Comportamento de filtros geotêxteis em taludes sujeitos a impactos de ondas

Abstract

As ondas podem causar danos severos às margens dos rios e ao longo da linha de costa devido à erosão. Este fenômeno pode ser observado mundialmente, podendo ser agravado devido as mudanças climáticas. Os geossintéticos podem ser utilizados para evitar ou minimizar o processo erosivo nas encostas provocados pelo impacto das ondas. Esta tese investigou e discutiu os resultados obtidos nos ensaios de laboratório para avaliar o comportamento dos sistemas filtrantes que consistiam em geotêxteis não tecidos ou um filtro granular. Para isso, um canal hidráulico de 6 m de comprimento; 1,5 m de altura e 1 m de largura, foi utilizado. As ondas eram geradas por um sistema gerador de ondas localizado em uma das extremidades do canal. Geotêxteis não tecidos e um filtro granular foram usados como filtros, colocados subjacentes a uma camada de enrocamento instalado no talude construído na extremidade oposta. Os geotêxteis utilizados tinham gramaturas entre 200 g/m2 e 600 g/m2. Foram empregados diferentes tipos de solos para a construção do talude de 1,2 m de altura. Os piezômetros foram instalados no interior do talude para avaliar a variação da poropressão durante os ensaios. Também foram medidas a turbidez da água do canal, a variação da massa específica do solo de interface com o filtro, a granulometria das partículas do solo passantes através do geotêxtil, bem como das partículas impregnadas no geotêxtil. Os resultados obtidos mostraram que a presença do filtro geotêxtil pode evitar o processo de erosão provocada pelo impacto das ondas. As poropressões obtidas foram satisfatórias no término dos ensaios, apresentando uma satisfatória capacidade de drenagem do filtro geotêxtil. As características da onda, o geotêxtil utilizado e a distribuição do tamanho das partículas do solo a ser protegido influenciaram a massa do material erodido, assim como a turbidez da água. Os resultados obtidos com os filtros geotêxteis foram satisfatórios em comparação com os obtidos com o filtro granular convencional. Mesmo sob condições severas de fluxo, o filtro geotêxtil foi capaz de reter as partículas do solo, sem colmatação. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Waves can cause severe damages to slopes of river banks and along the coast line due to erosion. Examples of such erosion mechanisms can be found almost everywhere around the world and this problem has been aggravated in many countries by climate changes. Geosynthetics can be used to avoid or minimize erosion mechanisms in slopes caused by the shock of waves. This thesis investigated and discussed the results obtained in laboratory tests to evaluate the behaviour of filter systems consisting of nonwoven geotextiles and a granular filter. For the tests a channel 6 m long; 1,5 m high and 1 m wide was employed. A wave generator system at one of the channel ends produced the waves. Nonwoven geotextiles or a granular filter were used as filters under a rockfill layer installed on a slope of an embankment constructed at the other end of the channel. The geotextiles used had masses per unit area varying between 200 g/m2 and 600 g/m2. Different types of soils were employed to build the embankment, which was 1.2 m high. Piezometers were installed in the soil to assess the variation of pore pressures during the tests. Additional analysis comprised the evaluation of channel water turbidity, variation of soil void ratio at different locations close to the filter and measurement of the diameters of the soil particles that piped through the geotextile, as well as of those that were entrapped in the geotextile. The results obtained showed that the presence of a geotextile filter can avoid the erosive process caused by the shock of waves. The pore pressure showed satisfactory values at the end of the tests, showing good drainage capability of the geotextile layer. The characteristics of the wave, the geotextile material used and the grain size distribution of the soil to be protected influenced the mass of material eroded and consequently the turbidity of the water. The results obtained with the geotextile filters compared well with those with the conventional granular filter. Even under adverse conditions the geotextile filter was capable of retaining the soil particles without clogging.