Por John Sankey e Robert Lozano – Normas técnicas para reforços discretos de fitas utilizadas em muros de solo reforçado, elaboradas no âmbito dos códigos da AASHTO, identificaram um método para avaliar o arrancamento de reforço de fitas metálicas nervuradas por meio de valores padrão e conservadores utilizando um termo de fator de atrito identificado como f*. Uma base similar de valores padrão para reforços de fitas poliméricos não está disponível na AASHTO; apenas valores destinados a geotêxteis e geogrelhas. Mas como pode caracterizar fitas poliméricas de alta tenacidade? É mostrado a seguir um resumo da pesquisa que será apresentada na GeoMontreal 2013 (http://www.geomontreal2013.ca/), 29 de Setembro – 3 de Outubro.
Projeto de reforço de solos
O princípio de muros de solo reforçado é baseado na combinação de face, reforços e aterro atuando como uma massa coesa para formar uma estrutura de contenção (Figura 1). O projeto é tipicamente dividido em considerações quanto à estabilidade interna e externa do muro. A estabilidade interna é relacionada à resistência ao arrancamento e ao limite de tensão dos reforços utilizados em muros de solo reforçado. A estabilidade externa é relacionada ao deslizamento e tombamento da massa de solo reforçado, além de também determinar o recalque, capacidade de carga e estabilidade global da estrutura de retenção.
Ao focar na estabilidade interna e sua relação com a resistência ao arrancamento é necessário dividir o volume da massa reforçada em zonas ativa e passiva (Figura 2). A AASHTO classifica reforços em duas amplas categorias: inextensíveis (normalmente identificada com reforços metálicos) e extensíveis (normalmente identificada com reforços de geossintéticos). Em ambas categorias, a resistência ao arrancamento é apenas considerada na porção do reforço localizada na zona resistente correspondente. Esta resistência é baseada na transferência da tensão de atrito entre solo e reforço.
Reforço de Tiras Poliméricas Atuais e Programa de Ensaios
Em geral, o comportamento de arrancamento de reforços de tiras poliméricas é independente da resistência última; mas é altamente dependente das dimensões da superfície das tiras, do tipo de tratamento da superfície de revestimento e até certo ponto da quantidade volumétrica de LLDPE usada no revestimento. Os dados apresentados aqui são focados em tiras de 50 mm de largura e resistência nominal à tração de 50 kN, aproximadamente.
Um programa de ensaios para caracterização do comportamento de arrancamento das tiras de 50 mm foi realizado com base na norma ASTM D 6706 – Método de teste padrão para medir a resistência de geossintéticos ao arrancamento em solo (http://www.astm.org/Standards/D6706.htm). Esta norma tem sido exaustivamente utilizada para avaliação da capacidade de arrancamento de todos os tipos de reforços utilizados em estruturas de solo reforçado, inclusive reforços metálicos.
O equipamento de ensaio de arrancamento utilizado é uma caixa de arrancamento fabricada com dimensões de 0,60 m por 1,50 m e profundidade ligeiramente maior que 300 mm. O carregamento normal foi aplicado utilizando seis cilindros hidráulicos, enquanto a força de arrancamento foi aplicada ao corpo-de-prova por meio de um arnês conectado a uma bomba hidráulica.
Como o comprimento de arrancamento das tiras poliméricas é crítico para corretamente modelar os valores de f*, o comprimento do corpo-de-prova foi limitado entre 1220 e 1320 mm.
A prática comum para reforços de geossintéticos tipicamente utiliza apenas três carregamentos normais para determinar as características de arrancamento de um material com os resultados obtidos correspondentes ao pico do coeficiente de iteração do material.
Para fornecer suficientes dados para tiras poliméricas, um mínimo de cinco carregamentos normais devem ser considerados: um carregamento excedendo o equivalente a 6,0 m de confinamento em solo e os outros carregamentos correspondentes à diferentes profundidades igualmente distribuídas desde próximo a superfície até 6,0 m de profundidade.
Conclusões dos Ensaios
- O comportamento de arrancamento de tiras poliméricas tem características semelhantes ao comportamento de arrancamento de tiras metálicas nervuradas, apesar da tendência dos valores de f* serem menores para a tira polimérica.
- A metodologia dos autores é aplicável para qualquer ensaio de arrancamento visando a obtenção de f*. É importante incluir uma análise estatística estabelecida nas tendências gerais dos dados, particularmente para baixas tensões confinantes.
- Enquanto a AASHTO não disponibiliza qualquer orientação no comportamento de f* para tiras poliméricas, os dados atuais para tiras de 50 mm de largura devem ser suficientes para prever o comportamento de arrancamento em areia.
- Mais pesquisa é necessária para solos de maior granulometria como pedregulho, que será fonte de pesquisas futuras.
- A repetição suficiente de ensaios é considerada boa prática para reduzir problemas intrínsecos à precisão e erros, resultando numa previsão mais exata do comportamento de arrancamento.
- Há indicação suficiente de que o comportamento de arrancamento em condições submergidas é diferente em diferentes condições de umidade. Mais ensaios serão necessários para investigar as diferenças com mais detalhe.
Para discussão completa dos parâmetros de ensaios, dados, e considerações de projeto, encontre os autores em GeoMontreal 2013.
Agradecimentos
Os autores gostariam de reconhecer e agradecer Zehong Yuan (SGI Testing services), Linda Nait-Ali e Yassine Bennani (Terre Armeé – Soil Tech) pela a ajuda na preparação deste artigo.
John Sankey e Roberto Lozano trabalham para The Reinforced Earth Company (www.reinforcedearth.com)
