Comportamento carga-alongamento de geotêxteis não tecidos submetidos à tração confinada

Abstract

O uso de geossintéticos em estruturas de solo reforçado é uma técnica que vem sendo cada vez mais usada devido à rapidez, facilidade de execução e economia. A escolha do geossintético a ser empregado depende das suas características de resistência e rigidez serem compatíveis com as características da obra. A mobilização de esforços de tração nos reforços geossintéticos depende da rigidez desses materiais. Em geotêxteis não tecidos, reforços extensíveis, são necessários deslocamento maiores da estrutura reforçada para a mobilização dos esforços de tração, enquanto que em reforços mais rígidos, são necessários deslocamentos menores para a mobilização dos mesmos esforços de tração. Por esse motivo tais reforços têm sido usados preferencialmente em estruturas de solo reforçado. No entanto, relatos da literatura técnica mostram que obras antigas de estruturas de arrimo reforçadas com geotêxteis vêm se comportando bem, com poucas deformações devido ao incremento de rigidez que o confinamento do solo proporciona ao reforço. Com o intuito de verificar os efeitos do confinamento no comportamento cargaalongamento de geotêxteis não tecidos (onde o efeito do confinamento é mais pronunciado), foram feitos ensaios de tração confinada em equipamento desenvolvido na Universidade de Brasília, variando-se a gramatura do geotêxtil, a tensão confinante e o solo de confinamento. Verificou-se que a rigidez à tração é maior para geotêxteis de gramatura maior, mas o incremento relativo de rigidez devido ao confinamento é maior para aqueles de gramatura menor. A relação entre a rigidez à tração e a tensão confinante se ajustou bem a uma função linear, cujos coeficientes angulares foram maiores para menores níveis de deformação do geotêxtil. Com relação ao solo de confinamento, não foram verificadas diferenças significativas de comportamento carga-alongamento em amostras confinadas em materiais diferentes. Por meio de ensaios com amostras impregnadas, verificou-se que a impregnação potencializou o efeito do confinamento, mas a relevância da impregnação no incremento de rigidez variou de acordo com a gramatura e tensão confinante dos geotêxteis e com o material impregnado. Os resultados dos ensaios com amostras danificadas comprovam que tanto a dimensão quanto a forma dos danos alteram a rigidez dos geotêxteis. Em geral, constatou-se a importância em considerar os efeitos do confinamento para melhorar os parâmetros de projeto e ampliar a utilização de geotêxteis em estruturas de solo reforçado. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The use of geosynthetics in reinforced soil structures has shown a marked increase due to its simplicity, speed and cost-effectiveness. The choice of the geosynthetics depends on the compatibility between the mechanical properties of the geosynthetics and the characteristics of the project. The tensile force mobilisation in the reinforcement depends on its tensile stiffness. For extensible reinforcements, such as non woven geotextiles, greater deformation of the structure will be needed in order to mobilise significant tensile forces, whereas for stiff reinforcements, such as some grids and woven geotextiles, less deformations will be required to mobilise the same tensile forces. Because of that, the latter reinforcements have been preferred in reinforced soil structures. Nevertheless, reports in the literature shows that old non woven geotextile reinforced structures have performed well, with little deformation over the years because of the increases in tensile stiffness caused by the confinement of the geotextile by the surrounding soil. This dissertation aimed to verify the effects of in-soil confinement of non woven geotextiles on its load-deformation behaviour, using a test apparatus developed at the University of Brasília, varying the geotextile mass per unit area, confining stress and confining material. It was observed that the geotextile tensile stiffness is greater for heavier geotextiles, but the relative increase of stiffness is more significant for light geotextiles. The relation between tensile stiffness and confining stress was linear, with greater values of fitting coefficients for lower deformation levels. No relevant differences on the geotextile loaddeformation behaviour were observed for the use of different confining materials. Tests on geotextiles impregnated with granular materials showed that soil impregnation increases the effects of confinement, but the influence of impregnation depends on the geotextile mass per unit area and on the confining stress. The results of tests on damaged geotextile specimens showed that both the dimension and the shape of the damage affect the stiffness of the geotextile. In general, the results showed the importance of considering the effects of confinement to improve the design parameters and to increase the use of non woven geotextiles in reinforced soil structures.