com o decorrer da vida útil em uma aplicação geotécnica. Esses valores são obtidos através de ensaios que consideram, isoladamente, os diversos tipos de degradação a que esses elementos possam ser expostos. A metodologia convencional sugere que a resistência a tração do geossintético, no tempo de projeto, seja dada pela resistência à tração característica dividida pelo produto de todos os FRp e um fator de segurança (FS) relativo à extrapolações, sinergias, etc. Neste conceito, pouco se conhece a respeito da sinergia entre os FRp e, ao assumir valores empíricos, há o risco de incorrer em um sobredimensionamento ou, por outro lado, desfavorecer a segurança da obra. Este trabalho alerta, em sua revisão bibliográfica, para os efeitos dos danos de instalação no comportamento em longo prazo dos geossintéticos destinados a reforço. É conclusiva a necessidade de rever a atual metodologia de cálculo utilizada. Nesta mesma linha, o efeito sinérgico da hidrólise e fluência em filamentos de PET é debatido e estudado através de ensaios especificamente desenvolvidos para esta análise. Os resultados, dentre outras contribuições, destacam a necessidade imediata de continuidade deste estudo com aplicação em corpos-de-prova bidimensionais. Problemas e sugestões relativas aos mecanismos e procedimentos de ensaios são, também, enfatizados.

Devido a grande quantidade de resíduos gerados pelas empresas mineradoras e suas severas conseqüências com relação ao meio ambiente, estudos sobre estruturas de acondicionamento desses resíduos e garantia de sua estabilidade vêm adquirindo importância crescente. Neste contexto, o destino final dos resíduos recebe atenção especial por parte das mineradoras, especificamente em relação aos rejeitos finos ('lama') gerados no processo de beneficiamento. O presente trabalho apresenta uma nova técnica de desaguamento e disposição de rejeitos de mineração, baseada na utilização de tubos geotêxteis, na qual estes retêm os sedimentos, reduzindo o volume e aumentando a porcentagem de matéria sólida. Os resultados obtidos discutem as solicitações hidráulicas e mecânicas que influenciam no comportamento dos tubos quanto à eficiência do desaguamento, da filtração e estabilidade dessas estruturas. Para avaliar o desempenho da técnica em rejeitos de mineração, foram realizados ensaios de campo e laboratório com três tipos de rejeitos de mineração de fosfato, com características variando de muito fina a granular, comparando-se o comportamento em ensaios de cone e de bolsa suspensa, com filtração por camada simples de geotêxtil tecido e por camada dupla (geotêxtil tecido mais não-tecido). A análise dos resultados mostra um excelente desempenho destes sistemas para o rejeito considerado mais problemático (fino, com baixo teor de sólidos e deposição lenta). Mostrou ainda, que a presença da camada de geotêxtil não-tecido permitiu reduzir o tempo de desaguamento, sendo este efeito bem mais relevante no caso do rejeito granular.

Este trabalho tem por objetivo avaliar a influência da rigidez do reforço em aterros sobre solos moles através da análise numérica utilizando o Método dos Elementos Finitos. Aborda questões gerais envolvendo este tipo de obra, como a investigação geotécnica e os diversos mecanismos de ruptura a serem considerados em projeto. Também destaca os diversos materiais envolvidos e suas propriedades, bem como os modelos constitutivos utilizados para uma conveniente representação. O trabalho apresenta uma validação do adensamento de Biot feita com o software Plaxis, em comparação com a solução analítica de Mandel. Também um estudo de caso. Visando avaliar a influência da rigidez do reforço em aterros sobre solos moles, o trabalho apresenta uma análise paramétrica para três diferentes tipos de solos sobre os quais foram construídos aterros. Detalha os casos de aterro sem reforço e com uma camada de reforço na base do aterro, bem como os casos com e sem berma de equilíbrio. Cinco diferentes níveis de rigidez do reforço foram estudados para cada tipo de solo, e gráficos dos deslocamentos verticais e horizontais, bem como os níveis de plastificação do aterro e do solo de fundação estão presentes para cada camada de aterro alteada. Finalmente, apresenta uma análise crítica sobre o comportamento observado trazendo sugestões de trabalhos futuros.

A crescente aplicação de geossintéticos no reforço de bases e sub-bases em obras viárias se deve ao fato destes produtos permitirem elaborar projetos otimizados, com redução da espessura das camadas do pavimento e do tempo de execução da obra, uma melhor compactação da camada reforçada, além de um melhor controle de qualidade de todo o processo, gerando um custo-benefício considerável. No entanto, pouco se tem discutido sobre a qualidade dos métodos de dimensionamento a serem utilizados em projetos de pavimentos com reforço de geossintético. Observa-se na literatura a existência de estudos avaliando o reforço de geossintéticos baseado no melhoramento de parâmetros, tais como o TBR (Trafic Benefit Ratio) e LCR (Layer Coefficient Ratio), mas são ainda pontuais, com poucos ensaios e praticamente nenhum acompanhamento do comportamento de longo prazo em campo. Com o intuito de contribuir com o entendimento do comportamento de um pavimento reforçado com geossintético em campo, este trabalho analisou dois trechos experimentais, verificando-se que: o uso do parâmetro TBR é bastante complexo, um método aplicável para a obtenção do LCR é o de medidas diretas da capacidade estrutural das camadas do pavimento, um método aplicável para avaliar a qualidade da camada compactada é por meio da equação de Nantes e a necessidade de um banco de dados para o desenvolvimento e calibração de equações e obtenção de parâmetros de dimensionamento de pavimentos flexíveis reforçados com geossintéticos.

Este trabalho avalia o processo de colmatação biológica de geotêxteis utilizados como filtros em sistemas de drenagem de aterros sanitários. É conhecido que a sobrevivência das colônias de bactérias que se desenvolvem no interior do aterro está diretamente ligada às condições do meio e da idade dos resíduos dispostos. Células experimentais cilíndricas (0,58m de diametro) compostas por camadas de material drenante (0,25m de espessura), filtros geotêxteis e resíduo sólido com cerca de 0,45m de espessura, foram montadas com o propósito de avaliar o processo de formação do biofilme e a redução de permeabilidade dos geotêxteis ao longo do tempo. Dois tipos de geotêxteis tecidos e um geotêxtil não-tecido foram utilizados como elemento filtrante do sistema de drenagem das células experimentais. O período de monitoramento das células experimentais em campo durou 224 dias. Com o intuito de acelerar o processo de degradação do resíduo sólido, as células experimentais foram alimentadas com chorume tratado e não tratado, provenientes do aterro sanitário de São José dos Campos. Ao fim do período de monitoramento os filtros geotêxteis em processo de colmatação foram retirados e submetidos à análise de microscopia eletrônica de varredura e calcinação, para que fossem avaliados os biofilmes formados na superfície dos geotêxteis e em seu interior, para o caso de geotêxteis não-tecidos. A condutividade hidráulica do geotêxtil em processo de colmatação foi medida em laboratório e comparada com os valores de condutividade hidráulica inicial dos geotêxteis apresentando reduções significativas em relação ao produto virgem, variando entre 20 e 94% dependendo do corpo-de-prova e do tipo de geotêxtil analisado. Resultados de análises físico-químicas do chorume efluente coletado ao fim do período de monitoramento das células experimentais e leituras de temperaturas em três profundidades da massa de resíduo sólido são apresentadas e discutidas, complementando as análises dos fatores de influência no processo de formação do biofilme e de desempenho dos geotêxteis utilizados como filtro nos sistemas de drenagem das células experimentais.

No Brasil e no mundo, processos de vários setores distintos geram grandes volumes de resíduo com alto teor de umidade. O lançamento deste tipo de material no meio ambiente, sem prévio tratamento, ou mesmo sua disposição em lagoas específicas, tem grande potencial de impacto ambiental. As bolsas e tubos de geotêxtil que já vinham sendo utilizadas desde a década de 80 para controle de erosão e aterros hidráulicos, preenchidas com material granular, passaram também a ser empregadas para contenção de lodos e sedimentos contaminados. A partir das primeiras aplicações bem sucedidas, surgiram pesquisas para estudar os sistemas de desaguamento e de disposição, buscando melhorar o processo de retenção e de desaguamento de sedimentos de alto teor de líquido, reduzindo o volume e aumentando a percentagem de sólidos do material retido, possibilitando reduzir o impacto ambiental. Neste trabalho, foram realizados estudos para analisar os ensaios de laboratório, e para compreender o comportamento e a eficiência dos processos de desaguamento nas bolsas ou tubos de geotêxtil. Foram realizados no laboratório de geossintéticos, ensaios de cone e de bolsa de pequena dimensão com diferentes tipos de materiais e procedimentos propostos de ensaio. A análise dos resultados mostra que o sistema de ensaio dever ser reavaliado, pois o peso do tubo vertical utilizado para o preenchimento das bolsas causa adensamento no material retido, o que não é observado em campo. Além disso, a proposta de norma de GRI-GT15, que analisa o procedimento deste ensaio, não avalia o desempenho de desaguamento de todos os tipos de materiais de enchimento. Portanto, os procedimentos de ensaio de bolsa de pequena dimensão são revistos, a fim de poder avaliar o desempenho do sistema de desaguamento, otimizando esta técnica.