Estudo de interface solo : geomembrana com variações de níveis de saturação do solo

Abstract

Com a legislação ambiental cada vez mais rigorosa a nível mundial, a demanda por construção de aterros sanitários mais estanques e economicamente viáveis tem sido consideravelmente ampliada. Em função do potencial contaminante de um aterro sanitário, seu projeto requer adequadas camadas de impermeabilização de base e taludes. Considerando características geotécnicas do solo de fundação, os sistemas de impermeabilização podem ser constituídos por camada de argila compactada (Compacted Clay Liner CCL), exigindo ou não sistemas de impermeabilização secundários, como camadas de bentonita com geotêxtil na base e no topo (Geosynthetic Clay Liner GCL) ou ainda variados tipos de geomembranas, em alguns casos associadas às aplicações de camadas aderentes, geralmente de geotêxteis. Combinações entre geomembranas e camadas de solo subjacente são usualmente aplicadas como sistemas impermeabilizantes. A interação de tais materiais ainda é pouco conhecida, o que pode contribuir para o colapso desses sistemas. Normalmente, esse colapso ocorre pelo deslizamento do solo sobre a geomembrana, dependendo dos mecanismos de interação. A presente pesquisa apresenta resultados de ensaios laboratoriais para estudo da mobilização da resistência ao cisalhamento em interfaces de tipo solo e geomembrana, com diferentes geomembranas e níveis de saturação do solo sobrejacente, utilizando-se ensaios convencionais de cisalhamento direto, ensaios de plano inclinado e estimativas de parâmetros de solos não saturados. Sendo a geomembrana um material planar contínuo, o estudo de interface solo/geomembrana é influenciado por alguns fatores, como característica da superfície da geomembrana (presença ou não de texturas, rugas etc.), tipo de polímero, nível de saturação e peso específico da camada de solo de cobertura, ângulo de atrito na interface, nível de aderência, entre outros. No contexto dos taludes de aterros sanitários, dentre as forças atuantes no carregamento de sistemas de impermeabilização, os principais tipos de esforços são decorrentes da ação da gravidade sobre a massa de lixo e a camada de solo de cobertura. Os resultados apresentados apontam para um aumento da resistência de interface com o aumento da saturação do solo utilizado. Foram avaliadas influências da tensão confinante nas diferentes configurações de interface e técnicas de ensaio para três magnitudes (1,2; 3,2 e 7,2kPa). ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Due to the fact that environmental regulations have become more restrictive, the worldwide demand for construction of watertight, yet economically viable, landfills has been considerably expanded. Depending on the contamination potential of a landfill, its project requires appropriate adjustments for waterproofing bottom and slopes. Considering the geotechnical characteristics of foundation soil, the sealing systems may consist of compacted clay layer (CCL), eventually requiring secondary sealing systems, like layers of bentonite clay with geotextile at the bottom and top (Geosynthetic Clay Liner - GCL), or different types of geomembranes, in some cases associated to the layer members application, usually of geotextiles. Combinations between geomembranes and underlying soil layers are usually applied as waterproofing systems. The interaction of those materials is still poorly known, which may contribute to the collapse of these systems. Normally, this collapse occurs by soil sliding over the geomembrane, depending on their interaction mechanisms. This research presents results of laboratory tests to study shear strength mobilization on soil and geomembrane interface, with different levels of saturation of the overlying soil, using conventional direct shear tests and unsaturated soils estimated parameters. Considering that the geomembrane is a continuous planar material, the study of soil and geomembrane interface is influenced by factors such as the geomembrane surface features (presence or absence of textures, wrinkles, etc.), type of polymer, soil cover layer degree of saturation and specific weight, interface friction angle, adhesion level, etc. For landfill slopes, among the loading forces acting on waterproofing systems, the most significant is due to gravity action on the waste and the soil cover masses. The results suggest an increase in shear strength on the interface as soil saturation increases. Also, the influence of confining pressure at different interface configurations and test techniques for three magnitudes (1.2, 3.2 and 7.2kPa) were evaluated.