Estruturas de Suporte de Terras Executadas. Com Pneus. Estudo Paramétrico e Conceção de. Protótipo

I n s t i t u t o P o l i t é c n i c o d o P o r t o I n s t i t u t o S u p e r i o r d e E n g e n h a r i a d o P o r t o Estruturas de Suporte de Terras Executadas Com Pneus. Estudo Paramétrico e Conceção de Protótipo Luís Ca rl o s Montei r o M elo D i s s e r t a ç ã o a p r e s e n t a d a n o I n s t i t u t o S u p e r i o r d e E n g e n h a r i a d o P o r t o p a r a o b t e n ç ã o d o g r a u d e M e s t r e e m E n g e n h a r i a Civil R a m o d e E s t r u t u r a s O r i e n t a d o r E n g e n h e i r o J o s é F i l i n t o Ca s t r o T r i g o P o r t o O u t u b r o 2 0 1 4

ii

i. Agradecimentos Q u e r o d e i x a r a q u i e x p r e s s o o m e u a g r a d e c i m e n t o a t o d o s a q u e l e s, q u e, d e a l g u m a f o r m a, c o n t r i b u í r a m p a r a a r e a l i z a ç ã o d e s t e t r a b a l h o. E m p r i m e i r o l u g a r, a o P r o f e s s o r E n g e n h e i r o J o s é F i l i n t o Tri g o p e l a d i s p o n i b i l i d a d e, d e d i c a ç ã o, p a c i ê n c i a e s a b e d o r i a q u e s e m p r e d e m o n s t r ou n o a c o m p a n h a m e n t o a e s t e t r a b a l h o. A o P r o f e s s o r E n g e n h e i r o J o s é C â n d i d o F r e i t a s p e l a i m p o r t a n t e a j u d a d i s p o n i b i l i z a d a n a r e a l i z a ç ã o d a c a m p a n h a d e e n s a i o s l a b o r a t o r i a i s. A o P r o f e s s o r D o u t o r A g o s t i n h o M e n d o n ç a p e l a a j u d a d i s p o n i b i l i z a d a n a r e v i s ã o d e s t e t r a b a l h o. A o LABCAR G A I S E P La b o r a t ó r i o d e Ca r t o g r a f i a e G e o l o g i a A p l i c a d a p e l o a p o i o t é c n i c o e a u x í l i o p r e s t a d o s r e l a t i v o s a t o d a s a s q u e s t õ e s r e l a c i o n a d a s c o m o s p r o g r a m a s d e c á l c u l o a u t o m á t i c o P h a s e 2 e R o c k a n d S o i l 3. A o I n s t i t u t o S u p e r i o r d e E n g e n h a r i a d o P o r t o, p e l a d i s p o n i b i l i z a ç ã o d a s s u a s i n s t a l a ç õ e s, f u n d a m e n t a i s p a r a a r e a l i z a ç ã o d e s t e e s t u d o. À m i n h a f a m í l i a, p e l o a m o r i n c o n d i c i o n a l q u e s e m p r e d e m o n s t r a r a m e m t o d o s o s m o m e n t o s d a m i n h a v i d a. À F i l i p a, p e l o a m o r, a m i z a d e, c o m p a n h e i r i s m o, i n c e n t i v o, p a c i ê n c i a e a p o i o q u e s e m p r e d e m o n s t r o u, m e s m o n o s m o m e n t o s m a i s d i f í c e i s. A o s m e u s a m i g o s d e c u r s o, H u g o G u e d e s, Luí s C r u z, M i g u e l Co s t a, M i g u e l L o u r e i r o, T e l m o M a g a l h ã e s, e m p a r t i c u l a r a o m e u a m i g o iii

A n d r é M a g a l h ã e s, q u e m e a c o m p a n h o u n a g r a n d e m a i o r i a d e s t e p e r c u r s o, p e l a d i s p o n i b i l i d a d e, b o a d i s p o s i ç ã o e a c i m a d e t u d o p e l a g r a n d e a m i z a d e. iv

P a l a v r a s - Chave: E s t r u t u r a s d e S u p o r t e d e Te r r a s, P n e u s o l, S o l o R e f o r ç a d o, P r o t ó t i p o, P h a s e 2. ii. Resumo No p r e s e n t e t r a b a l h o d e s c r e v e - s e o e s t u d o r e a l i z a d o n o I n s t i t u t o S u p e r i o r d e E n g e n h a r i a d o P o r t o ( I S E P ) c o m o o b j e t i v o d e c o m p r o v a r a v i a b i l i d a d e d a u t i l i z a ç ã o d e p n e u s e m f i m d e v i d a e m e s t r u t u r a s d e s o l o r e f o r ç a d o. A s e s t r u t u r a s d e s u p o r t e d e t e r r a s m a t e r i a l i z a d a s c o m p n e u s p r e e n c h i d o s c o m s o l o s ã o u s a d a s e m a l g u n s p a í s e s, s o b r e t u d o e m e s t r u t u r a s d o t i p o g r a v i d a d e. I n v e s t i g a - s e n e s t e t r a b a l h o o s e u d e s e m p e n h o e m e s t r u t u r a s d e s o l o r e f o r ç a d o. C o m a f i n a l i d a d e d e p r e v e r o c o m p o r t a m e n t o d a c o n s t r u ç ã o, f o i u t i l i z a d o u m s o f t wa r e d e s e n v o l v i d o p e l a e m p r e s a C a n a d i a n a R o c s c i e n c e, d e n o m i n a d o P h a s e 2. Com e s t e s o f t w a r e f o i p o s s í v e l f a z e r u m a a n á l i s e p a r a métrica d a s e c ç ã o t r a n s v e r s a l d o m o d e l o, a v a l i a n d o o s e s f o r ç o s e o s d e s l o c a m e n t o s q u e s e d e s e n v o l v e m n o i n t e r i o r d a e s t r u t u r a, a t r a v é s d a u t i l i z a ç ã o d o M é t o d o d o s E l e m e n t o s F i n i t o s. F o i e f e t u a d a u m a c a m p a n h a d e e n s a io s l a b o r a t o r i a i s, realizados c o m a m o s t r a s d e s o l o r e t i r a d a s d o l o c a l d e c o n s t r u ç ã o d o p r o t ó t i p o, c o m o i n t u i t o d e c a r a c t e r i z a r o s p a r â m e t r o s d o s o l o A d e f i n i ç ã o d e s t e s p a r â m e t r o s t e m c o m o o b j e t i v o t o r n a r a s i m u l a ç ã o o m a i s f i d e d i g n a p o s s í v e l. v

C o m o v a l i d a ç ã o d a m o d e l a ç ã o r e a l i z a d a n o p r o g r a m a P h a s e 2, o p r o t ó t i p o s e r á d e v i d a m e n t e i n s t r u m e n t a d o c o m e q u i p a m e n t o s d e m o n i t o r i z a ç ã o; a i n f o r m a ç ã o r e c o l h i d a r e c e b e r á um t r a t a m e n t o p o s t e r i o r e p e r m i t i r á a c a l i b r a ç ã o d o m o d e l o n u m é r i c o. N o p r e s e n t e t r a b a l h o d e f i n e - s e o p l a n o d e m o n i t o r i z a ç ã o a i n s t a l a r n o p r o t ó t i p o. vi

K e y words: E a r t h R e t a i n i n g S t r u c t u r e s, P n e u s o l, R e i n f o r c e d S o i l, P r o t o t y p e, P h a s e 2. iii. Abstract T h e p r e s e n t w o r k d e s c r i b e s t h e s t u d y c o n d u c t e d a t t h e I n s t i t u t o S u p e r i o r d e E n g e n h a r i a d o P o r t o ( I S E P ) a i m i n g t o d e m o n s t r a t e t h e v i a b i l i t y o f t h e u s e o f e n d o f l i f e t i r e s i n r e i n f o r c e d s o i l s t r u c t u r e s. T h e e a r t h s u p p o r t s t r u c t u r e s e m b o d i e d with t i r e s f i l l e d w i t h s o i l a r e u s e d i n m a n y c o u n t r i e s, p a r t i c u l a r l y i n g r a v i t y t y p e s t r u c t u r e s. I n t h i s wo r k t h e p e r f o r m a n c e of r e i n f o r c e d s o i l s t r u c t u r e s i s s t u d i e d. I n o r d e r t o p r e d i c t t h e b e h a v i o r o f t h e s t r u c t u r e b u i l d, a c o m p u t e r s o f t w a r e d e v e l o p e d b y t h e C a n a d i a n c o m p a n y R o c s c i e n c e c a l l e d P h a s e 2 w a s u s e d. W i t h t h i s s o f t wa r e i t w a s p o s s i b l e t o s t u d y t h e p a r a m e t r i c m o d e l c r o s s s e c t i o n a n d e v a l u a t e t h e t y p e o f w o r k t h a t d e v e l o p within the structure, using the f i n i t e e l e m e n t m e t h o d. A c a m p a i g n o f l a b o r a t o r y t e s t s wa s p e r f o r m e d o n s o i l s a m p l e s t a k e n f r o m t h e p r o t o t y p e c o n s t r u c t i o n s i t e i n o r d e r t o c h a r a c t e r i z e t h e s o i l p a r a m e t e r s. A s v a l i d a t i o n o f t h e m o d e l i n g p e r f o r m e d i n P h a s e 2 s o f t w a r e, t h e s t r u c t u r e will b e p r o p e r l y i n s t r u m e n t e d with m o n i t o r i n g e q u i p m e n t ; t h e i n f o r m a t i o n c o l l e c t e d will r e c e i v e f u r t h e r t r e a t m e n t e n a b l i n g vii

ÍNDICE GERAL i. A g r a d e c i m e n t o s... iii ii. R e s u m o... v iii. A b s t r a c t... vii Í N D I CE DE FIGURAS... xi Í N D I CE DE TABELAS... xvii L I S T A D E S Í M B O LOS... xix 1. I n t r o d u ç ã o... 1 1. 1. O p r o b l e m a d o s r e s í d u o s e a s u a g e s t ã o... 1 1. 2. A i n d ú s t r i a d a c o n s t r u ç ã o c i v i l e o s r e s í d u o s... 5 1. 3. P n e u c o m o r e s í d u o... 6 2. R e c o l h a b i b l i o g r á f i c a s o b r e o t e m a... 9 2. 1. C o n c e ç ã o d o P n e u s o l... 9 2. 2. A p l i c a ç õ e s d o P n e u s o l... 13 2.3. C a r a c t e r í s t i c a s p n e u e s o l o - p n e u... 15 2. 3. 1. C a r a c t e r i z a ç ã o d e r e s i s t ê n c i a e d e d e f o r m a b i l i d a d e d o p n e u 15 2. 3. 2. C a r a c t e r i z a ç ã o d o s o l o... 18 2. 3. 3. C a r a c t e r i z a ç ã o d o c o n j u n t o s o l o - p n e u... 19 2. 3. 4. C a r a c t e r i z a ç ã o d a l i g a ç ã o e n t r e p n e u s... 24 2. 3. 5. C a r a c t e r i z a ç ã o d a i n t e r f a c e s o l o - p n e u... 25 2. 4. I m p a c t e a m b i e n t a l e r e s i s t ê n c i a a o f o g o... 28 viii

2. 4. 1. I m p a c t e a m b i e n t a l... 28 2. 4. 2. R e s i s t ê n c i a a o f o g o... 34 3. C o n c e ç ã o d e u m p r o t ó t i p o... 36 N o t a p r é v i a... 36 3. 1. G e o m e t r i a d o m u r o... 36 3. 2. V e r i f i c a ç ã o d a s e g u r a n ç a r e l a t i v a m e n t e a o s d i f e r e n t e s e s t a d o s l i m i t e... 47 3. 3. C a r a c t e r i z a ç ã o d o m a t e r i a l d e a t e r r o... 57 3. 3. 1. E n s a i o d e c o m p a c t a ç ã o... 59 3. 3. 2. A n á l i s e g r a n u l o m é t r i c a p o r p e n e i r a ç ã o h ú m i d a... 62 3. 3. 3. A n á l i s e g r a n u l o m é t r i c a ( e n s a i o d e s e d i m e n t a ç ã o )... 64 3. 3. 4. R e s u l t a d o s d o s e n s a i o s r e a l i z a d o s p e l a e n t i d a d e e x t e r i o r 69 4. M o d e l a ç ã o d o p r o t ó t i p o... 72 4. 1. O p r o g r a m a d e c á l c u l o a u t o m á t i c o P h a s e 2... 72 4. 2. C a r a c t e r i z a ç ã o d o m o d e l o... 75 4. 2. 1. F a s e a m e n t o c o n s t r u t i v o... 75 4. 2. 2. V a r i a ç ã o d o s d e s l o c a m e n t o s c o m a a p l i c a ç ã o d a s o b r e c a r g a... 78 4. 2. 3. M a t e r i a i s c o n s t i t u i n t e s d o m o d e l o... 80 4. 2. 4. M a l h a d e e l e m e n t o s f i n i t o s... 83 4. 2. 5. A p r e s e n t a ç ã o d e r e s u l t a d o s... 84 ix

4. 3. O p r o g r a m a d e c á l c u l o a u t o m á t i c o Ro c k a n d S o i l 3 ( R S 3 ) 90 4. 3. 1. A p r e s e n t a ç ã o d e r e s u l t a d o s... 93 5. A n á l i s e p a r a m é t r i c a... 98 5. 1. C a r a c t e r í s t i c a s r e s i s t e n t e s d o a t e r r o... 99 5. 2. C a r a c t e r í s t i c a s d e d e f o r m a b i l i d a d e d o a t e r r o... 1 0 2 5. 3. C a r a c t e r í s t i c a s d e d e f o r m a b i l i d a d e d o s o l o d e f u n d a ç ã o... 1 0 5 5. 4. V a r i a ç ã o d o s c o m p r i m e n t o s d e a m a r r a ç ã o... 1 0 9 5. 5. C o n c l u s õ e s... 1 1 1 6. M o n i t o r i z a ç ã o d o p r o t ó t i p o... 1 1 3 6. 1. I n c l i n ó m e t r o e c a l h a s i n c l i n o m é t r i c a s... 1 1 5 6. 2. C é l u l a d e p r e s s ã o d e c o r d a v i b r a n t e... 1 2 0 6. 3. C é l u l a d e p r e s s ã o d e c o r d a v i b r a n t e ( P u s h - I n )... 1 2 3 6. 4. E x t e n s ó m e t r o d e s o n d a m a g n é t i c a... 1 2 6 6. 5. I n c l i n ó m e t r o p o r t á t i l... 1 2 9 6. 6. P l a c a d e a s s e n t a m e n t o... 1 3 2 7. C o n c l u s õ e s... 1 3 7 8. D e s e n v o l v i m e n t o s f u t u r o s... 1 3 9 x

ÍNDICE DE FIGURAS F i g u r a 1 - D e p ó s i t o d e l i x o i l e g a l. F o n t e : h t t p : / / f o t o s. s a p o. p t /... 1 F i g u r a 2 - E x e m p l o d e m á p r á t i c a d a g e s t ã o d e r e s í d u o s. F o n t e : h t t p : / / l i x o - l i x o. b l o g s p o t. p t /... 3 F i g u r a 3 - D e p ó s i t o d e p n e u s. F o n t e : h t t p : / / n o t i c i a s. u o l. c o m. b r /... 8 F i g u r a 4 - E x e m p l o d e u m m u r o c o n s t r u í d o c o m a t e c n o l o g i a P n e u s o l. F o n t e : w w w.aliapur.fr... 10 F i g u r a 5 - Te s t e d e t r a ç ã o r e a l i z a d o e m u m p n e u c o m o s f l a n c o s c o r t a d o s, a n t e s e a p ó s c e d ê n c i a. F o n t e : H u a t e t a l, 2 0 0 8... 17 F i g u r a 6 - D i s t r i b u i ç ã o d e f o r ç a s a d m itid a s p o r L o n g.... 20 F i g u r a 7 - E n s a i o d e t r a ç ã o r e a l i z a d o p o r S i e r i a, M e d e i r o s, S a y ã o e G e r s c o v i c h. À e s q u e r d a, v i s t a d o a t e r r o d u r a n t e o e n s a i o, à d i r e i t a, v i s t a e m p o r m e n o r d o m a c a c o h i d r á u l i c o u t i l i z a d o.... 23 F i g u r a 8 - E s b o ç o d a g e o m e t r i a d o p r o t ó t i p o c o m o p a r a m e n t o i n c l i n a d o.... 37 F i g u r a 9 - E s q u e m a d o d e s f a s a m e n t o e n t r e c a m a d a s s u c e s s i v a s.... 38 F i g u r a 1 0 - V i s t a s d e c o r t e, a l ç a d o e p l a n t a d o p r o t ó t i p o.... 40 F i g u r a 1 1 - A m a r r a ç ã o e n t r e p n e u s ( p l a n t a ).... 42 F i g u r a 1 2 - A l ç a d o d e u m a f i l a d e p n e u s e r e s p e t i v a a m a r r a ç ã o.... 42 F i g u r a 1 3 - A m a r r a ç ã o e n t r e c a m a d a s d e p n e u s.... 43 xi

F i g u r a 1 4 - N ó d i r e i t o. ( F o n t e : h t t p : / / u p s c o u t. b l o g s p o t. p t / )... 43 F i g u r a 1 5 - I m a g e m e m p e r s p e t i v a d o p r o t ó t i p o.... 44 Fig u r a 1 6 - E s b o ç o d a g e o m e t r i a d o m u r o v e r t i c a l.... 45 F i g u r a 1 7 - P o r m e n o r d a a m a r r a ç ã o e n t r e c a m a d a s n o p a r a m e n t o v e r t i c a l.... 46 F i g u r a 1 8 I m a g e m e m p e r s p e c t i v a d o p r o t o t i p o c r i a d o a p a r t i r d o p r o g r a m a G o o g l e S k e t c h u p.... 46 F i g u r a 1 9 - D e s l o c a m e n t o s n o p a r a m e n t o d o m u r o.... 47 F i g u r a 2 0 - E s q u e ma s u t i l i z a d o s n a v e r i f i c a ç ã o d a s e g u r a n ç a.... 48 F i g u r a 2 1 - R e s u l t a d o d o c á l c u l o c o m S l i d e, c a s o a ).... 55 F i g u r a 2 2 - R e s u l t a d o d o c á l c u l o c o m S l i d e, c a s o b ).... 56 F i g u r a 2 3 - R e s u l t a d o d o c á l c u l o c o m S l i d e, c a s o d ).... 56 F i g u r a 2 4 - E q u i p a m e n t o u t i l i z a d o n o e n s a i o d e c o m p a c t a ç ã o.... 60 F i g u r a 2 5 - C u r v a d e c o m p a c t a ç ã o.... 61 F i g u r a 2 6 - C u r v a g r a n u l o m é t r i c a.... 64 F i g u r a 2 7 - C u r v a g r a n u l o m é t r i c a i n c l u i n d o s e d i m e n t a ç ã o.... 68 F i g u r a 2 8 - Curv a s g r a n u l o m é t r i c a s o b t i d a s d o s e n s a i o s r e a l i z a d o s p e l a e n t i d a d e e x t e r i o r.... 69 F i g u r a 2 9 - F a s e a m e n t o c o n s t r u t i v o d o m o d e l o n a s f a s e s 1 e 2 5.... 76 F i g u r a 3 0 - F a s e s 2 6 e 3 3.... 77 xii

F i g u r a 3 1 - D e s l o c a m e n t o s o b t i d o s c o m a a p l i c a ç ã o d a s o b r e c a r g a.. 79 F i g u r a 3 2 - D e f o r ma ç ã o v e r i f i c a d a n a f a s e 2 5 e 3 3.... 80 F i g u r a 3 3 - C o r t e t r a n s v e r s a l d o m o d e l o e m a t e r i a i s c o n s t i t u i n t e s. 82 F i g u r a 3 4 - I n t e r f a c e s o l o - p n e u.... 83 F i g u r a 3 5 - M o d e l o c o m m a l h a d e e l e m e n t o s f i n i t o s.... 84 F i g u r a 3 6 - T e n s õ e s v e r t i c a i s n a f a s e 2 5.... 85 F i g u r a 3 7 - T e n s õ e s h o r i z o n t a i s n a f a s e 2 5.... 86 F i g u r a 3 8 - E l e m e n t o s e m c e d ê n c i a f a s e 2 5.... 87 F i g u r a 3 9 - V a l o r e s d o s d e s l o c a m e n t o s n o s p o n t o s d o p a r a m e n t o s e l e c i o n a d o s.... 88 F i g u r a 4 0 - D e f o r ma d a d o m o d e l o n a f a s e 2 5.... 89 F i g u r a 4 1 - M o d e l o 3 D r e a l i z a d o n o p r o g r a m a R S 3.... 90 F i g u r a 4 2 - M a l h a d e e l e m e n t o s f i n i t o s d o m o d e l o 3 D.... 91 F i g u r a 4 3 - R e s t r i ç õ e s d o m o d e l o 3 D.... 92 F i g u r a 4 4 - D e s l o c a m e n t o s d o m o d e l o 3 D, f a s e 2 5.... 94 F i g u r a 4 5 - T e n s õ e s h o r i z o n t a i s n o m o d e l o 3 D, f a s e 2 5.... 95 F i g u r a 4 6 - T e n s õ e s v e r t i c a i s n o m o d e l o 3 D, f a s e 2 5.... 96 F i g u r a 4 7 - E l e m e n t o s e m c e d ê n c i a d o m o d e l o 3 D, f a s e 2 5.... 97 xiii

F i g u r a 4 8 V a l o r e s b a s e u t i l i z a d o s n a a n á l i s e p a r a m é t r i c a d a s c a r a c t e r í s t i c a s r e s is t e n t e s d o s o l o d e a t e r r o.... 1 0 0 F i g u r a 4 9 - D e s l o c a m e n t o s p a r a d i f e r e n t e s v a l o r e s d o â n g u l o d e a t r i t o d o s o l o d e a t e r r o.... 1 0 1 F i g u r a 5 0 V a l o r e s b a s e u t i l i z a d o s n a a n á l i s e p a r a m é t r i c a d a d e f o r m a b i l i d a d e d o s o l o d e a t e r r o.... 1 0 3 F i g u r a 5 1 - D e s l o c a m e n t o s p a r a d i f e r e n t e s v a l o r e s d a d e f o r m a b i l i d a d e d o s o l o d e a t e r r o.... 1 0 4 F i g u r a 5 2 V a l o r e s b a s e u t i l i z a d o s n a a n á l i s e p a r a m é t r i c a d a d e f o r m a b i l i d a d e d o t e r r e n o d e f u n d a ç ã o.... 1 0 7 F i g u r a 5 3 - D e s l o c a m e n t o s p a r a d i f e r e n t e s v a l o r e s d a d e f o r m a b i l i d a d e d o t e r r e n o d e f u n d a ç ã o.... 1 0 8 F i g u r a 5 4 - C o m p r i m e n t o s d e a m a r r a ç ã o u t i l i z a d o s n a a n á l i s e p a r a m é t r i c a.... 1 0 9 Fig u r a 5 5 - D e s l o c a m e n t o s p a r a d i f e r e n t e s v a l o r e s d o s c o m p r i m e n t o s d e a m a r r a ç ã o... 1 1 0 F i g u r a 5 6 E x e m p l o d e i n c l i n ó m e t r o. ( F o n t e : h t t p : / / w w w.itmsoil.com/)... 1 1 6 F i g u r a 5 7 - E s q u e m a d e i n s t a l a ç ã o d o i n c l i n ó m e t r o. ( F o n t e : w w w.itms o i l. c o m )... 1 1 7 F i g u r a 5 8 E x e m p l o d a a p r e s e n t a ç ã o d e r e s u l t a d o s p e l o s o f t w a r e A R G U S. ( F o n t e : h t t p : / / w ww. a r g u s m o n i t o r i n g s o f t w a r e. c o m / )... 1 1 8 xiv

F i g u r a 5 9 - R e p r e s e n t a ç ã o d a p o s i ç ã o d o s i n c l i n ó m e t r o s e m p l a n t a.... 1 1 9 F i g u r a 6 0 - R e p r e s e n t a ç ã o d o p o s i c i o n a m e n t o d o s i n c l i n ó m e t r o s e m c o r t e.... 1 1 9 F i g u r a 6 1 Célula d e p r e s s ã o d e c o r d a v i b r a n t e a u t i l i z a r. ( F o n t e : h t t p : / / w w w.itm s o i l. c o m / )... 1 2 0 F i g u r a 6 2 - R e p r e s e n t a ç ã o d a p o s i ç ã o d a s c é l u l a s d e p r e s s ã o, e m p l a n t a.... 1 2 2 F i g u r a 6 3 - R e p r e s e n t a ç ã o d a p o s i ç ã o d a s c é l u l a s d e p r e s s ã o, e m c o r t e.... 1 2 2 F i g u r a 6 4 - Célula d e p r e s s ã o d e c o r d a v i b r a n t e ( P u s h - I n ) a u t i l i z a r. ( F o n t e : h t t p : / / w ww.itmsoil.com/)... 1 2 4 F i g u r a 6 5 - E x t e n s ó m e t r o d e s o n d a m a g n é t i c a a u t i l i z a r. ( F o n t e : h t t p : / / w w w.itmsoil.com/)... 1 2 6 F i g u r a 6 6 - E s q u e m a d e m o n t a g e m d o e x t e n s ó m e t r o d e s o n d a m a g n é t i c a. ( F o n t e : h t t p : / / w w w.sl o p e i n d i c a t o r. c o m )... 1 2 7 F i g u r a 6 7 - I n c l i n ó m e t r o p o r t á t i l. ( F o n t e : h t t p : / / w ww.itms o i l. c o m / )... 1 2 9 F i g u r a 6 8 - U t i l i z a ç ã o d e i n c l i n ó m e t r o p o r t á t i l. ( F o n t e : h t t p : / / w w w.itmsoil.com/)... 1 3 0 xv

F i g u r a 6 9 R e p r e s e n t a ç ã o e m c o r t e d a p o s i ç ã o d o i n c l i n ó m e t r o p o r t á t i l.... 1 3 1 F i g u r a 7 0 - P l a c a s d e a s s e n t a m e n t o. ( F o n t e : h t t p : / / w w w.portcoast.com.vn/)... 1 3 2 F i g u r a 7 1 E x e m p l o d e p l a c a s d e a s s e n t a m e n t o i n s t a l a d a s e m o b r a. ( F o n t e : h t t p : / / w ww.flick r. c o m / )... 1 3 3 F i g u r a 7 2 - R e p r e s e n t a ç ã o d a p o s i ç ã o d a s p l a c a s d e a s s e n t a m e n t o, e m p l a n t a.... 1 3 4 F i g u r a 7 3 - R e p r e s e n t a ç ã o d a p o s i ç ã o d a s p l a c a s d e a s s e n t a m e n t o, e m c o r t e.... 1 3 4 Fig u r a 7 4 - R e p r e s e n t a ç ã o d a p o s i ç ã o d o s e q u i p a m e n t o s e m p l a n t a.... 1 3 6 F i g u r a 7 5 - R e p r e s e n t a ç ã o d a p o s i ç ã o d o s e q u i p a m e n t o s e m c o r t e. 1 3 6 xvi

ÍNDICE DE TABELAS T a b e l a 1 R e s u l t a d o s d o s e n s a i o s d e t r a ç ã o. F o n t e : Lo n g, 1 9 9 0... 21 T a b e l a 2 - R e s u l t a d o s d o s e n s a i o s d e t r a ç ã o. F o n t e : Lo n g, 1 9 9 0... 21 T a b e l a 3 - R e s u l t a d o s d o s c á l c u l o s e f e t u a d o s c a s o a ) e b ).... 52 T a b e l a 4 - R e s u l t a d o s d o s c á l c u l o s e f e t u a d o s c a s o c ) e d ).... 53 T a b e l a 5 - R e s u l t a d o s d a c a m p a n h a d e e n s a i o s d e c o m p a c t a ç ã o... 61 T a b e l a 6 - F r a ç ã o r e t i d a n o p e n e i r o d e 2, 0 m m... 63 T a b e l a 7 - F r a ç ã o p a s s a d a n o p e n e i r o d e 2, 0 m m... 63 T a b e l a 8 - R e s u l t a d o s d o e n s a i o d e s e d i m e n t a ç ã o.... 68 T a b e l a 9 - Classificação AASHTO das am o s t r a s d e s o l o a n a l i s a d a s. 70 T a b e l a 1 0 - P a r â m e t r o s g e o t é c n i c o s c o n s i d e r a d o s p e l a e n t i d a d e e x t e r i o r.... 71 T a b e l a 1 1 - P r o p r i e d a d e s d o s m a t e r i a i s c o n s t i t u i n t e s d o m o d e l o.... 81 T a b e l a 1 2 - V a l o r e s d o â n g u l o d e a t r i t o d o s o l o d e a t e r r o.... 99 T a b e l a 1 3 - V a l o r e s d o m ó d u l o d e d e f o r m a b i l i d a d e d o s o l o d e a t e r r o.... 1 0 2 T a b e l a 1 4 - V a l o r e s d o m ó d u l o d e d e f o r m a b i l i d a d e d o s o l o d e f u n d a ç ã o.... 1 0 6 T a b e l a 1 5 E s p e c i f i c a ç õ e s d o e q u i p a m e n t o.... 1 2 3 xvii

T a b e l a 1 6 - E s p e c i f i c a ç õ e s d o e q u i p a m e n t o.... 1 2 5 T a b e l a 1 7 - E s p e c i f i c a ç õ e s d o e q u i p a m e n t o.... 1 2 8 T a b e l a 1 8 - E s p e c i f i c a ç õ e s d o e q u i p a m e n t o.... 1 3 1 T a b e l a 1 9 - R e s u m o d o s e q u i p a m e n t o s a u t i l i z a r.... 1 3 5 xviii

LISTA DE SÍMBOLOS τ t e n s ã o d e a t r i t o e n t r e s o l o e o r e f o r ç o ; μ c o e f i c i e n t e d e a t r i t o e n t r e o s o l o e o r e f o r ç o ; σ n t e n s ã o n o r m a l ; δ â n g u l o d e a t r i t o d a i n t e r f a c e e n t r e o s o l o e o p n e u ; f c r e l a ç ã o e n t r e a a d e s ã o d a i n t e r f a c e e a c o e s ã o d o s o l o ; f Ø r e l a ç ã o e n t r e o â n g u l o d e a t r i t o d a i n t e r f a c e e o â n g u l o d e a t r i t o d o s o l o ; c a a d e s ã o d a i n t e r f a c e ; c c o e s ã o d o s o l o ; Ø â n g u l o d e a t rit o i n t e r n o d o s o l o ; K a c o e f i c i e n t e d e i m p u l s o a c t i v o d o s o l o ; α i n c l i n a ç ã o d o p a r a m e n t o c o m a h o r i z o n t a l ; β inc l i n a ç ã o d a s u p e r f í c i e d o t e r r e n o ; h a l t u r a d e s o l o a c i m a d e d e t e r m i n a d o p o n t o ; γ p e s o e s p e c í f i c o d o s o l o ; V d Te n s ã o v e r t i c a l a a c t u a r n o s o l o d e f u n d a ç ã o a o n í v e l d a b a s e d o m u r o ; R d Capacidade r e s i s t e n t e d o s o l o d e f u n d a ç ã o ; xix

c c o e s ã o d o s o l o d e f u n d a ç ã o ; N c - f a t o r d e c a p a c i d a d e d e c a r g a d e v i d o à c o e s ã o d o s o l o ; N q - f a t o r d e c a p a c i d a d e d e c a r g a d e v i d o à c a r g a a t u a n t e ; N γ f a t o r d e c a p a c i d a d e d e c a r g a d e v i d o a o p e s o e s p e c i f i c o d o s o l o ; b c, q, γ - c o e f i c i e n t e c o r r e t i v o d e v i d o à i n c l i n a ç ã o d a b a s e d o m u r o ; s c, q, γ - coeficiente cor r e t i v o d e v i d o à f o r m a d a b a s e d o mu r o ; i c, q, γ - c o e f i c i e n t e c o r r e t i v o d e v i d o à p r e s e n ç a d e u m a c a r g a h o r i z o n t a l ; f c, q, γ - c o e f i c i e n t e c o r r e t i v o d e v i d o à d i s t a n c i a a q u e s e e n c o n t r a a f r o n t e i r a r í g i d a ; γ d b a r i d a d e s e c a ; w t e o r e m á g u a ; L C l e i t u r a d o d e n s í m e t r o c o r r i g i d a ; L S l e i t u r a d i r e t a f e i t a n a p a r t e s u p e r i o r d o m e n i s c o ; C M c o r r e ç ã o d o m e n i s c o ; C A c o r r e ç ã o d o a n t i f l o c u l a n t e ; C T c o r r e ç ã o d a t e m p e r a t u r a ; Z S - p r o f u n d i d a d e e f e t i v a ; G d e n s i d a d e d a s p a r t í c u l a s ; xx

n D - p e r c e n t a g e m d e p a r t í c u l a s d e d i â m e t r o i n f e r i o r a D r e f e r e n t e à m a s s a s e c a d o s o l o u t i l i z a d o n a s e d i m e n t a ç ã o ; m b m a s s a s e c a d o s o l o u s a d o n a s e d i m e n t a ç ã o ; N D - p e r c e n t a g e m d e p a r t í c u l a s d e d iâmetro i n f e r i o r a D, r e f e r e n t e à m a s s a t o t a l d a a m o s t r a ; N 10 p e r c e n t a g e m d e m a t e r i a l r e t i d o n o p e n e i r o n º 1 0. k c o n s t a n t e d e S t o k e s ; t t e m p o d e c o r r i d o d e s d e o i n i c i o d o e n s a i o ; E m o d u l o d e e l a s t i c i d a d e ; xxi

xxii

1. Introdução 1.1. O problema dos resíduos e a sua gestão D e s d e t e m p o s r e m o t o s, o s e r h u m a n o l i v r o u - s e d o s r e s í d u o s q u e p r o d u z i a a b a n d o n a n d o - o s e m l o c a i s m a i s o u m e n o s a p r o p r i a d o s, o r i g i n a n d o a c r i a ç ã o d e f o c o s d e c r i a ç ã o e p r o p a g a ç ã o d e p a t o l o g i a s, s i t u a ç ã o q u e, i n f e l i z m e n t e, a i n d a s e v e r i f i c a n a a t u a l i d a d e. O s p r i m e i r o s p r o b l e m a s s u r g i r a m c o m a f i x a ç ã o d o H o m e m, q u a n d o e s t e c o m e ç a a v i v e r e m c o m u n i d a d e s e a q u a n t i d a d e d e l i x o a u m e n t a, s e n d o i n d i s p e n s á v e l e n c o n t r a r s o l u ç õ e s p a r a a e l i m i n a ç ã o d o s r e s í d u o s q u e, n e c e s s a r i a m e n t e, e l e p r o d u z c o m o r e s u l t a d o d a s s u a s a t i v i d a d e s f i s i o l ó g i c a s, d o m é s t i c a s, a g r í c o l a s, e n t r e o u t r a s. ( P h i l i p p i J r., 1 9 7 9 ) Figura 1 - Depósito de lixo ilegal. Fonte: http://fotos.sapo.pt/ 1

S ó m a i s r e c e n t e m e n t e c o m e ç o u a p r e o c u p a ç ã o c o m a g e s t ã o d o s r e s í d u o s p r o d u z i d o s p e l o h o m e m, q u e r d o p o n t o d e v i s t a e c o l ó g i c o, q u e r d o p o n t o d e v i s t a d a s u s t e n t a b i l i d a d e. O s e r h u m a n o d e s d e s e m p r e p r o c u r o u d e s c o b r i r c o m o p r o c e s s a r o q u e a N a t u r e z a l h e d á d e m a n e i r a a t i r a r o m e l h o r p r o v e i t o. A p e r f e i ç o o u d e t a l m a n e i r a e s s a p r á t i c a q u e s e t o r n o u a f o r m a m a i s f á c i l d e p r o d u z i r a q u i l o d e q u e n e c e s s i t a, d e i x a n d o d e s e p r e o c u p a r c o m o i m p a c t o q u e e s t a s a ç õ e s t e r i a m n o m e i o a m b i e n t e e s ó m a i s t a r d e d e s c o b r i u q u e o p r e ç o a p a g a r s e r i a t a m b é m m u i t o e l e v a d o. E s t a p e r c e ç ã o e a s e v i d ê n c i a s q u e s e i a m m a n i f e s t a n d o c o m o a v a n ç a r d o t e m p o, q u e r f o s s e d e v i d o à d e s t r u i ç ã o d e p a t r i m ó n i o n a t u r a l o u à c o n t a m i n a ç ã o d e h a b i t a t s, f o r a m o s u f i c i e n t e p a r a a l t e r a r a s m e n t a l i d a d e s q u e r a p i d a m e n t e s e e n c a r r e g a r a m d e e n c o n t r a r a l t e r n a t i v a s f i á v e i s à p r o d u ç ã o d e s c o n t r o l a d a, c o m o i n t u i t o d e m i n o r a r o i m p a c t o q u e o s e r h u m a n o t i n h a, e c o n t i n u a a t e r, n a N a t u r e z a. M a s, c o m o t o d a a m u d a n ç a g e r a s e m p r e u m a c e r t a i n é r c i a, a p e s a r d e t o d a s a s p r o v a s d e q u e a i n t e r v e n ç ã o d o s e r h u m a n o e m a l g u m a s á r e a s d o p a t r i m ó n i o n a t u r a l e s t a v a a s e r a b u s i v a, h o u v e n e c e s s i d a d e d e r e g u l a m e n t a r o s r e s í d u o s d o p o n t o d e v is t a d a s u a c r i a ç ã o e t a m b é m d a s u a g e s t ã o. E m P o r t u g a l, o p r i m e i r o d o c u m e n t o l e g i s l a t i v o r e l a c i o n a d o c o m a t e m á t i c a d a g e s t ã o d e r e s í d u o s f o i a L e i n º 1 1 d e 1 9 8 7, i n t i t u l a d a, Lei d e B a s e s d e A m b i e n t e. N e s t e d o c u m e n t o p o d e l e r - s e : T o d o s 2

o s c i d a d ã o s t ê m o d i r e i t o a u m a m b i e n t e h u m a n o e e c o l o g i c a m e n t e e q u i l i b r a d o e o d e v e r d e o d e f e n d e r... e c o n t i n u a c o m A p o l í t i c a d e a m b i e n t e t e m p o r f i m o t i m i z a r e g a r a n t i r a c o n t i n u i d a d e d e u t i l i z a ç ã o d o s r e c u r s o s n a t u r a i s, q u a l i t a t i v a e q u a n t i t a t i v a m e n t e, c o m o p r e s s u p o s t o b á s i c o d e u m d e s e n v o l v i m e n t o a u t o s u s t e n t a d o. E n t r e t a n t o, j á f o r a m e s c r i t o s c e n t e n a s d e d o c u m e n t o s l e g a i s d e d i c a d o s à t e m á t i c a d a g e s t ã o d e r e s í d u o s ; a i n d a a s s i m, o p r o b l e m a e s t á l o n g e d e t e r r e s o l u ç ã o à v i s t a, s e n d o n e c e s s á r i o u m g r a n d e e s f o r ç o p o r p a r t e d a s e n t i d a d e s r e s p o n s á v e i s e o r g a n i s m o s d e i m p l e m e n t a ç ã o e c o n t r o l o d e m e d i d a s q u e f a ç a m f a c e à s m á s p r á t i c a s q u e a i n d a h o j e e m d i a p e r s i s t e m. Figura 2 - Exemplo de má prática da gestão de resíduos. Fonte: http://lixolixo.blogspot.pt/ 3

E m P o r t u g a l, n a s e q u ê n c i a d o D e c r e t o - L e i n. º 1 1 1 / 2 0 0 1, d e 6 d e A b r i l, o s p r o d u t o r e s d e p n e u s o r g a n i z a r a m - s e, c o n j u n t a m e n t e c o m o s i n d u s t r i a i s d o s s e c t o r e s d e r e c a u c h u t a g e m d e p n e u s e d e b o r r a c h a e f o r m a r a m a V a l o r p n e u Sociedade d e G e s t ã o d e P n e u s, L d a., c o m o o b j e t i v o d e o r g a n i z a r e g e r i r o s i s t e m a d e r e c o l h a e d e s t i n o f i n a l d e p n e u s u s a d o s. (w w w.val o r p n e u. p t ) F o i t a m b é m o D e c r e t o - Lei n. º 1 1 1 / 2 0 0 1 q u e e s t a b e l e c e u q u e a t é a o ano d e 2 0 0 7 d e v e r i a s e r g a r a n t i d a a r e c o l h a d e p n e u s u s a d o s n u m a p r o p o r ç ã o d e, p e l o m e n o s, 9 5 % d o s p n e u s a n u a l m e n t e c o l o c a d o s n o m e r c a d o, a r e c a u c h u t a g e m d e p n e u s u s a d o s n u m a p r o p o r ç ã o d e, p e l o m e n o s, 3 0 % d o s p n e u s a n u a l m e n t e c o l o c a d o s n o m e r c a d o e a v a l o r i z a ç ã o d a t o t a l i d a d e d o s p n e u s r e c o l h i d o s e n ã o r e c a u c h u t a d o s, d o s q u a i s p e l o m e n o s 6 5 % d e v e r ã o s e r r e c i c l a d o s. P o r s e r u m r e s í d u o c o m t e m p o d e d e c o m p o s i ç ã o i n d e t e r m i n a d o, o p n e u e s t á p r o i b i d o p o r Lei d e s e r d e p o s i t a d o e m a t e r r o, a s s i m c o m o a s u a q u e i m a a c é u a b e r t o, p o r r e s u l t a r l i b e r t a ç ã o d e g a s e s e x t r e m a m e n t e t ó x i c o s e p r e j u d i c i a i s a o a m b i e n t e ; f o i e n t ã o n e c e s s á r i o e n c o n t r a r a l t e r n a t i v a p a r a o d e s t i n o a d a r a o s P n e u s e m F i m d e V i d a ( P F V ). E x i s t e m h o j e e m d i a 4 d e s t i n o s p o s s í v e i s p a r a o s p n e u s u s a d o s e m P o r t u g a l, s ã o e l e s : a r e c a u c h u t a g e m, a r e u t i l i z a ç ã o, a r e c i c l a g e m e a v a l o r i z a ç ã o e n e r g é t i c a. A g e s t ã o d o s f l u x o s d e p n e u s u s a d o s é f e i t a p e l a V a l o r p n e u n o â m b i t o d o S i s t e m a I n t e g r a d o d e G e s t ã o d e P n e u s U s a d o s ( S G P U ). 4

1.2. A indústria da construção civil e os resíduos A e v o l u ç ã o q u e s e t e m v i n d o a v e r i f i c a r n a i n d ú s t r i a d a c o n s t r u ç ã o c i v i l t e m p o s s i b i l i t a d o d a r r e s p o s t a à s a d v e r s i d a d e s e n c o n t r a d a s n a s s u a s d i v e r s a s á r e a s d e a t u a ç ã o. A á r e a d a s e s t r u t u r a s d e s u p o r t e d e t e r r a s n ã o é e x c e ç ã o, t e n d o - s e t e s t e m u n h a d o u m a v a n ç o c o n s i d e r á v e l, n o m e a d a m e n t e n o d e s e n v o l v i m e n t o d e n o v a s t é c n i c a s d e r e f o r ç o d e s o l o s. E s t a e v o l u ç ã o d a i n d ú s t r i a d a c o n s t r u ç ã o t r o u x e g r a n d e s b e n e f í c i o s e c o n ó m i c o s, p e r m i t i n d o u m a m e l h o r i a d a q u a l i d a d e d a s c o n s t r u ç õ e s e r e d u z i n d o o t e m p o n e c e s s á r i o p a r a s e c o n s t r u i r. N o e n t a n t o, e s t a s m e l h o r i a s, n ã o t e n d o s i d o a l c a n ç a d a s t e n d o c o m o b a s e u m a f i l o s o f i a a s s e n t e n a s u s t e n t a b i l i d a d e e c o l ó g i c a, f a z e m c o m q u e a t u a l m e n t e s e p a g u e o p r e ç o d e u m a c i v i l i z a ç ã o c a d a v e z m a i s p r e j u d i c a d a p e l a s a g r e s s õ e s a m b i e n t a i s. N e s t a a l t u r a d e c o n s c i e n c i a l i z a ç ã o d a p o p u l a ç ã o p a r a a s c o n s e q u ê n c i a s q u e o s d a n o s c a u s a d o s a o m e i o a m b i e n t e p o d e m a c a r r e t a r, é n e c e s s á r i o m a i s d o q u e n u n c a, c r i a r a s b a s e s n e c e s s á r i a s p a r a u m f u t u r o s u s t e n t á v e l n u m a t e n t a t i v a d e i n v e r s ã o d a s t e n d ê n c i a s a q u e n o s v e m o s a t u a l m e n t e o b r i g a d o s. E s t i m a - s e q u e a i n d ú s t r i a d a c o n s t r u ç ã o c i v i l s e j a r e s p o n s á v e l p o r 1 5 a 5 0 % d o c o n s u m o d o s r e c u r s o s n a t u r a i s d o p l a n e t a. C o n t u d o, a u t i l i z a ç ã o d e r e s í d u o s c o m o m a t é r i a - p r i m a n a c o n s t r u ç ã o c i v i l p o d e v i r a r e d u z i r a q u a n t i d a d e d e r e c u r s o s n a t u r a i s r e t i r a d o s d o m e i o a m b i e n t e. ( F i o r i t i e A k a s a k i, 2 0 0 4 ) 5

A t u a l m e n t e, a i n d ú s t r i a d a c o n s t r u ç ã o c i v i l é u m d o s g r a n d e s c o n s u m i d o r e s d e p n e u s u s a d o s. A l g u n s e x e m p l o s d a s s u a s a p l i c a ç õ e s d e n t r o d a i n d ú s t r i a s ã o e m o b r a s d e c o n t e n ç õ e s, n a s m a r g e n s d e r i o s p a r a e v i t a r d e s m o r o n a m e n t o s, e m r e c i f e s a r t i f i c i a i s, n a c o n s t r u ç ã o d e q u e b r a - m a r e s, e m e q u i p a m e n t o s p a r a p a r q u e s i n f a n t i s, n o c o n t r o l o d e e r o s ã o. M u i t a s i n v e s t i g a ç õ e s t ê m v i n d o a s e r d e s e n v o l v i d a s c o m o p r o p ó s i t o d e e n c o n t r a r n o v a s u t i l i z a ç õ e s p a r a o s p n e u s e m f i m d e v i d a, m o s t r a n d o a s s i m u m c o m p r o m i s s o d a c o m u n i d a d e c i e n t í f i c a e e m p r e s a r i a l e m c o l a b o r a r n o a p o i o à p r o c u r a d e s o l u ç õ e s s u s t e n t á v e i s q u e f a ç a m a d i f e r e n ç a d o p o n t o d e v i s t a e c o l ó g i c o e c o m p e t i t i v o e m t e r m o s e c o n ó m i c o s. 1.3. Pneu como resíduo O p n e u é u m m a t e r i a l q u e p o s s u i u m p a p e l f u n d a m e n t a l e i n s u b s t i t u í v e l n a s n o s s a s v i d a s, t a n t o n o t r a n s p o r t e d e p a s s a g e i r o s c o m o n o d e c a r g a s, s e n d o f a b r i c a d o p r a t i c a m e n t e a t r a v é s d a m e s m a t e c n o l o g i a e m t o d o o m u n d o, t e c n o l o g i a e s s a q u e c a d a v e z s e t o r n a m a i s a v a n ç a d a, o b j e t i v a n d o o a u m e n t o d a v i d a ú t i l d o m e s m o p a r a a t e n d i m e n t o à s n e c e s s i d a d e s d o s u t i l i z a d o r e s. N o s d i a s d e h o j e, e s t a m e l h o r i a n a q u a l i d a d e d o s p n e u s v e m a c o m p a n h a d a p o r e x i g ê n c i a s d e d e s t i n o a p ó s f i m d a s u a v i d a ú t i l ; p o r é m, a i n d a n ã o s ã o d e f i n i t i v a m e n t e c u m p r i d a s, p r i n c i p a l m e n t e p e l o e n v o l v i m e n t o d e d i v e r s o s i n t e r v e n i e n t e s, c o m o f a b r i c a n t e s, r e v e n d e d o r e s, 6

r e c a u c h u t a g e n s e u t i l i z a d o r e s, t o r n a n d o d i f í c i l o t r a b a l h o d e c o n s c i e n c i a l i z a ç ã o e a c o m p a n h a m e n t o. ( R i b e i r o, 2 0 0 5 ) E x i s t e m a t u a l m e n t e v á r i o s d e s t i n o s q u e p o d e m s e r d a d o s à m a i o r p a r t e d o l i x o p r o d u z i d o p o r c a d a u m d e n ó s, d e s d e a i n c e n e r a ç ã o à r e c i c l a g e m. N o c a s o e s p e c í f i c o d o s p n e u s, e s t a s a l t e r n a t i v a s s ã o b a s t a n t e d i s p e n d i o s a s, s e n d o p o r i s s o a c o n s e l h a d a a r e u t i l i z a ç ã o d e s s e s r e s í d u o s, d e m a n e i r a a t i r a r p r o v e i t o d a s s u a s c a p a c i d a d e s. D e a c o r d o c o m o r e l a t ó r i o e c o n t a s d e 2 0 1 1 l a n ç a d o p e l a V a l o r p n e u ( e n t i d a d e q u e o r g a n i z a o S i s t e m a I n t e g r a d o d e G e s t ã o d e P n e u s U s a d o s ), e m P o r t u g a l e m 2 0 1 1 p a s s a r a m n o S i s t e m a I n t e g r a d o d e G e s t ã o d e P n e u s U s a d o s ( S G P U ) c e r c a d e 9 3 m i l t o n e l a d a s d e p n e u s u s a d o s. A t í t u l o d e c u r i o s i d a d e, s e g u n d o o R u b b e r M a n u f a c t u r e r s A s s o c i a t i o n ( 2 0 0 8 ) n e n h u m p a í s p r o d u z m a i s p n e u s e m f i m d e v i d a q u e o s E s t a d o s U n i d o s e e s t i m a - s e q u e s e j a m d i s p o s t o s 2 7 3 m i l h õ e s d e p n e u s p o r a n o, a l g o e m t o r n o d e 3, 6 m i l h õ e s d e t o n e l a d a s, o q u e r e p r e s e n t a m a i s d e u m p n e u p o r h a b i t a n t e p o r a n o. O r a, c o m o a t e n d ê n c i a é p a r a o a u m e n t o d o n ú m e r o d e p n e u s e m f i m d e v i d a, é t o t a l o i n t e r e s s e e m e n c o n t r a r a l t e r n a t i v a s e c o n o m i c a m e n t e viávei s q u e f a ç a m o e n c a m i n h a m e n t o d e s t a s u n i d a d e s, s e n d o q u e a m e l h o r h i p ó t e s e s e r i a a s u a r e u t i l iz a ç ã o. É d e l o u v a r q u e a t u a l m e n t e h a j a u m a p o l í t i c a d e g e s t ã o d e p n e u s u s a d o s d e v i d a m e n t e r e g u l a m e n t a d a, q u e a s e u t e mp o o s v á e n c a m i n h a n d o p a r a o d e v i d o d e s t i n o. P o r o u t r o l a d o, e s t a s 7

p o l i t i c a s a t u a m m a i o r i t a r i a m e n t e n o s r e s í d u o s q u e e s t ã o a s a i r d e c i r c u l a ç ã o n e s t e m o m e n t o, e n q u a n t o q u e p o r t o d o o p l a n e t a e x i s t e m m i l h a r e s d e a t e r r o s c o m m i l h õ e s d e t o n e l a d a s d e p n e u s q u e c o n t i n u a m a c a u s a r d a n o s à s p o v o a ç õ e s c i r c u n d a n t e s, s e n d o b e r ç o d e i n s e t o s q u e p o d e m t r a n s p o r t a r d o e n ç a s, e o u t r o s a n i m a i s p o t e n c i a l m e n t e p e r i g o s o s, c o n s t i t u i n d o u m c o n s t a n t e p e r i g o d e i n c ê n d i o. E m 1 9 8 3, n a l o c a l i d a d e d e R h i n e h a r t e m W i n c h e s t e r, V i r g í n i a n o s E s t a d o s U n i d o s d a A m é r i c a d e f l a g r o u u m i n c ê n d i o n u m a t e r r o o n d e e s t a r i a m à v o l t a d e s e t e m i l h õ e s d e p n e u s ; e s t e i n c ê n d i o s ó f o i e x t i n t o n o v e m e s e s d e p o i s d e t e r i n i c i a d o. Figura 3 - Depósito de pneus. Fonte: http://noticias.uol.com.br/ 8

2. Recolha bibliográfica sobre o tema 2.1. Conceção do Pneusol A u t i l i z a ç ã o d e p n e u s e m f i m d e v i d a e m o b r a s d e e n g e n h a r i a c i v i l é j á u m a r e a l i d a d e h á v á r i a s d é c a d a s e e m v á r i o s p a í s e s. E s t e f a c t o d e v e - se à s b o a s c a r a c t e r í s t i c a s r e s i s t e n t e s q u e o s p n e u s a p r e s e n t a m m e s m o a p ó s a l c a n ç a r e m o f i m d a s u a v i d a ú t i l. Em 1 9 8 4 Long p a t e n t e o u u m a t e c n o l o g i a c o n s t r u t i v a q u e a p e l i d o u d e P n e u s o l. A t e c n o l o g i a P n e u s o l t i r a p a r t i d o d a s c a r a c t e r í s t i c a s d e d o i s m a t e r i a i s, s o l o e p n e u, f o r m a n d o a s s i m u m m a t e r i a l c o m c a r a c t e r í s t i c a s m e l h o r a d a s, d e m a n e i r a a q u e p o s s a s e r u t i l i z a d o e m d e t e r m i n a d a s o l u ç ã o c o n s t r u t i v a. A j u n ç ã o d e s t e s d o i s m a t e r i a i s f a z c o m q u e s e j a p o s s í v e l u t i l i z a r s o l o s c o m p r o p r i e d a d e s m e c â n i c a s m a i s f r a c a s d o q u e é, u s u a l m e n t e, e x i g i d o, p o r e x e m p l o n a m a t e r i a l i z a ç ã o d e a t e r r o s. E s t a t e c n o l o g i a p a s s a p e l o a p r o v e i t a m e n t o d a s c a p a c i d a d e s r e s i s t e n t e s d o p n e u, i n c l u i n d o e c o m p a c t a n d o s o l o n o s e u i n t e r i o r, f o r m a n d o a s s i m u m n o v o m a t e r i a l a p a r t i r d o c o n j u n t o s o l o - p n e u, c o m c a p a c i d a d e s r e s i s t e n t e s s u p e r i o r e s à i n i c i a l, q u e r d o s o l o, q u e r d o p n e u i n d e p e n d e n t e m e n t e. A s e s t r u t u r a s d e s u p o r t e d e t e r r a s m a i s c o m u m m e n t e r e a l i z a d a s c o m p n e u s s ã o o s m u r o s d e g r a v i d a d e, e m q u e a s c a m a d a s d e p n e u s s ã o d i s p o s t a s d e s d e a b a s e d o m u r o a t é à a l t u r a q u e s e p r e t e n d e 9

a t i n g i r, s e n d o o s p n e u s u n i d o s e n t r e s i a t r a v é s d e a r a m e s o u c o r d a s, n o r m a l m e n t e d e p o l i pro p i l e n o. A d e f i n i ç ã o d a g e o m e t r i a d o m u r o e s t á d e p e n d e n t e d o s e u d i m e n s i o n a m e n t o p a r a o d e s e m p e n h o d a f u n ç ã o p r e t e n d i d a, m a s n o r m a l m e n t e, n o c a s o e s p e c i f i c o d o s m u r o s d e g r a v i d a d e, e s t e s a p r e s e n t a m u m a l a r g u r a v a r i á v e l, s e n d o a b a s e m a i s l a r g a e o t o p o m a i s e s t r e i t o. N a F i g u r a 4 p o d e v e r - s e u m e x e m p l o d e u m m u r o d e g r a v i d a d e c o n s t r u í d o c o m a tecnologia P n e u s o l. Figura 4 - Exemplo de um muro construído com a tecnologia Pneusol. Fonte: www.aliapur.fr O s p n e u s s ã o d i s p o s t o s e m c a m a d a s s o b r e p o s t a s e p r e e n c h i d o s c o m s o l o q u e s e r á c o m p a c t a d o, p o d e n d o o u n ã o e x i s t i r f a i x a s d e s o l o e n t r e a s c a m a d a s d e p n e u s. A s l i g a ç õ e s e n t r e o s p n e u s, c o m o f o i r e f e r i d o p o d e m s e r f e i t a s, a t r a v é s d e a r a m e o u d e c o r d a. A e s c o l h a d e u m o u o u t r o m a t e r i a l, d e v e t e r e m c o n t a a f a c i l i d a d e e o t e m p o d e e x e c u ç ã o, v i s t o q u e o 10

n ó q u e é n e c e s s á r i o e x e c u t a r c a s o s e o p t e p e l a c o r d a t o r n a o p r o c e s s o c o n s t r u t i v o m a i s l e n t o. P o r o u t r o l a d o, o a r a m e é u m m a t e r i a l m a i s c a r o d o q u e a c o r d a, s e n d o n e c e s s á r i a u m a a n á l i s e e c o n ó m i c a, d e f o r m a a e n t e n d e r a v i a b i l i d a d e q u e u m a o u o u t r a o p ç ã o t e m p a r a c a d a c a s o e s p e c í f i c o. A p ó s c o n s t r u í d o o m u r o d e v e - s e m a t e r i a l i z a r a p r o t e ç ã o d o s e l e m e n t o s q u e f i c a m à v i s t a, q u e r p o r m o t i v o s e s t é t i c o s q u e r p e l o a t a q u e s o f r i d o p e l a b o r r a c h a d o s p n e u s q u a n d o e x p o s t o s à l u z s o l a r. P a r a e n t e n d e r a t e c n o l o g i a P n e u s o l é n e c e s s á r i o q u e s e c o n h e ç a m o s c o m p o n e n t e s d o p n e u e a s s u a s c a r a c t e r í s t i c a s. D e u m a m a n e i r a e x p e d i t a, o s p n e u s t ê m n a s u a c o n s t i t u i ç ã o f i l a m e n t o s t ê x t e i s o u d e a ç o q u e f o r m a m u m a p r i m e i r a c a m a d a r e s i s t e n t e, e m c i m a d a q u a l s e r ã o c o l o c a d a s c a m a d a s d e b o r r a c h a, à q u a l s e d á o n o m e d e c a r c a ç a. E xiste t a m b é m u m f i l a m e n t o d e a ç o r e s p o n s á v e l p e l a l i g a ç ã o à j a n t e q u e g a r a n t e u m a r i g i d e z a c r e s c i d a, a p e l i d a d o d e t a l ã o. A s c a m a d a s d e b o r r a c h a q u e f a z e m a l i g a ç ã o d a c a r c a ç a a o t a l ã o s ã o c h a m a d a s f l a n c o s. O s p n e u s p o d e m s e r u t i l i z a d o s i n t e i r o s, c o m u m o u a m b o s o s f l a n c o s c o r t a d o s. A d e c i s ã o p a s s a p e l o b e n e f í c i o q u e s e p r e t e n d e t i r a r d e c a d a s i t u a ç ã o, j á q u e c o m o f o i p o s s í v e l c o n c l u i r d a b i b l i o g r a f i a c o n s u l t a d a, c a s o o p n e u s e j a u t i l i z a d o i n t e i r o t e r - se-á m a i s d i f i c u l d a d e e m c o m p a c t a r o s o l o q u e f i c a r á i n c l u í d o n o p n e u, r e s u l t a n d o n u m a e s t r u t u r a c o m m a i s v a z i o s, m a i s p e r m e á v e l, m a i s 11

d e f o r m á v e l, m e n o s c o e s a, c o m u m p e s o e s p e c í f i c o i n f e r i o r. Ca s o s e o p t e p o r u t i l i z a r p n e u s c o m u m o u o s d o i s f l a n c o s c o r t a d o s, c o n s e g u i r - se-á u m a m e l h o r c o m p a c t a ç ã o d o s o l o i n c l u í d o n o p n e u, l e v a n d o a u m a e s t r u t u r a m a i s c o e s a, d e m a i o r m a s s a e, à p a r t i d a, m a i s r e s i s t e n t e. A p e s a r d o e x p o s t o a n t e r i o r m e n t e, a s e l e ç ã o e n t r e a u t i l i z a ç ã o d e p n e u s i n t e i r o s o u c o m o s f l a n c o s c o r t a d o s, n o r m a l m e n t e p a s s a p e l o r e t o r n o e c o n ó m i c o a s s o c i a d o a c a d a u m a d a s o p ç õ e s. Ca s o a e s c o l h a r e c a i a s o b r e a u t i l i z a ç ã o d e p n e u s c o r t a d o s, s e r á n e c e s s á r i a a u t i l i z a ç ã o d e u m e q u i p a m e n t o e s p e c i a l q u e p e r m i t a f a z e r o c o r t e d o s p n e u s, o q u e a c a r r e t a u m e s f o r ç o e c o n ó m i c o m a i o r. A i n d a a s s i m, o i n v e s t i m e n t o f e i t o n o e q u i p a m e n t o u t i l i z a d o p a r a f a z e r o c o r t e n o s p n e u s p o d e n ã o s e r d e s f a v o r á v e l, c o m o p u d e r a m c o n s t a t a r S i e i r a e t a l ( 2 0 0 1 ) a q u a n d o d a c o n s t r u ç ã o d e u m m u r o e x p e r i m e n t a l. Apesar d o c u s t o a d i c i o n a l p a r a a q u i s i ç ã o d a m á q u i n a d e c o r t e, a r e m o ç ã o d a b a n d a l a t e r a l a c e l e r a o p r o c e s s o c o n s t r u t i v o, d e v i d o à m a i o r f a c i l i d a d e d e e x e c u ç ã o. D e a c o r d o c o m Long ( 1 9 9 0 ), u m a d a s q u a l i d a d e s d a s e s t r u t u r a s e x e c u t a d a s c o m o P n e u s o l é a s u a f l e x i b i l i d a d e, q u e p e r m i t e q u e s e j a c a p a z d e s u p o r t a r g r a n d e s a s s e n t a m e n t o s d i f e r e n c i a i s. P a r a a l é m d i s t o, a t e c n o l o g i a P n e u s o l t i r a p a r t i d o d e : - f a c i l i d a d e e r a p i d e z d e e x e c u ç ã o ; - c o n s t r u ç ã o f a s e a d a e f a c i l i d a d e d e n o r m a l i z a ç ã o ; 12

- p o s s i b i l i d a d e d e u t i l i z a ç ã o d e u m m a t e r i a l d e e n c h i m e n t o d e q u a l i d a d e i n f e r i o r ; - c a p a c i d a d e d e c o n s t r u i r : e s t r u t u r a s e m t e r r a o u e m á g u a ; e s t r u t u r a s a r q u i t e t o n i c a m e n t e m a i s a p e l a t i v a s ; - b e n e f í c i o a m b i e n t a l a t r a v é s d e o c o n s u m o d e u m m a t e r i a l i n c ó m o d o ; - g a n h o s e n e r g é t i c o s p e l a s u b s t i t u i ç ã o d e m a t e r i a i s u s u a i s ( b e t ã o o u a ç o, p o r e x e m p l o ) p o r u m r e s í d u o ; - n ã o n e c e s s i t a d e m ã o d e o b r a e s p e c i a l i z a d a. A a p l i c a ç ã o d a t e c n o l o g i a P n e u s o l n ã o s e l i m i t a a m u r o s d e s u p o r t e, t e n d o u m a e l e v a d a v e r s a t i l i d a d e q u e p e r m i t e s e r u t i l i z a d a e m o u t r o s t i p o s d e e s t r u t u r a s n o c a m p o d a g e o t e c n i a, c o m o r e f o r ç o d e f u n d a ç õ e s, r e d u ç ã o d e c a r g a s t r a n s m i t i d a s p e l o s o l o a t r a v é s d o s e u a l i g e i r a m e n t o, e s t r u t u r a s d e p r o t e ç ã o d e p o n t e s, i l h a s a r t i f i c i a i s, e n t r e o u t r o s. 2.2. Aplicações do Pneusol A p r i m e i r a e s t r u t u r a a u t i l i z a r a t e c n o l o g i a a q u e h o j e c h a m a m o s d e P n e u s o l f o i c o n s t r u í d a e m F r a n ç a, n a r e g i ã o d e La n g r e s, e m 1 9 9 0 p o r N. T. L o n g, e c o n s i s t i u n u m m u r o c o m 5 m d e a l t u r a e 1 0 m d e e x t e n s ã o, c o m o o b j e t i v o de p e r c e b e r a v i a b i l i d a d e d a u t i l i z a ç ã o d e p n e u s e m f i m d e v i d a c o m o m a t e r i a l d e r e f o r ç o d e s o l o s. A c o n s t r u ç ã o e a m o n i t o r i z a ç ã o d e s t a e s t r u t u r a e s t á n a 13

o r i g e m d o s p r i m e i r o s t r a b a l h o s p u b l i c a d o s a c e r c a d a s e s t r u t u r a s d e s u p o r t e d e t e r r a s c o m r e c u r s o a p n e u s e m f i m d e v i d a. D e s d e e s s a d a t a m u i t a s o u t a s e s t r u t u r a s f o r a m c o n s t r u í d a s, c o m v á r i a s c o n f i g u r a ç õ e s e d i m e n s õ e s. E n t r e a s m a i s e m b l e m á t i c a s e s t ã o e s t r u t u r a s c o n s t r u í d a s e m B u s s a n g ( F r a n ç a ), c o m p o s t a s por s e i s t r o ç o s d i s t i n t o s d e m u r o s c o m a l t u r a v a r i á v e l e n t r e 2 e 7 m e t r o s, t o t a l i z a n d o u m c o m p r i m e n t o d e 6 5 0 m e t r o s. Long, ( 1 9 9 0 ) O u t r a o b r a d e g r a n d e s d i m e n s õ e s f o i e x e c u t a d a e m O t t a wa ( Ca n a d á ). E s t a o b r a c o n s i s t i u n a c o n s t r u ç ã o d e u m m u r o u t i l i z a n d o a t e c n o l o g i a P n e u s o l, c o m 3 0 m e t r o s d e c o m p r i m e n t o e 4 m e t r o s d e a l t u r a. E s t e m u r o f o i r e a l i z a d o p a r a o b s e r v a ç ã o d o c o m p o r t a m e n t o u t i l i z a n d o i n c l i n ó m e t r o s, e x t e n s ó m e t r o s e c é l u l a s d e t e n s ã o t o t a l ( S i e i r a, 1 9 9 8 ). P a r a s e p e r c e b e r o c o m p o r t a m e n t o d o m u r o e m f u n ç ã o d o m a t e r i a l u t i l i z a d o f o i f e i t o o e n c h i m e n t o e m s e c ç õ e s d i f e r e n t e s, n u m a c o m a r e i a e n o u t r a c o m a r g i l a, s e n d o q u e n a z o n a c o m e n c h i m e n t o d e a r e i a f o r a m u t i l i z a d o s d o i s t i p o s d e s o l u ç õ e s, u m a c o m p n e u s c o r t a d o s e o u t r a c o m p n e u s i n t e i r o s, s e n d o n o f i m r e a l i z a d o u m a t e r r o d e 2 m p o r f o r m a a m a t e r i a l i z a r u m a s o b r e c a r g a. T a m b é m n o B r a s i l, n a r e g i ã o d e J a c a r e p a g u á, f o i e x e c u t a d o u m m u r o d e p n e u s c o m u m a á r e a d e 4 0 0 0 m 2. O m u r o f o i e x e c u t a d o c o m 4 m e t r o s d e a l t u r a e 6 0 m e t r o s d e c o m p r i m e n t o, s e n d o d i v i d i d o e m 4 s e c ç õ e s d i s t i n t a s d e 1 5 m e t r o s c a d a. A s 4 s e c ç õ e s a p r e s e n t a v a m d i f e r e n t e s c o n f i g u r a ç õ e s, c o m o o b j e t i v o d e p e r m i t i r a n a l i s a r e 14

c o m p a r a r a e f i c á c i a d e c a d a u m a d e l a s. N o f i n a l d a c o n s t r u ç ã o d o m u r o f o i r e a l i z a d o u m a t e r r o c o m 2 m e t r o s, p o r f o r m a a m a t e r i a l i z a r a s o b r e c a r g a ( S o u z a, 2 0 0 2 ). M a s a t e c n o l o g i a P n e u s o l n a E n g e n h a r i a Civil n ã o s e r e s t r i n g e à u t i l i z a ç ã o e m m u r o s d e s u p o r t e. O u t r a s d a s s u a s a p l i c a ç õ e s p o d e m s e r a d i m i n u i ç ã o d a p r e s s ã o e f e t i v a a t r a v é s d a d i m i n u i ç ã o d a d e n s i d a d e d o s o l o e m c o n t a c t o c o m p a r a m e n t o s i n s t á v e i s, a u t i l i z a ç ã o c o m o m a t e r i a l d e e n c h i m e n t o, d e f o r m a a r e d u z i r a p r e s s ã o e f e t i v a a c i m a d e t u b a g e n s o u t ú n e i s, a a b s o r ç ã o d e e n e r g i a d e i m p a c t o, p r o t e g e n d o a b a s e d e p i l a r e s d e p o n t e s o u d e o u t r o s e l e m e n t o s, e n t r e o u t r o s. P o r t o d o o m u n d o h á c e n t e n a s d e e s t r u t u r a s d e s u p o r t e r e a l i z a d a s c o m r e c u r s o a p n e u s e m f i m d e v i da, p r o v a n d o q u e e s t a é u m a t e c n o l o g i a q u e n ã o s ó c u m p r e o s o b j e t i v o s a q u e s e p r o p õ e, m a s t a m b é m f a z d a s u a c o m p o n e n t e e c o l ó g i c a u m a m a i s - v a l i a. 2.3. Características pneu e solo -pneu 2. 3. 1. C a r a ct eriza ção d e r esist ê ncia e de d ef o r mab ilidad e do pneu P a r a q u e s e p o s s a t e r u m m e l h o r e n t e n d i m e n t o d o c o m p o r t a m e n t o d a e s t r u t u r a c o m o u m t o d o, é i m p o r t a n t e q u e s e c o n h e ç a m a s c a r a c t e r í s t i c a s r e s i s t e n t e s e d e d e f o r m a b i l i d a d e d e c a d a u m d o s m a t e r i a i s c o n s t i t u i n t e s i n d i v i d u a l m e n t e. 15

O S h a u g h n e s s y ( 1 9 9 7 ) r e a l i z o u e n s a i o s l a b o r a t o r i a i s c o m v á r i o s p n e u s, i n t e i r o s e c o r t a d o s, c o m o o b j e t i v o d e d e t e r m i n a r a s s u a s c a p a c i d a d e s r e s i s t e n t e s. E m a l g u n s p n e u s u t i l i z o u u m a m o l a n o i n t e r i o r d o s p n e u s c o m u m a r i g i d e z d e 1 8 5 k N / m, p o r f o r m a a r e p l i c a r o c o m p o r t a m e n t o d o s o l o c o n t i d o n o p n e u e, a s s i m, d e t e r m i n a r o e f e i t o q u e o s o l o t e r á n a d e f o r m a ç ã o d o p n e u. N o s e u e s t u d o, O S h a u g h n e s s y ( 1 9 9 7 ) c o n c l u i q u e o s f l a n c o s c e d e m q u a n d o e x p o s t o s a u m a f o r ç a d e 7 k N p o r p n e u, a u m e n t a n d o p a r a 8 5 k N p o r p n e u, q u a n d o a t i n g e a c a r c a ç a a p ó s a c e d ê n c i a d o s f l a n c o s, a c r e s c e n t a n d o q u e o s p n e u s c o r t a d o s a p r e s e n t a v a m u m a r e s i s t ê n c i a i n f e r i o r c o m p a r a t i v a m e n t e a o s p n e u s i n t e i r o s. S e g u n d o L o n g ( 1 9 9 0 ), a r e s i s t ê n c i a m é d i a d o t a l ã o é d e 5 6 k N, c o m u m d e s v i o p a d r ã o d e 2 4 k N e a p r o b a b i l i d a d e d a r e s i s t ê n c i a m é d i a d o t a l ã o s e r s u p e r i o r a 2 6 k N é d e 9 0 %, e d e 8 0 % p a r a v a l o r e s q u e e x c e d a m 3 6 k N. N o c a s o d o s f l a n c o s, p r a t i c a m e n t e n ã o e x i s t e d i f e r e n ç a e n t r e o s d o i s f l a n c o s d o m e s m o p n e u, p o d e n d o a s u a r e s i s t ê n c i a v a r i a r e n t r e o s 1 7 k N p a r a o c a s o d o s p n e u s c o m me n o s r e f o r ç o, e o s 5 2 k N p a r a o s p n e u s m a i s r e f o r ç a d o s, s e n d o o s e u v a l o r m é d i o d e 2 5 k N c o m u m d e s v i o p a d r ã o d e 1 0 k N. L o n g ( 1 9 9 0 ) U m e s t u d o d e u m a u n i v e r s i d a d e d a M a l á s i a, r e a l i z a d o p o r H u a t et al ( 2 0 0 8 ), e n s a i o u à t r a ç ã o 1 3 p n e u s e m f i m d e v i d a, c o n c l u i n d o q u e a r e s i s t ê n c i a m é d i a é a p r o x i m a d a m e n t e i g u a l a 5 5. 8 1 k N c o m 16

u m d e s v i o p a d r ã o d e c e r c a d e 1 5. 1 9 k N, s e n d o 9 9. 0 8 % a p r o b a b i l i d a d e d e s s e v a l o r s e r m a i o r q u e 2 0 k N. N a F i g u r a 5 p o d e m v e r - s e i m a g e n s d o s e n s a i o s r e a l i z a d o s. Figura 5 - Teste de tração realizado em um pneu com os flancos cortados, antes e após cedência. Fonte: Huat et al, 2008 A p e s a r d e Lo n g ( 1 9 8 6 ) e H u a t e t a l ( 2 0 0 8 ) a p r e s e n t a r e m v a l o r e s b a s t a n t e s e m e l h a n t e s, a u t i l i z a ç ã o d e s t e s d a d o s d e v e s e r c o n t i d a e q u a l q u e r c á l c u l o o u a n á l i s e r e a l i z a d a c o m e s t e s v a l o r e s d e v e t e r e m c o n t a u m a e v e n t u a l e v o l u ç ã o d a q u a l i d a d e d o s m a t e r i a i s u t i l i z a d o s, a s s i m c o m o a s c o n d i ç õ e s e m q u e e s t e s e n s a i o s s ã o e f e t u a d o s. I d e a l m e n t e, a q u a l q u e r u t i l i z a ç ã o d e p n e u s e m f i m d e v i d a e m e s t r u t u r a s d e s u p o r t e d e t e r r a s d e v e r á p r e c e d e r u m a c a m p a n h a d e e n s a i o s, d e f o r m a a a v a l i a r a s c a r a c t e r í s t i c a s d o s p n e u s u t i l i z a d o s n a q u e l a a m o s t r a. 17

2. 3. 2. C a r a ct eriza ção d o solo A c a r a c t e r i z a ç ã o d o s o l o é u m d o s p a s s o s m a i s i m p o r t a n t e s p a r a a d e t e r m i n a ç ã o d o c o m p o r t a m e n t o d a s e s t r u t u r a s d e s u p o r t e d e t e r r a s. O c o m p o r t a m e n t o d o s o l o p o d e v a r i a r a t e n d e n d o a o l o c a l d e o n d e s e r á e x t r a í d o, c o n d i ç õ e s a t m o s f é r i c a s n o m o m e n t o d a c o n s t r u ç ã o, e n t r e o u t r o s f a t o r e s. P o r e s t e m o t i v o, a d e t e r m i n a ç ã o d a s c a r a c t e r í s t i c a s d o s o l o a s s u m e e s p e c i a l i m p o r t â n c i a, a t e n d e n d o à p o s s i b i l i d a d e d e e s t e s e a p r e s e n t a r d e v á r i a s f o r m a s, c o n t r a r i a m e n t e a o s p n e u s, q u e s e n d o u m m a t e r i a l f r u t o d e u m p r o c e s s o p r o d u t i v o e s u j e i t o a p r o c e s s o s d e c o n t r o l o d e q u a l i d a d e, n ã o t e r á t e n d ê n c i a a v e r a s s u a s c a r a c t e r í s t i c a s v a r i a r, p e l o m e n o s s i g n i f i c a t i v a m e n t e. F o i l e v a d a a c a b o u m a c a m p a n h a d e e n s a i o s, c u j o s r e s u l t a d o s s e r ã o e x p o s t o s n o C a p í t u l o 3, c o m o i n t u i t o d e d e t e r m i n a r a s p r i n c i p a i s c a r a c t e r í s t i c a s, d o s o l o. O S h a u g h n e s s y ( 1 9 9 7 ) f a z d i s t i n ç ã o e n t r e d o i s s o l o s c u j a s p r o p r i e d a d e s f í s i c a s f a z e m d e l e s m e l h o r e s o u p i o r e s mat e r i a i s d e a t e r r o. O m e l h o r, u m s o l o p o u c o c o e s ivo c o m m a i s d e 5 0 % de p a r t í c u l a s m a i o r e s q u e 0. 0 7 5 m m, b e m g r a d u a d o, e c o m u m â n g u l o d e a t r i t o d e, p e l o m e n o s, 3 0 º. Co n s i d e r a - s e e s t e s o l o u m b o m m a t e r i a l d e a t e r r o, a t e n d e n d o à s u a b o a t r a b a l h a b i l i d a d e, e s t a b i l i d a d e e p e r m e a b i l i d a d e. O s o l o d e a t e r r o c o n s i d e r a d o p o r O S h a u g h n e s s y ( 1 9 9 7 ) d e p i o r e s c a r a c t e r í s t i c a s é c o e s ivo, c o m a l t a 18

p l a s t i c i d a d e, c o m m a i s d e 5 0 % d e p a r t í c u l a s d e d i â m e t r o i n f e r i o r a 0. 0 7 5 m m. P a r a a l é m d a d e t e r m i n a ç ã o d a s c a p a c i d a d e s f í s i c a s d o s o l o é t a m b é m i m p o r t a n t e q u e s e a v a l i e a s u a c o m p o s i ç ã o q u í m i c a, n ã o s ó p a r a m a n t e r o c o n t r o l o e m t e r m o s d e i m p a c t e a m b i e n t a l, m a s t a m b é m d e m a n e i r a a a s s e g u r a r q u e n ã o e x i s t e m n a s u a c o m p o s i ç ã o p a r â m e t r o s q u e p o s s a m i n t e r f e r i r c o m o r e f o r ç o u t i l i z a d o, a f e t a n d o a l o n g e v i d a d e d a e s t r u t u r a. L o n g ( 1 9 9 0 ) c o n c l u i q u e a i n t r o d u ç ã o d e p n e u s n o s o l o p o u c o i n t e r f e r e n a m a g n i t u d e d o s e u â n g u l o d e a t r i t o ; p o r é m, o c a s i o n a u m a u m e n t o s i g n i f i c a t i v o d a s u a c o e s ã o. S e g u n d o S i e i r a e t a l ( 2 0 0 1 ) é e s p e c t á v e l q u e a r e s i s t ê n c i a a o c o r t e d o m a t e r i a l s o l o - p n e u s s e j a s e m p r e s u p e r i o r à d o s o l o. D e v e - s e s a l i e n t a r q u e, p a r a n í v e i s b a i x o s d e t e n s ã o c o n f i n a n t e, u m p e q u e n o a u m e n t o d o p a r â m e t r o c o e s ã o a c a r r e t a u m a e l e v a ç ã o s i g n i f i c a t i v a d a r e s i s t ê n c i a. 2. 3. 3. C a r a ct eriza ção d o conjunto sol o - pneu A a s s o c i a ç ã o d e d o i s m a t e r i a i s, s o l o e p n e u s, e s t e s ú l t i m o s l i g a d o s e n t r e s i, c o n s t i t u i u m c o n j u n t o c u j o c o m p o r t a m e n t o c o n d i c i o n a r á a r e s p o s t a d a e s t r u t u r a m a t e r i a l i z a d a c o m e s t a t e c n o l o g i a. T o r n a - se, p o r i s s o, i m p o r t a n t e p e r c e b e r q u e e s f o r ç o s s e m o b i l i z a m n o c o n j u n t o s o l o - p n e u s e s o b r e e s t e, a t u a r u m a f o r ç a. 19

S e g u n d o L o n g ( 1 9 9 0 ), e x i s t e m t r ê s p a r c e l a s r e s i s t e n t e s a q u a n d o d a a p l i c a ç ã o d e u m a f o r ç a ( F ) p a r a l e l a a o e i x o l o n g i t u d i n a l d o p n e u, s ã o e l a s : - a f o r ç a d e a t r i t o n a f a c e e x t e r i o r d a c a r c a ç a, c u j a á r e a v a r i a c o m a f o r ç a a p l i c a d a, v i s t o q u e a d e f o r m a ç ã o é t a n t o m a i o r q u a n t o m a i o r f o r a f o r ç a a p l i c a d a ; - a t e n s ã o p a s s i v a d o t e r r e n o à f r e n t e d a c a r c a ç a ; - a f o r ç a d e a t r i t o e n t r e o s o l o c o n t i d o n o p n e u e o s o l o à s u a v o l t a. A F i g u r a 6 i l u s t r a a d i s t r i b u i ç ã o d a s f o r ç a s r e f e r i d a s a n t e r i o r m e n t e. Figura 6 - Distribuição de forças admitidas por Long. A i n d a n o m e s m o e s t u d o, Lo n g ( 1 9 9 0 ) a n a l i s a a f o r ç a máxima e o d e s l o c a m e n t o q u e o c o r r e n o p a r a m e n t o d e u m a e s t r u t u r a d e p n e u s, c o r t a d o s e i n t e i r o s, c o m u m a d e t e r m i n a d a d i s p o s i ç ã o, q u a n d o s o l i c i t a d a p o r u ma f o r ç a F s o b u m a a l t u r a d e a t e r r o d e 1 m. ( Ta b e l a 1 ) 20

P n e u s c o r t a d o s P n e u s i n t e i r o s N ú m e r o d e e l e m e n t o s F m á x i m o ( k N ) > 4 4 > 6 8 > 4 4 > 4 1 < 38 > 5 6 >43 54 > 5 7 > 3 3 D e s l o c a m e n t o n o p a r a m e n t o > 4 3 0 > 2 6 0 > 2 4 0 > 2 0 0 > 2 4 0 > 1 3 5 > 3 6 0 460 > 3 8 5 > 2 5 5 ( m m ) E s f o r ç o d e t r a ç ã o p o r 1 0 0 m m d e 26 45 2 1. 5 2 6. 2 2 1. 2 4 9. 5 18 25 2 2. 5 20 d e s l o c a m e n t o ( k N ) Tabela 1 Resultados dos ensaios de tração. Fonte: Long, 1990 D i s p o s i ç ã o v e r t i c a l P n e u s c o r t a d o s P n e u s i n t e i r o s N ú m e r o d e e l e m e n t o s F o r ç a m á x i m a ( k N ) 31 49 68 > 3 3 32 41 1 9. 5 30 > 3 3 D e s l o c a m e n t o n o p a r a m e n t o ( m m ) 120 290 440 170 320 620 70 400 > 2 9 0 E s f o r ç o d e t r a ç ã o p o r 1 0 0 m m d e 30 39 36 25 19 16 19 20 25 d e s l o c a m e n t o ( k N ) Tabela 2 - Resultados dos ensaios de tração. Fonte: Long, 1990 21

Uma a n á l i s e d e s t e s d a d o s p e r m i t e c o n c l u i r q u e, n o c a s o d o s p n e u s c o r t a d o s, u m a u m e n t o d o n ú m e r o d e p n e u s n ã o e s t á d i r e t a m e n t e a s s o c i a d o a u m a u m e n t o d a f o r ç a. P o r s u a v e z, p a r e c e h a v e r u m a p r o p o r c i o n a l i d a d e n o q u e t o c a a o s d e s l o c a m e n t o s, s e n d o e s t e s m e n o r e s q u a n t o m a i s e l e m e n t o s e x i s t i r e m. N o q u e d i z r e s p e i t o a o s p n e u s i n t e i r o s, p a r e c e h a v e r u m a r e l a ç ã o c o m a d i s p o s i ç ã o d o s m e s m o s e a f o r ç a a t u a n t e m á x i m a, v i s t o q u e n o s p n e u s q u e a p r e s e n t a m u m a d i s p o s i ç ã o e m q u i n c ô n c i o, a f o r ç a a t u a n t e a u m e n t a qu a n t o m a i o r f o r o n ú m e r o d e p n e u s, e n q u a n t o q u e o s p n e u s d i s p o s t o s p a r a l e l a m e n t e, t ê m m e n o r c a p a c i d a d e d e s u p o r t a r e s s a f o r ç a. O c o n t r á r i o v e r i f i c a - s e a o n í v e l d o s d e s l o c a m e n t o s n o p a r a m e n t o, a u m e n t a n d o c o m o n ú m e r o d e p n e u s e m q u i n c ô n c i o u t i l i z a d o s e d i m i n u i n d o q u a n d o d i s p o s t o s p a r a l e l a m e n t e. N a T a b e l a 2 p o d e m v e r - s e o s r e s u l t a d o s o b t i d o s c o m o s p n e u s e m f i l a, d i s p o s t o s v e r t i c a l m e n t e e h o r i z o n t a l m e n t e, i n t e i r o s e c o r t a d o s. V e r i f i c a - s e q u e h á u m a u m e n t o d a f o r ç a d e t r a ç ã o c o m o a u m e n t o d o n ú m e r o d e p n e u s, s e n d o e s t e s a u m e n t o s p r o p o r c i o n a l m e n t e m a i o r es n o c a s o d o s p n e u s d i s p o s t o s n a v e r t i c a l, s e g u i n d o a m e s m a t e n d ê n c i a n o c a s o d o d e s l o c a m e n t o m á x i m o v e r i f i c a d o n o p a r a m e n t o. N o e s t u d o r e a l i z a d o p o r S i e i r a e t a l ( 2 0 0 1 ), e n s a i o s d e t r a ç ã o f o r a m r e a l i z a d o s c o m u m o u v á r i o s p n e u s ( f o r m a n d o a s s i m u m a 22

m a l h a ) s o b r e u m a t e r r o v a r i á v e l e n t r e 0, 5 e 1, 5 m e t r o s. D e p o i s d e i n s t a l a d o s, o s p n e u s e r a m t r a c i o n a d o s a t r a v é s d e u m m a c a c o h i d r á u l i c o q u e t r a n s m i t i a a f o r ç a a u m t i r a n t e m e t á l i c o p r e s o a o s p n e u s. ( F i g u r a 7 ) Figura 7 - Ensaio de tração realizado por Sieria, Medeiros, Sayão e Gerscovich. À esquerda, vista do aterro durante o ensaio, à direita, vista em pormenor do macaco hidráulico utilizado. C o n c l u i u - s e q u e o a u m e n t o d o n ú m e r o d e p n e u s r e s u l t a n u m a u m e n t o d a c a r g a d e r u t u r a, t e n d o p o u c a i n f l u ê n c i a n o s deslocamentos. E n s a i o s c o m m a i s d o q u e u m p n e u i n d i c a m u m a r e d u ç ã o d e a p r o x imadamente 3 8 % n a c a r g a d e r u t u r a p o r p n e u. O s r e s u l t a d o s i n d i c a m t a m b é m q u e a g e o m e t r i a d o p n e u ( c o r t a d o o u i n t e i r o ) n ã o t e m i n f l u ê n c i a s i g n i f i c a t i v a n o c o m p o r t a m e n t o d o c o n j u n t o. A c a m p a n h a d e e n s a i o s p e r m i t i u a i n d a c o n c l u i r q u e, e m e n s a i o s d e a r r a n c a m e n t o, o s p r i n c i p a i s m e c a n i s m o s d e r e s i s t ê n c i a e s t ã o a s s o c i a d o s a t e n s õ e s d e c o r t e m o b i l i z a d a s n a i n t e r f a c e s o l o - r e f o r ç o e a o i m p u l s o p a s s i v o n o r m a l à d i r e ç ã o d e m o v i m e n t a ç ã o d o r e f o r ç o. 23

A c o n t r i b u i ç ã o d e c a d a u m a d e s t a s p a r c e l a s d e p e n d e r á d a m a g n i t u d e d o s d e s l o c a m e n t o s n e c e s s á r i o s p a r a a s u a mo b i l i z a ç ã o. N a m a i o r i a d o s c a s o s, o s d e s l o c a m e n t o s s ã o s u f i c i e n t e s p a r a a m o b i l i z a ç ã o i n t e g r a l d a c o m p o n e n t e d e a t r i t o, m a s i n s u f i c i e n t e s p a r a a m o b i l i z a ç ã o d a r e s i s t ê n c i a p a s s i v a. 2. 3. 4. C a r a ct eriza ção d a ligação en tre p n eu s A l i g a ç ã o e n t r e p n e u s t e r á q u e t e r c a p a c i d a d e p a r a t r a n s m i t i r a s f o r ç a s a q u e e s t e s s e e n c o n t r e m s u j e i t o s, d e f o r m a a q u e o m a c i ç o s e c o m p o r t e c o m o u m t o d o. G e r a l m e n t e, c o m o f o i j á r e f e r i d o e s t a l i g a ç ã o p o d e r á s e r r e a l i z a d a d e d u a s m a n e i r a s d i s t i n t a s, c o m r e c u r s o a c o r d a s d e p o l i p r o p i l e n o ou a l i g a ç õ e s m e t á l i c a s. A d e c i s ã o e n t r e a s d u a s o p ç õ e s d e v e r á f u n d a m e n t a r - s e e m e n s a i o s e x p e r i m e n t a i s e em a n á l i s e s e c o n ó m i c a s, d e m a n e i r a a q u e s e e n c o n t r e u m c o m p r o m i s s o ó t i m o. H u a t e t a l ( 2 0 0 8 ) l e v a r a m a c a b o u m a c a m p a n h a d e e n s a i o s d e f o r m a a d e t e r m i n a r q u a i s a s c a p a c i d a d e s r e s i s t e n t e s d e c o r d a s d e p o l i p r o p i l e n o e d e c o r d a s m e t á l i c a s, a m b a s c o m 1 2 m m d e d i â m e t r o. O s r e s u l t a d o s o b t i d o s f a v o r e c e m a u t i l i z a ç ã o d e c o r d a s d e p r o p i l e n o, s e n d o a c a p a c i d a d e m á x ima d e u m a c o r d a de 5 2 k N, e n q u a n t o a c o r d a m e t á l i c a a p e n a s r e s i s t i u a 2 5 k N. P o r s u a v e z, O S h a u g h n e s s y ( 1 9 9 7 ) f e z o m e s m o t i p o d e e n s a i o a p e n a s p a r a c o r d a s d e p o l i p r o p i l e n o, t e n d o u s a d o c o r d a s c o m 24

9. 4 m m d e d i â m e t r o. N a s u a c a m p a n h a e x p e r i m e n t a l O S h a u g h n e s s y f e z v a r i a r o n ú m e r o d e l a ç a d a s d e u m a a t é t r ê s, t e n d o c h e g a d o a v a l o r e s d e f o r ç a s d e t r a ç ã o de 1 1. 9 k N, p a r a u m a s ó l a ç a d a e 2 9. 4 k N, p a r a a s t r ê s l a ç a d a s. I d e a l m e n t e, a o p ç ã o p o r c e r t o t i p o d e l i g a ç ã o d e v e r á v i r a c o m p a n h a d a d e u m a c a m p a n h a e x p e r i m e n t a l, d e f o r m a a d e t e r m i n a r q u a l o t i p o d e m a t e r i a l a u t i l i z a r e o t i p o d e l i g a ç ã o. T e n d o e m c o n t a q u e q u a l q u e r m a t e r i a l m e t á l i c o, q u a n d o s u j e i t o a v a r i a ç õ e s d e h u m i d a d e, t e r á t e n d ê n c i a a o x i d a r e q u e a e l e v a d a q u a l i d a d e d a s c o r d a s d e p r o p i l e n o p e r m i t e m u m a r e s i s t ê n c i a t a m b é m e l e v a d a, n ã o p a r e c e h a v e r n e c e s s i d a d e d e o p t a r p e l a a l t e r n a t i v a d a l i g a ç ã o m e t á l i c a, s e n d o q u e e s t a t a m b é m s e r á, à p a r t i d a, m a i s d i s p e n d i o s a. C o m o f o i r e f e r i d o a n t e r i o r m e n t e n o c a p í t u l o d a c a r a c t e r i z a ç ã o d o p n e u, e x i s t e u m a p r o b a b i l i d a d e d e c e r c a d e 9 9 % d e u m p n e u r e s i s t i r a u m a f o r ç a d e t r a ç ã o d e, p e l o m e n o s, 2 0 k N ; s e n d o a s s i m, p o d e r - se-á a d o t a r e s t e v a l o r c o m o m í n i m o a q u e a c o r d a t e r á q u e r e s i s t i r e a o f a z e r v a r i a r o d i â m e t r o d a c o r d a c h e g a r à s o l u ç ã o i d e a l. 2. 3. 5. C a r a ct eriza ção d a in t erface sol o -pneu A e s t r u t u r a o b j e t o d e s t e t r a b a l h o, n ã o p o d e n d o s e r c o n s i d e r a d a u m a e s t r u t u r a d e g r a v i d a d e, c a i r á n a c a t e g o r i a d e s o l o r e f o r ç a d o, 25

n e s t e c a s o a t r a v é s d a i n c l u s ã o d e f i l a s d e p n e u s c o m o o b j e t i v o d e g a r a n t i r a a n c o r a g e m d o p a r a m e n t o a o a t e r r o. C o n s i d e r a n d o a g e o m e t r i a a d m i t i d a p a r a o p r o t ó t i p o, a a n c o r a g e m t i r a r á p a r t i d o d a r e s i s t ê n c i a o f e r e c i d a p e l a f i l a d e p n e u s q u e p e n e t r a m n o s o l o q u e e s t á s u j e i t a à p r e s s ã o n o r m a l d o s o l o c o n f i n a n t e, e x e r c e n d o a s s i m u m a t e n s ã o r e s i s t e n t e m o b i l i z a d a p o r a t r i t o. E s s a t e n s ã o, n a i n t e r f a c e s o l o - r e f o r ç o é d a d a p o r : τ = μ σ n ( O S h a u g h n e s s y, 1 9 9 7 ) e q u e : μ é o c o e f i c i e n t e d e a t r i t o e n t r e o s o l o e o r e f o r ç o ; σ n é a t e n s ã o n o r m a l. O c o e f i c i e n t e d e a t r i t o d a i n t e r f a c e s o l o - r e f o r ç o é c a r a c t e r i z a d o p e l o â n g u l o d e a t r i t o d a i n t e r f a c e ( δ ) e p o d e s e r d e t e r m i n a d o e x p e r i m e n t a l m e n t e a t r a v é s d e e n s a i o s d e c o r t e. A r e l a ç ã o e n t r e o â n g u l o d e a t r i t o d o s o l o e d a i n t e r f a c e d e s o l o s q u e v a r i a m e n t r e a r e n o s o s e s i l t o s o s v a r i a e n t r e 0. 5 e 0. 8, o u s e j a : μ = tan δ (0.5 a 0.8) tan ( O S h a u g h n e s s y, 1 9 9 7 ) N a s c o n c l u s õ e s d o s e u e s t u d o, O S h a u g h n e s s y r e f e r e q u e a r e s i s t ê n c i a a o c o r t e d a i n t e r f a c e p o d e s e r e x p r e s s a p o r : τ interface = f c c + σ n tan(f Ø Ø) 26

e q u e : f c c a /c; f Ø δ / Ø ; c a a d e s ã o d a i n t e r f a c e ; c e Ø p a r â m e t r o s de r e si stência do solo ao c o r t e. E n s a i o s r e a l i z a d o s p o r O S h a u g h n e s s y, q u e p r e t e n d i a m f a z e r o e s t u d o c o m p a r a t i v o e n t r e d o i s s o l o s, u m a a r e i a s e c a e u m s i l t e s a t u r a d o, l e v a r a m à c o n c l u s ã o q u e a a r e i a s e c a a p r e s e n t a o m a i o r c o e f i c i e n t e d e a t r i t o, 0. 5 8, q u e c o r r e s p o n d e a u m â n g u l o d e a t r i t o d a i n t e r f a c e δ = 3 0 º, e n q u a n t o o s o l o s i l t o s o s a t u r a d o a p r e s e n t a u m c o e f i c i e n t e d e a t r i t o d e 0. 4 0, c o r r e s p o n d e n d o a u m â n g u l o d e a t r i t o d a i n t e r f a c e d e δ = 2 2 º. P o d e - s e c o n c l u i r q u e s o l o s c o m p o s t o s p o r p a r t í c u l a s m a i s g r o s s a s, c o m o a r e i a s o u g r a v i l h a s a p r e s e n t a m m a i o r r e s i s t ê n c i a n a i n t e r f a c e s o l o - r e f o r ç o, c o m p a r a t i v a m e n t e a s o l o s c o m p o s t o s p o r p a r t í c u l a s m a i s f i n a s. ( O S h a u g h n e s s y, 1 9 9 7 ) O c o m p o r t a m e n t o d a i n t e r f a c e s o l o - r e f o r ç o é f u n ç ã o d e v á r i o s f a t o r e s. E n t r e e s t e s e s t ã o a s c a r a c t e r í s t i c a s d e a t r i t o d o s o l o, a d e n s i d a d e d o s o l o, o t i p o d e s o l o, a g r a n u l o m e t r i a d o s o l o e a g e o m e t r i a d a s p a r t í c u l a s d o s o l o ( m a i s o u m e n o s a n g u l o s a s ), o t e o r e m á g u a, o c a r r e g a m e n t o e a s s u a s c o n d i ç õ e s e a q u a n t i d a d e d e f i n o s. ( O S h a u g h n e s s y, 1 9 9 7 ) 27

2.4. Impacte ambiental e resistência ao fogo 2.4.1. Impacte ambiental O o b j e t i v o d e c o n s t r u i r u m m u r o d e s u p o r t e r e a p r o v e i t a n d o p n e u s e m f i m d e v i d a, p a r t e d e u m p l a n o d e v e r a s s o l i d á r i o ; n o e n t a n t o, i s s o p o r s i s ó n ã o é s u f i c i e n t e p a r a f a z e r d e s t a t e c n o l o g i a u m a a l t e r n a t i v a c o n f i á v e l, s e m a n t e s p r o v a r a s u a i n o c u i d a d e e m t e r m o s d e i m p a c t e a m b i e n t a l. A i n c l u s ã o d e r e f o r ç o s n o s o l o n ã o d e v e e m n e n h u m a c i r c u n s t â n c i a a l t e r a r a s c a r a c t e r í s t i c a s d e s s e m e s m o s o l o, c o n t a m i n a n d o - o, o u a o s s e u s c o n s t i t u i n t e s c o m o a á g u a o u o a r n e l e c o n t i d o. A i m p o s i ç ã o p o r l e i d e p a r â m e t r o s d e q u a l i d a d e p a r a a á g u a d e s t i n a d a a o c o n s u m o h u m a n o d e v e s e r r e s p e i t a d a, e m q u a l q u e r c i r c u n s t â n c i a. E s t a p r o b l e m á t i c a f o i j á a b o r d a d a, t e n d o s i d o a l v o d e u m a s é r i e d e e s t u d o s r e a l i z a d o s n o s E s t a d o U n i d o s d a A m é r i c a, n o â m b i t o d e o b r a s r o d o v i á r i a s q u e u t i l i z a r a m p n e u s c o m o m a t e r i a l d e e n c h i m e n t o e m e l h o r a m e n t o d a s c o n d i ç õ e s d e s u p o r t e d o s o l o. A s a m o s t r a s f o r a m t e s t a d a s p a r a d i v e r s o s c o m p o n e n t e s i n o r g â n i c o s c o m l i m i t e s p r i m á r i o s e s e c u n d á r i o s d e c o n s u m o h u m a n o, s e n d o o s v a l o r e s d o s l i m ites p r i m á r i o s m a i s r e s t r i t o s. F o r a m a i n d a m o n i t o r i z a d o s o p H d e c a d a a a m o s t r a a s s i m c o m o a q u a n t i d a d e d e s ó l i d o s d i s s o l v i d o s ( e m m g / L). 28

F o i r e a l i z a d a u m a a n á l i s e c o m p a r a t i v a d o s v a l o r e s o b t i d o s n o s e s t u d o s a m e r i c a n o s c o m o D e c r e t o - Lei n. º 3 0 6 / 2 0 0 7 q u e r e g u l a m e n t a o s p a r â m e t r o s d e q u a l i d a d e d a á g u a p a r a c o n s u m o h u m a n o e m P o r t u g a l. E m 1 9 9 2, E l d i n e S e n o u c i l e v a r a m a c a b o u m a c a m p a n h a d e e n s a i o s e x p e r i m e n t a i s q u e t e v e c o m o b a s e a r e c o l h a d e a m o s t r a s d e á g u a, a t r a v é s d e u m l i s í m e t r o s i t u a d o a b a i x o d e u m a c a m a d a d e p n e u s c o m a p r o x i m a d a m e n t e 1. 5 m e t r o s d e a l t u r a, p a r t e c o n s t i t u i n t e d e u m a e s t r a d a, n o e s t a d o d o W i s c o n s i n, d e o n d e f o r a m r e c o l h i d a s d e z a m o s t r a s d u r a n t e u m p e r í o d o d e 2 6 m e s e s. ( H u m p h r e y & S wett, 2 0 0 6 ). A s a m o s t r a s t e s t a d a s r e g i s t a r a m v a l o r e s d e C l o r e t o s, F e r r o e M a n g a n ê s a c i m a d o s v a l o r e s s e c u n d á r i o s r e c o m e n d a d o s p e l a s n o r m a s a m e r i c a n a s a s s i m c o m o o s l imites i m p o s t o s p e l o D e c r e t o - L e i n. º 3 0 6 / 2 0 0 7, t e n d o c u m p r i d o o s l i m i t e s p r i m á r i o s a d m i t i d o s p e l a s n o r m a s a m e r i c a n a s. N e n h u m o u t r o c o m p o n e n t e t e s t a d o e s t a v a a c i m a d o l i m i t e p e r m i t i d o. U m o u t r o c a s o e s t u d a d o p o r H u m p h r e y e K a t z ( 2 0 0 0 ) c o n s i s t i u n a m o n i t o r i z a ç ã o d o s p a r â m e t r o s d a á g u a d e u m t r o ç o d e e s t r a d a c o m p o s t a p o r c i n c o p a r t e s d e 3 3 m e t r o s c a d a, e m q u e q u a t r o d e s s a s p a r t e s f o r a m c o n s t r u í d a s s o b r e u m a a l t u r a d e 0. 6 1 m d e u m d e r i v a d o a g r e g a d o d e p n e u s e 1. 4 m d e s o l o. A ú l t i m a n ã o t i n h a n e n h u m t i p o d e p n e u s n a s u a c o m p o s i ç ã o, s e n d o u t l i z a d o c o m o c o n t r o l o. ( H u m p h r e y & S wett, 2 0 0 6 ) 29

A a n á l i s e d a s a m o s t r a s r e c o l h i d a s r e g i s t a r a m val o r e s d e c o n c e n t r a ç ã o d e c lo r e t o s e l e v a d o s, t a n t o n a s e c ç ã o c o n s t r u í d a c o m p n e u s, c o m o n a s e c ç ã o u t i l i z a d a c o m o c o n t r o l o, d e i x a n d o a n t e v e r q u e a e l e v a d a c o n c e n t r a ç ã o d e s t e c o m p o n e n t e p o s s a n ã o e s t a r r e l a c i o n a d a c o m a e x i s t ê n c i a d e p n e u s n o s o l o. J á a s c o n c e n t r a ç õ e s d e M a n g a n ê s e F e r r o e x c e d e r a m o l i m i t e r e c o m e n d a d o e x c l u s i v a m e n t e n o t r e c h o c o n s t r u í d o c o m p n e u s, e s t a n d o a c o n c e n t r a ç ã o d e s t e e lemento a b a i x o d o l i m i t e r e c o m e n d a d o n a s e c ç ã o d e c o n t r o l o. E m t o d a s a s c a m p a n h a s s e v e r i f i c o u u m n ú m e r o e l e v a d o d e s ó l i d o s d i s s o l v i d o s n a á g u a, a p r o x i m a d a m e n t e d u a s v e z e s o v a lo r m í n i m o r e c o m e n d a d o. D i f i c i l m e n t e s e p o d e r á a t r i b u i r à u t i l i z a ç ã o d e p n e u s o e l e v a d o n ú m e r o d e s ó l i d o s p r e s e n t e s n a s a m o s t r a s, a t e n d e n d o a o f a c t o d e e x i s t i r u m a e s t r a d a e m f u n c i o n a m e n t o a c i m a d e s t e, s e n d o e s t e o m a i s p r o v á v e l m o t i v o p a r a e s t a e l e v a d a c o n c e n t r a ç ã o. O p H d a s a m o s t r a s p a r e c e n ã o s e r e s p e c i a l m e n t e a f e t a d o p e l a p r e s e n ç a d e p n e u s n a s o l o, p o d e n d o v a r i a r e n t r e 6. 5-8. 5 n o c a s o a m e r i c a n o e 6. 5-9 n o c a s o d e P o r t u g a l. As a m o s t r a s a p r e s e n t a v a m v a l o r e s q u e r o n d a v a m p H i g u a l a 7. 5. O v a l o r d o p H d a s a m o s t r a s v a r i a m a i s f a c i l m e n t e c o m a a ç ã o d a s c h u v a s e o p H d a s m e s m a s. N o s e u e s t u d o, H u m p h r e y & S wett ( 2 0 0 6 ) c o n c l u e m q u e a p r e s e n ç a d e p n e u s n o s o l o n ã o f a z e x c e d e r a c o n c e n t r a ç ã o d o s m e t a i s c o m p a r â m e t r o s p r i m á r i o s, p a r a a l é m d o s v a l o r e s e m q u e e s t e s e x i s t e m e m c o n d i ç õ e s n o r m a i s. 30

J á o s q u í m i c o s c o m p a r â m e t r o s s e c u n d á r i o s p o d e m a l t e r a r a c o n c e n t r a ç ã o p a r a v a l o r e s a c i m a d o s r e g u l a m e n t a d o s, n o m e a d a m e n t e a s c o n c e n t r a ç õ e s d e F e r r o e M a n g a n ê s. E s t e s v a l o r e s o c o r r e m e m a m o s t r a s r e t i r a d a s d e l o c a i s m u i t o p r ó x i m o s d o l o c a l o n d e s e e n c o n t r a o s u b s t r a t o d e p n e u s, t e n d o s i d o r e g i s t a d o s v a l o r e s n o r m a i s d a s c o n c e n t r a ç õ e s d e s t e s c o m p o n e n t e s e m l o c a i s d e r e c o l h a d e a m o s t r a s m a i s a f a s t a d o s. U m e s t u d o r e a l i z a d o p o r E n g s t r o m & Lamb ( 1 9 9 4 ) c o m p a r o u a n á l i s e s r e t i r a d a s d e s e t e l o c a i s d e e s t u d o o n d e p n e u s t r i t u r a d o s f o r a m u t i l i z a d o s c o m o p a r t e i n t e g r a n t e d a f u n d a ç ã o d e e s t r a d a s, à s e m e l h a n ç a d o q u e f o i d e s c r i t o n o s c a s o s c i t a d o s a n t e r i o r m e n t e n e s t e c a p í t u l o. F o r a m a i n d a l e v a d a s a c a b o c a m p a n h a s d e e n s a i o s e x p e r i m e n t a i s e m l a b o r a t ó r i o c o m o c o m p l e m e n t o. E s t e e s t u d o l e v o u à s s e g u i n t e s c o n c l u s õ e s : A p r e s e n ç a d e e l e v a d a s c o n c e n t r a ç õ e s d e m e t a i s é m a i s p r o v á v e l e m c o n d i ç õ e s d e p H á c i d o. E n s a i o s l a b o r a t o r i a i s d e m o n s t r a m q u e c o m p o n e n t e s c o m o B á r i o, C á d m i o, Crómio, C h u m b o, S e l é n i o e Z i n c o s ã o p r e o c u p a n t e s. A o c o r r ê n c i a d e e l e v a d a s c o n c e n t r a ç õ e s d e H i d r o c a r b o n e t o s A r o m á t i c o s P o l i n u c l e a r e s e d e H i d r o c a r b o n e t o s T o t a i s de P e t r ó l e o é m a i s p r o v á v e l e m c o n d i ç õ e s b á s i c a s d e p H. N ã o s e v e r i f i c a r a m c o n c e n t r a ç õ e s p r e o c u p a n t e s d e n e n h u m c o m p o n e n t e e m c o n d i ç õ e s d e p H n e u t r a s ( p H 7. 0 ). 31

O s v a l o r e s l i m i t e d o s p a r â m e t r o s r e c o m e n d a d o s p a r a á g u a d e c o n s u m o h u m a n o p o d e m s e r e x c e d i d o s s e f o r v e r i f i c a d o o p i o r c a s o p o s s í v e l, p a r a p a r â m e t r o s c o m o B á r i o, Cádmio, C r ó m i o, C h u m b o, S e l é n i o e Z i n c o. A m o s t r a s d e a s f a l t o t e s t a d a s e m l a b o r a t ó r i o e x c e d e r a m t o d a s a s c o n c e n t r a ç õ e s d o s p a r â m e t r o s l i m i t e r e c o m e n d a d o s p a r a t o d a s a s c o n d i ç õ e s d e p H. E s t u d o s d e c a m p o n ã o i d e n t i f i c a r a m n e n h u m a d i f e r e n ç a e n t r e d e p ó s i t o s d e p n e u s e m f i m d e v i d a e a s a m o s t r a s r e t i r a d a s d o s l o c a i s e m e s t u d o. ( E n g s t r o m & Lamb, 1 9 9 4 ) O s e s t u d o s a n a l i s a d o s p e r m i t e m c o n c l u i r q u e, a p e s a r d e e m a l g u m a s s i t u a ç õ e s o s p a r â m e t r o s l i m i t e r e c o m e n d a d o s s e r e m e x c e d i d o s, e s t e f a c t o p o d e n ã o e s t a r r e l a c i o n a d o a p e n a s c o m a p r e s e n ç a d e p n e u s n o s o l o, v i s t o q u e o s e s t u d o s f o r a m r e a l i z a d o s e m e s t r a d a s, c u j a p r e s e n ç a d e a s f a l t o p o d e r á s e r m a i s p r e j u d i c i a l q u e a d e p n e u s. A p e n a s n o e s t u d o r e a l i z a d o p o r H u m p h r e y & S w e t t ( 2 0 0 6 ) s e p o d e a t r i b u i r a s d i f e r e n t e s c o n c e n t r a ç õ e s d e M a n g a n ê s e F e r r o à p r e s e n ç a d e p n e u s n o s u b s t r a t o, s e n d o a c o n c e n t r a ç ã o d e F e r r o, a p e n a s l i g e i r a m e n t e s u p e r i o r a o l i m i t e r e c o m e n d a d o. N u m e s t u d o p u b l i c a d o p o r L e i t ã o e t a l. ( 2 0 0 2 ) n o â m b i t o d o p r o j e c t o c o m u n i t á r i o P O L M I T ( P o l l u t i o n o f g r o u n d water a n d s o i l b y r o a d a n d t r a f f i c s o u r c e s : d i s p e r s a l m e c h a n i s m s, p a t h way s a n d mitigation m e a s u r e s ), o a u t o r a t r i b u i a l i b e r t a ç ã o d o s m e t a i s 32

p e s a d o s Cá d m i o, Cr ó m i o, Co b r e, Chumbo e Z i n c o a o d e s g a s t e d o s p n e u s q u e c i r c u l a m n a r o d o v i a. D e a c o r d o c o m o s r e s u l t a d o s d o s e s t u d o s a n a l i s a d o s a n t e r i o r m e n t e n e s t e c a p í t u l o, n ã o s e v e r i f i c a a u m e n t o d a s c o n c e n t r a ç õ e s d e s t e s c o m p o n e n t e s n a s a m o s t r a s a n a l i s a d a s ; a t e n d e n d o a e s t e f a c t o, p o d e r i a c o n c l u i r - s e q u e, a m e n o s q u e h a j a d e s g a s t e d o s p n e u s, n ã o h a v e r á l i b e r t a ç ã o d e s t e s m e t a i s p a r a o m e i o q u e r o d e i a o p n e u, s e n d o l e g í t i m o a d m i t i r q u e a s a l t e r a ç õ e s d o s p a r â m e t r o s o c o r r i d o s r e s u l t a r á d e u m a r a z ã o e x t e r n a à p r e s e n ç a d e p n e u s n o s o l o. D e a c o r d o c o m o s d a d o s d o r e l a t ó r i o e l a b o r a d o n o â m b i t o d a s o r i e n t a ç õ e s t é c n i c a s d a g e s t ã o d e p n e u s u s a d o s, e x e c u t a d o d e a c o r d o c o m o A r t i g o 1 0 d a Co n v e n ç ã o d e B a s i l e i a, e m t e r m o s d e t o x i c i d a d e, v á r i o s e s t u d o s r e a l i z a d o s e s t u d a n d o t a x a s d e m o r t a l i d a d e d e m i c r o r g a n i s m o s e m a m o s t r a s d e á g u a c o n t e n d o b o r r a c h a d e p n e u t r i t u r a d a, e l a b o r a d o s d e a c o r d o c o m a s n o r m a s E u r o p e i a s I S O 8 6 9 2, 6 3 4 1, 7 3 4 6 e 1 1 2 6 8 / 1, c o n c l u í r a m qu e, n a p i o r d a s s i t u a ç õ e s, a s c o n c e n t r a ç õ e s d a s s u b s t â n c i a s p r e j u d i c i a i s o c o r r e m n u m a m a g n i t u d e 1 3 0 v e z e s i n f e r i o r à q u e s e r i a p r e j u d i c i a l p a r a o s o r g a n i s m o s v i v o s e s t u d a d o s. P o s t o i s t o, s e r á l e g í t i m o a d m i t i r q u e, p e r a n t e o s d a d o s a n a l i s a d o s, o s p n e u s i n t r o d u z i d o s n o s o l o n ã o a l t e r a m o s p a r â m e t r o s d o m e s m o, n ã o c o n s t i t u i n d o u m a a m e a ç a r e l e v a n t e, d e i x a n d o a s s i m a b e r t a a p o s s i b i l i d a d e d a s u a u t i l i z a ç ã o, p e r m i t i n d o t i r a r o p r o v e i t o d a s s u a s p r o p r i e d a d e s r e s i s t e n t e s. 33

2.4.2. Resistência ao fogo S e n d o o p n e u u m m a t e r i a l c o m b u s t í v e l, a s u a c o m b u s t ã o é e x t r e m a m e n t e n o c i v a p a r a o a m b i e n t e, d e v i d o a o s g a s e s l i b e r t a d o s d u r a n t e a m e s m a. A p e s a r d e c o m b u s t í v e l, a i g n i ç ã o d o p n e u é d i f í c i l c o m o f i c o u c o m p r o v a d o n o e s t u d o e n c o m e n d a d o p e l o C o n d a d o d e W e s t Y o r k s h i r e, e m I n g l a t e r r a. N e s t e e s t u d o f o i a v a l i a d o o p e r i g o d e i n c ê n d i o d e u m a e s t r u t u r a c o n s t i t u í d a p o r p n e u s e s o l o, c o m u m m e t r o d e a l t u r a, n ã o e s t a n d o o s o l o c o m p a c t a d o. V á r i a s t e n t a t i v a s d e i g n i ç ã o d a e s t r u t u r a f o r a m u t i l i z a d a s e a p e s a r d e a e s t r u t u r a n ã o s e r r e p r e s e n t a t i v a d e u m m u r o d e s u p o r t e, a l g u n s d a d o s i m p o r t a n t e s f o r a m r e c o l h i d o s d a e x p e r i ê n c i a, n o m e a d a m e n t e : P a r a a t e a r o f o g o à e s t r u t u r a é n e c e s s á r i o u m a f o n t e d e i g n i ç ã o c o n t í n u a, c o m o p o r e x e m p l o u m a f o g u e i r a, v i s t o q u e o u s o d e g a s o l i n a o u m a ç a r i c o a g á s é i n s u f i c i e n t e ; A a p l i c a ç ã o d o m a ç a r i c o a g á s l e v o u à c a r b o n i z a ç ã o d a b o r r a c h a n a z o n a d e a p l i c a ç ã o d a c h a m a, t e n d o p r o v o c a d o d a n o s m e n o r e s, c o m p a r a t i v a m e n t e a o u t r a s f o n t e s d e i g n i ç ã o ; A c o m b u s t ã o d o s p n e u s é l i m i t a d a a o s p n e u s e x p o s t o s, s e n d o i n c a p a z d e p e n e t r a r n o m a c i ç o ; A p o s s i b i l i d a d e d e c o m b u s t ã o p o d e s e r e l i m i n a d a s e o p a r a m e n t o f o r p r o t e g i d o p o r m a t e r i a i s i n c o m b u s t í v e i s, c o m o 34

p o r e x e m p l o, b l o c o s d e a l v e n a r i a o u d e b e t ã o, p a i n é i s d e m e t a l, g a b i õ e s o u, s i m p l e s m e n t e s o l o. ( O S h a u g h n e s s y, 1 9 9 7 ) D e s c o n h e c e - s e o e f e i t o q u e a c o m p a c t a ç ã o d o s o l o n o i n t e r i o r d o s p n e u s p o d e r á t e r, s e n d o e s t e u m p o s s í v e l t e m a d e e s t u d o. A c o n s t a t a ç ã o d e q u e a i n c l u s ã o d e p n e u s n o m e i o a m b i e n t e c o m o p a r t e d e u m a e s t r u t u r a d e s u p o r t e é, e m t e r m o s d e i m p a c t e a m b i e n t a l, i n o f e n s i v a, v a l i d a a a p o s t a n e s t e t i p o d e s o l u ç õ e s, t o r n a n d o - a s u m a m a i s - v a l i a a n í v e l e s t r u t u r a l, v i s t o q u e d e s e m p e n h a a f u n ç ã o a q u e s e c o m p r o m e t e, d e f o r m a t ã o c o m p e t e n t e c o m o a s a l t e r n a t i v a s m a i s c o m u n s, a s s i m c o m o a n í v e l a m b i e n t a l, m o s t r a n d o s e r u m a h i p ó t e s e v i á v e l n o d e s t i n o f i n a l a d a r a p n e u s e m f i m d e v i d a, a j u d a n d o n a g e s t ã o d e s t e r e s í d u o. 35

3. Conceção de um protótipo Nota prévia A c o n s t r u ç ã o d o p r o t ó t i p o e s t a v a i n i c i a l m e n t e p r e v i s t a p a r a a z o n a d e B a l t a r, o n d e s e r i a i n c l u í d a n o s t r a b a l h o s a s e r e m d e s e n v o l v i d o s n a r e a l i z a ç ã o d e u m a o b r a d e c o n s t r u ç ã o q u e a í s e d e s e n r o l a v a. N o e n t a n t o, p o r m o t i v o s l o g í s t i c o s a l h e i o s a o c o n t r o l o d o a u t or d e s t a d i s s e r t a ç ã o t a l n ã o f o i p o s s í v e l, d i f i c u l t a n d o a s s i m a t a r e f a d e m a t e r i a l i z a ç ã o d e u m p r o t ó t i p o, n a q u e l e l o c a l. P e r a n t e a i n v i a b i l i d a d e d e e x e c u t a r o p r o t ó t i p o n e s t a e m p r e i t a d a f o i s e l e c i o n a d a u m a s e g u n d a h i p ó t e s e d e l o c a l i z a ç ã o, n u m a o u t r a e m p r e i t a d a, o n d e s e r i a c o n s t r u í d o u m p r o t ó t i p o e m t u d o i d ê n t i c o a o i d e a l i z a d o p a r a o l o c a l i n i c i a l. Tam b é m n e s t e l o c a l, a c o n s t r u ç ã o d o p r o t ó t i p o n ã o d e v e r i f i c o u s e r p o s s í v e l, c o m o r e s u l t a d o d e v a r i a d a s i m p o s s i b i l i d a d e s l o g í s t i c a s. 3.1. Geometria do muro A p e r s p e tiva d e m a t e r i a l i z a ç ã o d e u m p r o t ó t i p o i n t e g r a d o n o s t r a b a l h o s d e u m a o b r a q u e s e i n i c i a r a m a q u a n d o d o a r r a n q u e d e s t a d i s s e r t a ç ã o, l e v o u à d e f i n i ç ã o d e u m a g e o m e t r i a i n i c i a l q u e s e r e p r o d u z n a F i g u r a 8. 36

Figura 8 - Esboço da geometria do protótipo com o paramento inclinado. A d e f i n i ç ã o d a g e o m e t r i a d o p r o t ó t i p o t o r n o u - s e u m p r o c e s s o i t e r a t i v o q u e f o i s e n d o a d a p t a d o c o m a a q u i s i ç ã o d e i n f o r m a ç ã o a c e r c a d a s c a r a c t e r í s t i c a s d o m o d e l o. E s t a a p r e n d i z a g e m f o i p o s s í v e l a t r a v é s d e a n á l i s e s g e o m é t r i c a s r e a l i z a d a s c o m o s o f t ware P h a s e 2, o n d e f o i p o s s í v e l c o m p r e e n d e r o c o m p o r t a m e n t o d o m u r o q u a n d o s u j e i t o a a l t e r a ç õ e s n a s u a g e o m e t r i a, c o m o p o r e x e m p l o, i n c l i n a ç ã o d o p a r a m e n t o, c o m p r i m e n t o d e r e f o r ç o, e n t r e o u t r a s. O p r o t ó t i p o s e r á c o m p o s t o p o r 1 2 c a m a d a s d e p n e u s s o b r e p o s t a s, e m q u e, e m q u a t r o d e s s a s c a m a d a s ( 1 ª, 4 ª, 7 ª e 1 0 ª ) s e r ã o r e f o r ç a d a s a t r a v é s d a i n c l u s ã o d e m a i s 2 f i a d a s d e p n e u s l i g a d a s e n t r e s i, p a r a a l é m d a f i a d a j á e x i s t e n t e. 37

A a l t u r a t o t a l d o m u r o s e r á d e 2, 4 m e e s t e t e r á u m a z o n a c e n t r a l c o m 6 m d e l a r g u r a ; as z o n a s l a t e r a i s t e r ã o u m a i n c l i n a ç ã o d e c e r c a d e 3 0 º, p a r a q u e s e j a m a u t o p o r t a n t e s e, d e s s a f o r m a, d i s p e n s a r e m q u a l q u e r t i p o d e r e f o r ç o, c o n f i n a n d o a s s i m a z o n a e m e s t u d o à z o n a c e n t r a l. C o m o h i p ó t e s e i n i c i a l a d m i t i u - s e u m a i n c l i n a ç ã o d e 6 0 º p a r a o p a r a m e n t o f r o n t a l d o m u r o, s e n d o p a r a i s s o n e c e s s á r i o u m r e c u o e n t r e p n e u s d e, a p r o x i m a d a m e n t e, 0, 1 2 m, t e n d o s i d o e s s e t a m b é m o v a l o r a d m i t i d o p a r a o d e s f a s a m e n t o h o r i z o n t a l e n t r e c a m a d a s p a r a q u e f o r m e m u m a m a l h a e m q u i n c ô n c i o. O d e s f a s a m e n t o e n t r e c a m a d a s s u c e s s i v a s ( F i g u r a 9 ) p r e t e n d e m i n i m i z a r e v e n t u a i s p e r d a s d e m a t e r i a l ( s o l o ) q u e p o s s a m o c o r r e r a q u a n d o d a c o n s t r u ç ã o d o p r o t ó t i p o, d i f i c u l t a n d o a c o m p a c t a ç ã o d o s o l o i n c l u í d o n o s p n e u s. Figura 9 - Esquema do desfasamento entre camadas sucessivas. N a F i g u r a 10 p o d e v e r - s e a g e o m e t r i a d a e s t r u t u r a, j u n t a m e n t e c o m a l ç a d o s e c o r t e s d o p r o t ó t i p o. 38

39

Figura 10 - Vistas de corte, alçado e planta do protótipo. 40

41

A l i g a ç ã o e n t r e o s p n e u s s e r á f e i t a c o m c o r d a s d e p o l i p r o p i l e n o c o m 6 m m d e d i â m e t r o. A c o r d a i r á f a z e r a l i g a ç ã o e n t r e o s p n e u s, a s s i m c o m o a s o l i d a r i z a ç ã o e n t r e a s d i f e r e n t e s c a m a d a s d e p n e u s, g a r a n t i n d o q u e o c o n j u n t o f u n c i o n e c o m o u m t o d o. N a F i g u r a 1 1 a p r e s e n t a - se u m a v i s t a e m p l a n t a d e c o m o s e r á f e i t a a a m a r r a ç ã o e n t r e p n e u s d a m e s m a c a m a d a. Figura 11 - Amarração entre pneus (planta). N a F i g u r a 1 2 p o d e v e r - s e a m e s m a a m a r r a ç ã o d e o u t r o â n g u l o, n e s t e c a s o, u m a l ç a d o d e u m a s ó c a m a d a d o c o n j u n t o s o l o - p n e u. Figura 12 - Alçado de uma fila de pneus e respe tiva amarração. A l i g a ç ã o e n t r e c a m a d a s, s u b j a c e n t e s e s o b r e j a c e n t e s, d e v e t a m b é m s e r t i d a e m c o n t a, d a d o q u e, d e v i d o a o d e s f a s a m e n t o e n t r e a s 42

c a m a d a s d e p n e u s, a a m a r r a ç ã o t e r á q u e t e r u m a o r i e n t a ç ã o d i a g o n a l d e f o r m a a c o n s e g u i r a s o l i d a r i z a ç ã o d o s e l e m e n t o s. N a F i g u r a 1 3 p o d e v e r - s e c o m o s e p r e v ê q u e e s t a a m a r r a ç ã o s e r á f e i t a. Figura 13 - Amarração entre camadas de pneus. A c o n s t r i ç ã o d o s e l e m e n t o s d e c o r d a d e v e s e r r e a l i z a d a a t r a v é s d e n ó d e d i r e i t o, a p r e s e n t a d o n a F i g u r a 14, v u l g a r m e n t e c o n h e c i d o c o m o n ó d e m a r i n h e i r o. E s t e n ó a p r e s e n t a a p a r t i c u l a r i d a d e d e s e t o r n a r m a i s a p e r t a d o, e m p r o p o r ç ã o à s o l i c i t a ç ã o a q u e e s t á s u j e i t o ; s e n d o a s s i m, g a r a n t e - s e q u e c a s o a c e d ê n c i a d o c o n j u n t o o c o r r a p e l a c o r d a, e s t a s e r á d e v i d a à r o t u r a d a m e s m a e n ã o d e v i d a a o d e s p r e n d i m e n t o d a c o r d a p e l o n ó. Figura 14 - Nó direito. (Fonte: http://upscout.blogspot.pt/) 43

E s t e f a t o r é d e c r u c i a l i m p o r t â n c i a a q u a n d o d o c á l c u l o d a s e g u r a n ç a d o m o d e l o, t e n d o e m c o n t a q u e b a s t a t e r e m c o n s i d e r a ç ã o a t e n s ã o d e c e d ê n c i a d a c o r d a, s e n d o e s t e u m v a l o r d i m e n s i o n á v e l, e n q u a n t o q u e o d e s p r e n d i m e n t o d o n ó p o d e r i a a c o n t e c e r a q u a l q u e r a l t u r a. N a F i g u r a 1 5 a p r e s e n t a - s e u m a i m a g e m, e m p e r s p e t i v a d e s e n h a d o c o m r e c u r s o a o G o o g l e S k e t c h u p, d o p r o t ó t i p o, c o m a i n d i c a ç ã o d a s s u a s d i m e n s õ e s. Figura 15 - Imagem em perspe tiva do protótipo. V e r i f i c o u - se, n o e n t a n t o, q u e u m a e s t r u t u r a c o m e s t a c o n f i g u r a ç ã o a p r e s e n t a r i a u m a r i g i d e z m u i t o e l e v a d a, d i f i c u l t a n d o a s s i m a i n t e n ç ã o i n i c i a l d e m o n i t o r i z a r a e s t r u t u r a q u a n d o s o b r e c a r r e g a d a. A i m p o r t â n c i a d e o b t e r d e s l o c a m e n t o s f a c i l m e n t e m e n s u r á v e i s é e s s e n c i a l n a m o n i t o r i z a ç ã o d a e s t r u t u r a ; s e n d o a s s i m, n ã o é d e s e j á v e l u m a e s t r u t u r a e x c e s s i v a m e n t e r í g i d a, d e f o r m a q u e s e 44

p o s s a e s t u d a r a s u a d e f o r m a ç ã o e d e s e n v o l v e r u m a a n á l i s e c o m p a r a t i v a e n t r e o s d a d o s r e c o l h i d o s d o p r o t ó t i p o e o s r e s u l t a d o s o b t i d o s n a m o d e l a ç ã o a t r a v é s d e c á l c u l o a u t o m á t i c o. N o s e g u i m e n t o d o e s t u d o e f e t u a d o, a s o l u ç ã o g e o m é t r i c a a n a l i s a d a a p r e s e n t a o p a r a me n t o v e r t i c a l e a p e n a s d u a s c a m a d a s d e r e f o r ç o, u m a n a b a s e d o m u r o, o u t r a n a n o n a c a m a d a, a 1. 8 0 m d a b a s e. Figura 16 - Esboço da geometria do muro vertical. C o m a a l t e r a ç ã o d a i n c l i n a ç ã o d o p a r a m e n t o d e i x o u d e s e r n e c e s s á r i o q u e o p a r a m e n t o f o s s e i n c l i n a d o ; s e n d o a s s i m, a l t e r o u - s e a i n c l i n a ç ã o d o p a r a m e n t o, f i c a n d o a g o r a o s p n e u s s o b r e p o s t o s s e m q u e h a j a d e s f a s a m e n t o, c o m o p o d e v e r - s e n a F i g u r a 1 7. 4 5

Figura 17 - Pormenor da amarração entre camadas no paramento vertical. N a F i g u r a 1 8 a p r e s e n t a - s e u m a i m a g e m, e m p e r s p e t i v a, d o p r o t ó t i p o, c o m a i n d i c a ç ã o d a s s u a s d i m e n s õ e s. Figura 18 Imagem em perspectiva do prototipo criado a partir do programa Google Sketchup. A a l t e r a ç ã o d a g e o m e t r i a p e r m i t i u q u e h o u v e s s e u m l i g e i r o a u m e n t o d o s d e s l o c a m e n t o s v e r i f i c a d o s n o p a r a m e n t o d o p r o t ó t i p o, n a o r d e m d o s 5 4 %, s e m c o m p r o m e t e r a s e g u r a n ç a d a e s t r u t u r a, c o m o p o d e v e r - s e n a F i g u r a 1 9. 46

Altura [m] Estruturas de Suporte de Terras Executadas Com Pneus. Estudo Paramétrico e Conceção de Protótipo 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0,005 0,0045 0,004 0,0035 0,003 0,0025 0,002 0,0015 0,001 0,0005 0 Deslocamentos [m] Paramento vertical Paramento inclinado Figura 19 - Deslocamentos no paramento do muro. 3. 2. V erificação da segu r an ça r el a tivamente aos d if er entes est ad o s limi t e A v a l i d a ç ã o d a g e o m e t r i a d a e s t r u t u r a a p e n a s f i c o u c o n c l u í d a c o m a v e r i f i c a ç ã o d a s u a s e g u r a n ç a r e l a t i v a m e n t e aos e s t a d o s l i m i t e s, n o m e a d a m e n t e, a p e r d a d e e q u i l í b r i o d a e s t r u t u r a, p o r d e r r u b a m e n t o, o d e s l i z a m e n t o p e l a b a s e, b e m c o m o, a i n s u f i c i e n t e c a p a c i d a d e r e s i s t e n t e d o t e r r e n o d e f u n d a ç ã o e a e s t a b i l i d a d e g l o b a l. 47

F o r a m a s s i m v e r i f i c a d a s q u a t r o s i t u a ç õ e s a p r e s e n t a d a s n a F i g u r a 2 0 : u m a, c o m o m u r o c o m p l e t o ( a ), o u t r a a d m i t i n d o o p a r a m e n t o v e r t i c a l s e m q u a l q u e r t i p o d e r e f o r ç o ( b ), u m a s i t u a ç ã o i n t e r m é d i a c o m o m u r o c o n s t r u í d o a t é à c a m a d a a n t e r i o r a o r e f o r ç o ( c ) e a s i t u a ç ã o c o m o m u r o c o n s t r u í d o e s o b r e c a r g a a p l i c a d a ( d ). Figura 20 - Esquemas utilizados na verificação da segurança. N o c a s o c ) n ã o f o i c o n s i d e r a d a a l i g a ç ã o a o s e l e m e n t o s s i t u a d o s a b a i x o d o p o n t o A, v i s t o q u e e s t e c a s o r e t r a t a u m a s i t u a ç ã o c o n s t r u t i v a, n u m i n t e r v a l o t e m p o r a l c u r t o, o p t a n d o - s e p e l o c e n á r i o m a i s c o n s e r v a t i v o. V e r i f i c o u - s e e n t ã o a s e g u r a n ç a a o d e r r u b a m e n t o e ao d e s l i z a m e n t o d o m u r o, a d o t a n d o a t e o r i a d e C o u l o m b, p a r a o c á l c u l o d o i m p u l s o d a s t e r r a s, a d m i t i n d o o i m p u l s o d a t e r r a c o m o a ç ã o i n s t a b i l i z a d o r a e o p e s o d o P n e u s o l c o m o a ç ã o e s t a b i l i z a d o r a. 48

P a r a a q u a n t i f i c a ç ã o d o i m p u l s o d a s t e r r a s c o n s i d e r o u - s e o i m p u l s o a t i v o. O c o e f i c i e n t e d e i m p u l s o f o i c a l c u l a d o p e l a e x p r e s s ã o : Ka = sen 2 ( + ) 2 sen 2 sen( + δ). sen( β). sen ( δ). [1 + sen( δ). sen( +β) ] e m q u e : α i n c l i n a ç ã o d o p a r a m e n t o c o m a h o r i z o n t a l ; Ø â n g u l o d e a t r i t o i n t e r n o d o s o l o ; δ â n g u l o d e a t r i t o n a i n t e r f a c e s o l o - p a r a m e n t o d o m u r o ; β i n c l i n a ç ã o d a s u p e r f í c i e d o t e r r e n o. A t e n s ã o h o r i z o n t a l d a s t e r r a s f o i e n t ã o c a l c u l a d a d e a c o r d o c o m a e x p r e s s ã o : σ h = Ka. h. γ e m q u e : K a c o e f i c i e n t e d e i m p u l s o h a l t u r a d e s o l o a c i m a d e d e t e r m i n a d o p o n t o ( m ) γ p e s o e s p e c í f i c o d o s o l o ( k N / m 3 ) A c o m p o n e n t e e s t a b i l i z a d o r a é o b t i d a p e l o p r o d u t o d o p e s o e s p e c í f i c o d o c o m p o n e n t e e s t a b i l i z a d o r e a á r e a d a s u a s e c ç ã o t r a n s v e r s a l, p o r m e t r o d e d e s e n v o l v i me n t o. 49

A s e g u r a n ç a a o e s t a d o l i m i t e ú l t i m o d a c a p a c i d a d e r e s i s t e n t e do t e r r e n o d e f u n d a ç ã o é v e r i f i c a d a q u a n d o e s t á c u m p r i d a a s e g u i n t e c o n d i ç ã o : e m q u e : Vd A Rd A Vd A Tensã o v e r t i c a l a a c t u a r n o s o l o d e f u n d a ç ã o a o n í v e l d a b a s e d o m u r o ; Rd A C a p a c i d a d e r e s i s t e n t e d o s o l o d e f u n d a ç ã o. P o r s u a v e z, c a p a c i d a d e r e s i s t e n t e d o s o l o d e f u n d a ç ã o é o b t i d a p e l a s e g u i n t e e q u a ç ã o : Rd A = c N c b c s c i c f c + q N q b q s q i q f q + 0,5 γ B N γ b γ s γ i γ f γ e m q u e : c c o e s ã o d o s o l o d e f u n d a ç ã o ; N c, N q, N γ f a t o r e s d e c a p a c i d a d e d e c a r g a ; d o m u r o ; b c, b q, b γ c o e f i c i e n t e c o r r e t i v o d e v i d o à i n c l i n a ç ã o d a b a s e m u r o ; s c, s q, s γ - c o e f i c i e n t e c o rret i v o d e v id o à f o r m a d a b a s e d o i c, i q, i γ c o e f i c i e n t e c o r r e t i v o d e v i d o à p r e s e n ç a d e u m a c a r g a h o r i z o n t a l ; 50

f c, f q, f γ - c o e f i c i e n t e c o r r e t i v o d e v i d o à d i s t a n c i a a q u e s e e n c o n t r a a f r o n t e i r a r í g i d a. N a T a b e l a 3 p o d e m v e r - s e o s v a l o r e s d o s e s f o r ç o s e n v o l v i d o s n o c á l c u l o d a s e g u r a n ç a d e a c o r d o c o m o s c a s o s a p r e s e n t a d o s n a F i g u r a 2 0. Conside r o u - s e a c e i t á v e l a v e r i f i c a ç ã o c u j o f a t o r d e s e g u r a n ç a f o s s e s u p e r i o r o u i g u a l a 1. 5. 51

F o r ç a s D i s t a n c i a a o p o n t o M o m e n t o s F S F S F S c a p a c i d a d e r e s i s t e n t e d o ( k N / m ) A ( m ) ( k N. m / m ) d e r r u b a m e n t o d e s l i z a m e n t o s o l o d e f u n d a ç ã o C a s o a ) I n s t a b i l i z a d o r e s Ia 1 7. 9 6 0. 8 0 1 4. 4 P1 2 5. 3 0. 3 1 7. 8 P2 1 0. 4 1. 2 4 1 2. 9 6. 5 5. 2 5 5 3. 2 E s t a b i l i z a d o r e s P3 8. 4 1. 2 4 1 0. 5 P4 4 1. 7 1. 2 4 5 1. 7 P5 8. 4 1. 2 4 1 0. 5 C a s o b ) I n s t a b i l i z a d o r e s Ia 1 7. 9 6 0. 8 0 1 4. 4 0. 5 5 1. 4 2. 6 3 E s t a b i l i z a d o r e s P 2 5. 3 0. 3 1 7. 8 4 Tabela 3 - Resultados dos cálculos efetuados caso a) e b). 52

F o r ç a s D i s t a n c i a a o p o n t o M o m e n t o s F S F S F S c a p a c i d a d e r e s i s t e n t e d o ( k N / m ) A ( m ) ( k N. m / m ) d e r r u b a m e n t o d e s l i z a m e n t o s o l o d e f u n d a ç ã o C a s o c ) I n s t a b i l i z a d o r e s Ia 8 0. 5 3 5. 2 3 1. 2 2 N ã o A p l i c á v e l N ã o A p l i c á v e l E s t a b i l i z a d o r e s P 1 6. 9 0. 3 1 6. 8 C a s o d ) I n s t a b i l i z a d o r e s Ia 1 7. 9 6 0. 8 1 4. 4 Q 1 7. 8 1. 2 2 1. 4 P1 2 5. 3 0. 3 1 7. 8 P2 1 0. 4 1. 2 4 1 2. 9 2. 6 1 2. 6 4 6 7. 9 E s t a b i l i z a d o r e s P3 8. 4 0 1. 2 4 1 0. 5 P4 4 1. 7 1. 2 4 5 1. 7 P5 8. 4 0 1. 2 4 1 0. 5 Tabela 4 - Resultados dos cálculos efetuados caso c) e d). 53

V e r i f i c o u - s e a s s i m q u e n ã o s e g a r a n t e a s e g u r a n ç a p a r a o c a s o e m q u e o m u r o n ã o a p r e s e n t a r e f o r ç o ( c a s o b ), s e n d o e s t a g a r a n t i d a p a r a a s i t u a ç ã o f i n a l ( c a s o a ) e p a r a a s i t u a ç ã o f i n a l c o m a aplicação d a s o b r e c a r g a ( c a s o d ). N o c a s o c ) o f a t o r d e s e g u r a n ç a o b t i d o é i n f e r i o r a o d e s e j a d o m a s a i n d a a s s i m s u p e r i o r à u n i d a d e ; e t e n d o e m c o n t a q u e e s t e c a s o r e t r a t a u m a s i t u a ç ã o c o n s t r u t i v a c o m u m a d u r a ç ã o c u r t a n o t e m p o e u m a v e z q u e p a r a o c á l c u l o s e d e s p r e z o u a l i g a ç ã o d o m a c i ç o r e p r e s e n t a d o p o r P 1 a o s e l e m e n t o s s i t u a d o s a b a i x o d o p o n t o A, c o n s i d e r o u - s e e s t a r p e l o l a d o d a s e g u r a n ç a. E m t e r m o s d a a v a l i a ç ã o da s e g u r a n ç a d a c a p a c i d a d e r e s i s t e n t e d o m a c i ç o d e f u n d a ç ã o, v e r i f i c o u - s e o c u m p r i m e n t o d a s c o n d i ç õ e s i m p o s t a s t e n d o o s f a t o r e s d e s e g u r a n ç a s i d o s u p e r i o r e s a o l i m i t e a d m i t i d o. E s t e r e s u l t a d o v a l i d a a s o l u ç ã o a p r e s e n t a d a p a r a a g e o m e t r i a d o m u r o a d o t a d a n o c a s o a ), s a b e n d o q u e n ã o e x i s t i r á i n s t a b i l i d a d e q u a n d o e s t e e s t i v e r c o n s t r u í d o, n e m a q u a n d o d a s u a c o n s t r u ç ã o, c a s o c ). A a v a l i a ç ã o d a e s t a b i l i d a d e g l o b a l d o t e r r e n o f o i r e a l i z a d a a t r a v é s d o p r o g r a m a d e c á l c u l o a u t o m á t i c o S l i d e. E s t a f e r r a m e n t a p a r t e d a g e o m e t r i a e c a r a c t e r í s t i c a s d o s m a t e r i a i s a t r i b u í d a s a o m o d e l o n o p r o g r a m a P h a s e 2 e v e r i f i c a, a t r a v é s d o M é t o d o S i m p l i f i c a d o d e B i s h o p, a e s t a b i l i d a d e g l o b a l, f o r n e c e n d o o f a t o r d e s e g u r a n ç a. 54

O M é t o d o S i m p l i f i c a d o d e B i s h o p é u m p r o c e s s o i t e r a t i v o, b a s e a d o n o M é t o d o d a s F a t i a s, h o j e e m d i a a m p l a m e n t e u t i l i z a d o p o r t e r c a p a c i d a d e d e e n c o n t r a r r e s u l t a d o s d e g r a n d e f i a b i l i d a d e, a i n d a q u e, m e n o s c o n s e r v a d o r q u e e s t e s e g u n d o m é t o d o. C o n s e g u e - o a t r a v é s d e i m p o s i ç õ e s q u e s i m p l i f i c a m o c á l c u l o, t o r n a n d o - o m e n o s p e s a d o e, p o r i s s o, m a i s v a n t a j o s o. O r e s u l t a d o d o c á l c u l o d a e s t a b i l i d a d e g l o b a l d a e s t r u t u r a a p r e s e n t a s u p e r f í c i e d e d e s l i z a m e n t o m a i s p r o v á v e l e o r e s p e t i v o f a t o r d e s e g u r a n ç a. O c á l c u l o f o i e f e t u a d o p a r a o s c a s o s a ), b ) e d ), n ã o t e n d o s i d o c o n s i d e r a d o o c a s o c ) p o r s e t r a t a r d e u m a s i t u a ç ã o c o n s t r u t i v a c o m d u r a ç ã o c u r t a n o t e m p o, d i s p e n s a n d o, a s s i m, e s t a v e r i f i c a ç ã o. A s F i g u r a s 2 1, 2 2 e 2 3 m o s t r a m o s r e s u l t a d o s o b t i d o s. Figura 21 - Resultado do cálculo com Slide, caso a). 55

Figura 22 - Resultado do cálculo com Slide, caso b). Figura 23 - Resultado do cálculo com Slide, caso d). T o d o s o s c a s o s a n a l i s a d o s v e r i f i c a r a m a s e g u r a n ç a, e m b o r a o c a s o b) e s t i v e s s e j á f o r a d e h i p ó t e s e p o r n ã o t e r v e r i f i c a d o a s e g u r a n ç a a o d e r r u b a m e n t o, c a l c u l a d a a n t e r i o r m e n t e. 56

3.3. Caracterização do material de aterro A c o n s t r u ç ã o d o p r o t ó t i p o e x i g i u u m e s t u d o t e ó r i c o - p r á t i c o c o m b a s e n a s i m u l a ç ã o d e u m m o d e l o c o m r e c u r s o a u m s o f t wa r e d i g i t a l ( P h a s e 2 ). E s t a s i m u l a ç ã o u t i l i z a n ã o s ó a c o n f i g u r a ç ã o g e o m é t r i c a d o m o d e l o m a s t a m b é m o s p a r â m e t r o s d o s m a t e r i a i s q u e o c o m p õ e m. A d e f i n i ç ã o d e s t e s p a r â m e t r o s t e m c o m o o b j e t i v o t o r n a r a s i m u l a ç ã o o m a i s f i d e d i g n a p o s s í v e l, d e m a n e i r a a a v a l i a r a e s t a b i l i d a d e d o m e s m o e a d e f i n i r o i n t e r v a l o d e v a l o r e s e x p e c t á v e i s d o s p a r â m e t r o s q u e c a r a c t e r i z a m o s e u c o m p o r t a m e n t o, e a s s i m, p r e v e r a s z o n a s c o m m a i o r e s n í v e i s d e d e s l o c a m e n t o s e d e t e n s õ e s p a r a q u e p u d e s s e m s e r m o n i t o r i z a d o s. C o m o f o i r e f e r i d o n a N o t a P r é v i a n o i n í c i o d o C a p í t u l o 3, a c o n s t r u ç ã o d o p r o t ó t i p o e s t a v a i n i c i a l m e n t e p r e v i s t a p a r a a z o n a d e B a l t a r, o n d e s e r i a i n c l u í d a n o s t r a b a l h o s a s e r em d e s e n v o l v i d o s n a r e a l i z a ç ã o d e u m a o b r a d e c o n s t r u ç ã o q u e a í s e d e s e n r o l a v a. D e s t e l o c a l f o r a m r e c o l h i d a s a s a m o s t r a s d e s o l o q u e m a i s t a r d e f o r a m e n s a i a d a s n a s i n s t a l a ç õ e s d o I n s t i t u t o S u p e r i o r d e E n g e n h a r i a d o P o r t o, p a r a q u e f o s s e m d e t e r m i n a d o s o s p a r â m e t r o s d o s o l o. D u r a n t e o d e s e n v o l v i m e n t o d o e s t u d o f o r a m r e a l i z a d o s v á r i o s e n s a i o s e x p e r i m e n t a i s c o m a m o s t r a s d e s o l o r e t i r a d o d a z o n a o n d e o m u r o v i r i a a s e r i m p l a n t a d o, d e f o r m a a a p u r a r a l g u m a s d a s s u a s características m a i s i m p o r t a n t e s. 57

O s e n s a i o s r e a l i z a d o s f o r a m : - P e s o e s p e c í f i c o ; - G r a n u l o m e t r i a ; - C o m p a c t a ç ã o. F o r a m a i n d a r e a l i z a d o s o s e n s a i o s p a r a a d e t e r m i n a ç ã o d o s l i m i t e s d e c o n s i s t ê n c i a, n ã o t e n d o, n o e n t a n t o, s i d o p o s s í v e l c h e g a r a u m a s o l u ç ã o a c e i t á v e l d a d a s a s c a r a c t e r í s t i c a s p o u c o p l á s t i c a s d o m a t e r i a l. P a r a a r e a l i z a ç ã o d o s e n s a i o s l a b o r a t o r i a i s f o i n e c e s s á r i o r e c o r r e r a o s e q u i p a m e n t o s e x i s t e n t e s n o Laborat ó r i o d e M e c â n i c a d o s S o l o s e n o Laboratório d e M a t e r i a i s d e Co n s t r u ç ã o d o I n s t i t u t o S u p e r i o r d e E n g e n h a r i a d o P o r t o, o n d e f o r a m r e a l i z a d o s o s s e g u i n t e s e n s a i o s. - 2 E n s a i o s d e c o m p a c t a ç ã o ; - 2 A n á l i s e s g r a n u l o m é t r i c a s p o r p e n e i r a ç ã o h ú m i d a ; E x i s t e a i n d a u m a c a m p a n h a d e e n s a i o s d e p r o s p e ç ã o g e o t é c n i c a l e v a d a a c a b o p o r u m a e n t i d a d e e x t e r i o r, n o â m b i t o d a o b r a d e c o n s t r u ç ã o q u e es t a v a p r e v i s t a s e r r e a l i z a d a n o l o c a l da m a t e r i a l i z a ç ã o d o p r o t ó t i p o. A e n t i d a d e e x t e r i o r r e a l i z o u o s s e g u i n t e s e n s a i o s : - 8 A n á l i s e s g r a n u l o m é t r i c a s ; - 8 Limites d e c o n s i s t ê n c i a ; - 8 D e t e r m i n a ç ã o d a d e n s i d a d e d a s p a r t í c u l a s ; 58

- 8 Te o r e m á g u a ; - 5 E n s a i o d e c o m p a c t a ç ã o ; - 5 E n s a i o CBR; - 1 E n s a i o d e p e r m e a b i l i d a d e ; - 7 S o n d a g e n s à r o t a ç ã o, c o m p r o f u n d i d a d e s c o m p r e e n d i d a s e n t r e o s 7, 5 e 1 8, 0 m e t r o s, n u m t o t a l d e 8 1 m e t r o s ; - 4 5 E n s a i o s S P T, realizad o s e m s o l o s e e m r o c h a s b r a n d a s ; - P e r f i s s í s m i c o s O s r e s u l t a d o s d a p r o s p e ç ã o r e a l i z a d a p e l a e n t i d a d e e x t e r i o r p e r m i t i r a m a d e f i n i ç ã o d e c o r t e s g e o l ó g i c o s e g e o t é c n i c o s, t o r n a n d o p o s s í v e l u m a a n á l i s e c o m p l e m e n t a r d a c o n s t i t u i ç ã o d o s o l o. A p e s a r d a m e n ç ã o n o r e l a t ó r i o a p r e s e n t a d o p e l a e n t i d a d e e x t e r i o r, t a m b é m n ã o f o r a m a p r e s e n t a d o s v a l o r e s p a r a o s l i m i t e s d e c o n s i s t ê n c i a. 3. 3. 1. E n sa io d e compact a ção O e n s a i o d e c o m p a c t a ç ã o f o i r e a l i z a d o d e a c o r d o c o m a e s p e c i f i c a ç ã o d o Laboratóri o N a c i o n a l d e E n g e n h a r i a Civil ( LNEC) - E LNE C 197 de 1 9 6 6. D e a c o r d o c o m o e s p e c i f i c a d o n a n o r m a r e f e r i d a, o e n s a i o d e c o m p a c t a ç ã o d e s t i n a - s e a d e t e r m i n a r a r e l a ç ã o e n t r e o t e o r e m á g u a e a b a r i d a d e s e c a d o s s o l o s. A n o r m a r e f e r e a i n d a q u e o 59

e n s a i o p e r m i t e f i xa r u m t e r m o d e c o m p a r a ç ã o p a r a o c o n t r o l o d a b a r i d a d e e d a h u m i d a d e n o c a m p o. ( E L N E C 197-1 9 6 6 ) É r e l e v a n t e c o n h e c e r a s c a r a c t e r í s t i c a s d o s o l o v i s t o q u e e s t a s f o r n e c e m i m p o r t a n t e s i n f o r m a ç õ e s r e l a t i v a m e n t e à s c a r a c t e r í s t i c a s d e c o m p a c t a ç ã o d o s o l o, n o m e a d a m e n t e, o t e o r e m á g u a ó t i m o p a r a s e c o n s e g u i r u m a c o m p a c t a ç ã o m a i s e f i c a z. F o i r e a l i z a d a a c o m p a c t a ç ã o p e s a d a e m m o l d e p e q u e n o, d i v i d i n d o a a m o s t r a d e s o l o e m 5 c a m a d a s e a p l i c a n d o o p i l ã o d e c o m p a c t a ç ã o p e s a d a. P a r a a s u a r e a l i z a ç ã o f o i u t i l i z a d o u m e q u i p a m e n t o m e c â n i c o ( F i g u r a 2 4 ) d a m a r c a TE CNILAB, modelo M O D 5 0 0 B. Figura 24 - Equipamento utilizado no ensaio de compactação. 60

Baridade seca (ϒd) Estruturas de Suporte de Terras Executadas Com Pneus. Estudo Paramétrico e Conceção de Protótipo F o r a m r e a l i z a d o s s e i s e n s a i o s p a r a v a l o r e s d e t e o r d e h u m i d a d e e n t r e 7 e 1 2 %. N a T a b e l a 5 p o d e m v e r - s e o s r e s u l t a d o s o b t i d o s e m c a d a e n s a i o p a r a c a d a t e o r d e h u m i d a d e c o n s i d e r a d o : P e s o d a á g u a a d i c i o n a d a ( g ) 175 200 225 250 275 300 P e s o d o p r o v e t e h ú m i d o + P e s o d o m o l d e ( g ) 3814 3838 3868 3900 3908 3870 P e s o d o p r o v e t e h ú m i d o ( g ) 1998 2022 2052 2084 2092 2054 B a r i d a d e h ú m i d a ( g / c m ᵌ ) 2, 1 0 2, 1 2 2, 1 6 2, 1 9 2, 2 0 2, 1 6 P e s o d o s o l o s e c o ( g ) 2500 2500 2500 2500 2500 2500 T e o r d e h u m i d a d e ( % ) 7 8 9 10 11 12 B a r i d a d e s e c a ( g / c m ᵌ ) 1, 9 6 1, 9 7 1, 9 8 1, 9 9 1, 9 8 1, 9 3 Tabela 5 - Resultados da campanha de ensaios de compactação A r e l a ç ã o e n t r e a b a r i d a d e s e c a e o t e o r d e h u m i d a d e p o d e v e r - s e r e p r e s e n t a d a n o F i g u r a 2 5. 2,00 1,98 1,96 1,94 1,92 1,90 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Teor em água (w) Figura 25 - Curva de compactação. A t e n d e n d o a o s r e s u l t a d o s o b t i d o s p o d e c o n c l u i r - s e q u e o t e o r d e á g u a ó t i m o e n c o n t r a - s e e n t r e o s v a l o r e s 1 0 e 1 0, 5 %, 61

c o r r e s p o n d e n d o a u m v a l o r d e b a r i d a d e s e c a d e, a p r o x i ma d a m e n t e, 1, 9 9 g / c m 3. 3. 3. 2. A nálise granulomét r i ca p o r p en ei r a çã o húmida A a n á l i s e g r a n u l o m é t r i c a p o r p e n e i r a ç ã o h ú m i d a f o i r e a l i z a d a d e a c o r d o c o m a e s p e c i f i c a ç ã o d o Laboratório N a c i o n a l d e E n g e n h a r i a C i v i l ( LNEC) - E LNE C 2 3 9 d e 1 9 7 0. E s t e e n s a i o t e m c o m o o b j e t i v o a c a r a c t e r i z a ç ã o d e d e t e r m i n a d a a m o s t r a d e s o l o e m f u n ç ã o d o t a m a n h o d a s s u a s p a r t í c u l a s. P a r a a r e a l i z a ç ã o d e s t e e n s a i o f o r a m u t i l i z a d o s o s e q u i p a m e n t o s e x i s t e n t e s n o La b o r a t ó r i o d e M e c â n i c a d o s S o l o s d o I n s t i t u t o S u p e r i o r d e E n g e n h a r i a d o P o r t o e 1 k g d e m a t e r i a l p a s s a d o n o p e n e i r o ¾, d a a m o s t r a r e t i r a d a d o l o c a l o n d e s e v i r i a a r e a l i z a r a o b r a. E s t e e n s a i o é c o m p o s t o p o r t r ê s f a s e s d i s t i n t a s, a p e n e i r a ç ã o d a f r a ç ã o r e t i d a n o p e n e i r o d e 2, 0 m m, a p e n e i r a ç ã o d a f r a ç ã o p a s s a d a n o p e n e i r o d e 2, 0 m m e a a n á l i s e d a f r a ç ã o p a s s a d a n o p e n e i r o d e 0, 0 7 5 m m, o u s e j a, a s e d i m e n t a ç ã o. A j u n ç ã o d o s r e s u l t a d o s o b t i d o s n e s t a s t r ê s a n á l i s e s f o r n e c e a c u r v a g r a n u l o m é t r i c a d o s o l o. N a s Ta b e l a s 6 e 7 p o d e m v e r - s e o s r e s u l t a d o s o b t i d o s q u e r d a f r a ç ã o r e t i d a q u e r d a f r a ç ã o p a s s a d a n o p e n e i r o d e 2, 0 m m. 62

F r a ç ã o r e t i d a n o p e n e i r o d e 2. 0 0 m m ( n º 1 0 ) P e n e i r o M a s s a r e t i d a % % A c u m u l a d o % A c u m u l a d a q u e ( m m ) ( g ) R e t i d a R e t i d a p a s s a 2 5, 0 0 0, 0 0 0, 0 0, 0 1 0 0, 0 1 9, 0 0 0, 0 0 0, 0 0, 0 1 0 0, 0 9, 5 0 4, 1 6 0, 4 0, 4 9 9, 6 4, 7 5 2 7, 3 4 2, 7 3, 2 9 6, 9 2, 0 0 1 9 4, 4 8 1 9, 4 2 2, 6 7 7, 4 < 2, 0 0 7 7 4, 0 2 7 7, 4 1 0 0, 0 0, 0 T o t a l 1 0 0 0, 0 Tabela 6 - Fração retida no peneiro de 2,0mm F r a ç ã o p a s s a d a n o p e n e i r o d e 2. 0 0 m m ( n º 1 0 ) P e n e i r o s M a s s a % R e t i d a % A c u m u l a d o R e t i d a % A c u m u l a d a q u e ( m m ) r e t i d a ( g ) ( T o t a l ) ( T o t a l ) p a s s a ( T o t a l ) 0, 8 5 3, 7 6 2, 9 2 5, 5 7 4, 5 0, 4 3 1 1, 7 8 9, 1 3 4, 6 6 5, 4 0, 2 5 8, 5 3 6, 6 4 1, 2 5 8, 8 0, 1 1 1 0, 4 8 8, 1 4 9, 3 5 0, 7 0, 0 7 5 4, 0 0 3, 1 5 2, 4 4 7, 6 < 0, 0 7 5 5 9, 9 4 4 6, 4 9 8, 8 1, 2 T o t a l 9 8, 5 Tabela 7 - Fração passada no peneiro de 2,0mm A F i g u r a 2 6 a p r e s e n t a a c u r v a g r a n u l o m é t r i c a d a a m o s t r a d e s o l o a n a l i s a d a, e x c e t u a n d o a p a r t e c o r r e s p o n d e n t e à s e d i m e n t a ç ã o. 63

% de passados Estruturas de Suporte de Terras Executadas Com Pneus. Estudo Paramétrico e Conceção de Protótipo 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 0,01 0,1 1 10 100 Diametro das particulas (mm) Figura 26 - Curva granulométrica. 3. 3. 3. A nálise g r anulomét r i ca ( ensaio d e sedimentaçã o ) O e n s a i o d e s e d i m e n t a ç ã o é u m d o s e n s a i o s q u e f a z e m p a r t e d a a n á l i s e g r a n u l o m é t r i c a ( E LNEC 2 3 9 ) e t e m c o m o o b j e t i v o a c a r a c t e r i z a ç ã o d a f r a ç ã o f i n a ( f r a ç ã o p a s s a d a n o p e n e i r o 0, 0 7 5 m m ) d a a m o s t r a d e s o l o. P a r a i s s o, a p ó s a p e n e i r a ç ã o d a a m o s t r a, f o i r e t i r a d a d a f r a ç ã o p a s s a d a n o p e n e i r o 0, 0 7 5 m m u m a a m o s t r a d e 1 0 0 g p a r a r e a l i z a r o e n s a i o d e s e d i m e n t a ç ã o. O e n s a i o d e s e d i m e n t a ç ã o é r e a l i z a d o c o m 1 0 0 g d o m a t e r i a l p a s s a d o n o p e n e i r o 2 0 0 d a a m o s t r a c o m q u e s e r e a l i z o u a a n á l i s e g r a n u l o m é t r i c a. E s t e e n s a i o r e q u e r q u e s e f a ç a m l e i t u r a s d e u m d e n s í m e t r o q u e é i n t r o d u z i d o n u m a p r o v e t a o n d e f o r a m c o l o c a d o s a a m o s t r a d e s o l o 64

f i n o e 1 0 0 0 c m 3 d e á g u a. E s t a s l e i t u r a s s ã o f e i t a s n o m o m e n t o d a i n t r o d u ç ã o d e s t e s d o i s c o m p o n e n t e s e a 1 5, 3 0, 6 0, 2 5 0, 1 4 4 0 e 2 8 8 0 m i n u t o s a p ó s e s s e m o m e n t o. E m c a d a l e i t u r a é t a m b é m r e g i s t a d a a t e m p e r a t u r a d a á g u a. A s l e i t u r a s c o r r i g i d a s s ã o o b t i d a s e m f u n ç ã o d a l e i t u r a d i r e t a, f e i t a n a p a r t e s u p e r i o r d o m e n i s c o, d a c o r r e ç ã o d o me n i s c o, d a c o r r e ç ã o d o a n t i f l o c u l a n t e e d a c o r r e ç ã o d a t e m p e r a t u r a, e s ã o d a d a s p o r : L c = L s + C M C A + C T e m q u e : L C l e i t u r a d o d e n s í m e t r o c o r r i g i d a ; L S l e i t u r a d i r e t a f e i t a n a p a r t e s u p e r i o r d o m e n i s c o ; C M c o r r e ç ã o d o m e n i s c o ; C A c o r r e ç ã o d o a n t i f l o c u l a n t e ; C T c o r r e ç ã o d a t e m p e r a t u r a. D a c a l i b r a ç ã o d o d e n s í m e t r o o b t é m - se a e x p r e s s ã o : Z S = 271.79 L S + 287.95 D e o n d e s e ret i r a o v a l o r d a p r o f u n d i d a d e e f e t i v a Z S. A p e r c e n t a g e m d e p a r t í c u l a s d e d i â m e t r o i n f e r i o r a D, r e f e r i d a à m a s s a s e c a d o s o l o u t i l i z a d o n a s e d i m e n t a ç ã o, é d a d a p o r : 65

n D = ( 1000000 m b G G 1 ) (L C 1) e m q u e : G d e n s i d a d e d a s p a r t í c u l a s, c a l c u l a d a d e a c o r d o c o m a n o r m a N P - 83; m b m a s s a s e c a d o s o l o u s a d o n a s e d i m e n t a ç ã o ; L C l e i t u r a d o d e n s í m e t r o c o r r i g i d a. A p e r c e n t a g e m d e p a r t í c u l a s d e d i â m e t r o i n f e r i o r a D, r e f e r i d a à m a s s a t o t a l d a a m o s t r a, é : e m q u e : N D = n D 100 N 10 100 N 10 p e r c e n t a g e m d e m a t e r i a l r e t i d o n o p e n e i r o n º 1 0. O d i â m e t r o d a s p a r t í c u l a s c o r r e s p o n d e n t e à s p e r c e n t a g e n s n D e N D, é d a d o p e l a L e i d e S t o k e s : D = k Z S t e m q u e k é f u n ç ã o d a t e m p e r a t u r a e d a d e n s i d a d e d a s p a r t í c u l a s e t e m o v a l o r d e 0. 0 1 3 6 8 4, p a r a u m a t e m p e r a t u r a m é d i a d e 1 9, 7 8 C. A p e r c e n t a g e m f i n a l d e p a s s a d o s d a f r a ç ã o f i n a é r e f e r i d a a o t o t a l d a a m o s t r a u t i l i z a d a n o s e n s a i o s g r a n u l o m é t r i c o s; p o r c o n s e g u i n t e, d e v e s e r u m a p e r c e n t a g e m p o n d e r a d a d a p o r ç ã o i n i c i a l. 66

Na T a b e l a 8 p o d e m v e r - s e o s r e s u l t a d o s o b t i d o s d o e n s a i o d e s e d i m e n t a ç ã o q u e f o r a m u t i l i z a d o s p a r a c o m p l e t a r a c u r v a g r a n u l o m é t r i c a a p r e s e n t a d a n o s u b c a p í t u l o d a A n á l i s e g r a n u l o m é t r i c a p o r p e n e i r a ç ã o h ú m i d a, q u e p o d e s e r v i s u a l i z a do n a F i g u r a 2 7. 67

% de passados Estruturas de Suporte de Terras Executadas Com Pneus. Estudo Paramétrico e Conceção de Protótipo t ( m i n ) T e m p. ( ᵒ C) C L L c = L s + C M C A + C T Z S ( c m ) D = k ( Z 1 2 S t ) B = 10 3 (Lc 1) A x B ( % ) % r e f e r i d a s a o t o t a l ( p a s s a d a s ) 1 20 0, 0 0 0 6 1, 0 3 1 0 1, 0 2 8 1 7, 7 3 0, 0 3 7 2 8, 1 4 5, 2 4 3 5, 0 2 2 20 0, 0 0 0 6 1, 0 3 0 0 1, 0 2 7 1 8, 0 1 0, 0 2 7 2 7, 1 4 3, 6 3 3 3, 7 7 5 20 0, 0 0 0 6 1, 0 2 5 5 1, 0 2 2 6 9, 2 3 0, 0 1 8 2 2, 6 3 6, 3 9 2 8, 1 6 15 20 0, 0 0 0 6 1, 0 2 0 5 1, 0 1 7 6 1 0, 5 9 0, 0 1 1 1 7, 6 2 8, 3 4 2 1, 9 3 30 20 0, 0 0 0 6 1, 0 1 7 5 1, 0 1 4 6 1 1, 4 0 0, 0 0 8 1 4, 6 2 3, 5 1 1 8, 1 9 60 1 9. 5 0, 0 0 0 4 1, 0 1 5 0 1, 0 1 1 9 1 2, 0 8 0, 0 0 6 1 1, 9 1 9, 1 6 1 4, 8 3 250 1 9. 5 0, 0 0 0 2 1, 0 1 1 0 1, 0 0 7 7 1 3, 1 7 0, 0 0 3 7, 7 1 2, 4 0 9, 6 0 1440 19 0, 0 0 0 4 1, 0 0 6 0 1, 0 0 2 9 1 4, 5 3 0, 0 0 1 2, 9 4, 6 7 3, 6 1 2880 20 0, 0 0 0 5 1, 0 0 5 0 1, 0 0 2 0 1 4, 8 0 0, 0 0 1 2 3, 2 2 2, 4 9 Tabela 8 - Resultados do ensaio de sedimentação. 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 0,0001 0,001 0,01 0,1 Diametro das particulas (mm) 1 10 100 Figura 27 - Curva granulométrica incluindo sedimentação. 68

Percentagem de passados Estruturas de Suporte de Terras Executadas Com Pneus. Estudo Paramétrico e Conceção de Protótipo 3. 3. 4. R esu ltad o s d o s ensa ios r eal i za dos p ela entid ad e ex t er ior C o m e n s a i o s g r a n u l o m é t r i c o s r e a l i z a d o s p e l a e n t i d a d e e x t e r i o r f o i p o s s í v e l t r a ç a r a s c u r v a s g r a n u l o m é t r i c a s c o r r e s p o n d e n t e s a c a d a a m o s t r a d e s o l o. C o m o f o i r e f e r i d o f o r a m r e a l i z a d o s 8 e n s a i o s g r a n u l o m é t r i c o s a 8 a m o s t r a s r e c o l h i d a s d e z o n a s d i f e r e n t e s, d a n d o a s s i m o r i g e m a 8 c u r v a s g r a n u l o m é t r i c a s r e p r e s e n t a d a s n a F i g u r a 2 8. C o m o p o d e v e r - s e n e s s a f i g u r a, a s c u r v a s a p r e s e n t a m u m a c o n f i g u r a ç ã o s i m i l a r p a r a c a d a a m o s t r a d e s o l o, d e o n d e s e p o d e p r e v e r q u e o s o l o e x i s t e n t e n o l o c a l a p r e s e n t e, e s s e n c i a l m e n t e, a m e s m a g r a n u l o m e t r i a. 100 80 60 40 20 0 0,01 0,1 1 10 100 Diametros das particulas (mm) Figura 28 - Curvas granulométricas obtidas dos ensaios realizados pela entidade exterior. A t r a v é s d a c l a s s i f i c a ç ã o d a n o r m a a m e r i c a n a A A S H T O p o d e c o n c l u i r - s e q u e, d e f a c t o, a s a m o s t r a s d e s o l o a p r e s e n t a m a s 69

m e s m a s c a r a c t e r í s t i c a s, s e n d o e s t e u m s o l o, e s s e n c i a l m e n t e, c o m p o s t o p o r a r e i a s i l t o s a. C l a s s i f i c a ç ã o A A S H T O R e l. N º R e l. N º R e l. N º R e l. N º R e l. N º 5 R e l. R e l. N º R e l. N º 1 2 3 4 N º 6 7 8 A - 2-4 - ( 0 ) A - 1 - b ( 0 ) A - 2-4 ( 0 ) A - 1 - b ( 0 ) A - 1 - b ( 0 ) A - 4 ( 0 ) A - 1 - b ( 0 ) A - 1 - b ( 0 ) A r e i a A r e i a A r e i a A r e i a A r e i a A r e i a A r e i a s i l t o s a A r e i a s i l t o s a s i l t o s a s i l t o s a s i l t o s a s i l t o s a s i l t o s a c o m s i l t o s a c a s c a l h o Tabela 9 - Classificação AASHTO das amostras de solo analisadas. A p r o s p e ç ã o g e o t é c n i c a p e r m i t i u d e f i n i r p a r â m e t r o s g e o t é c n i c o s e s t i m a d o s p a r a v á r i a s z o n a s g e o t é c n i c a s, c u j o s v a l o r e s v a r i a m d e a c o r d o c o m a Tabela 1 0 : 70

Z o n a g e o t é c n i c a Z G 4 Z G 3 Z G 2 Z G 1 D e s c r i ç ã o S o l o s c o m c o n t a m i n a ç ã o o r g â n i c a ( N S P T < 4 ) G r a n i t o ( 3 0 < N S P T < 5 0 ) G r a n i t o ( N S P T > 5 0 ) G r a n i t o ( m a c i ç o r o c h o s o m u i t o p o b r e a e x c e l e n t e ) Â n g u l o d e a t r i t o ( º ) 2 0 a 2 5 3 0 a 3 4 3 4 a 4 0 3 1 a 4 3 C o e s ã o ( k P a ) 0 2 a 5 5 a 1 0 1. 8 a 6. 1 M P a M ó d u l o d e d e f o r m a b i l i d a < 3 3 5 a 5 0 5 0 a 7 0 3. 0 a 2. 0 G P a de ( M P a ) P e s o e s p e c í f i c o 1 8 a 1 9 2 0 a 2 1 2 2 a 2 4 2 5 a 2 6 ( k N / m 3 ) Tabela 10 - Parâmetros geotécnicos considerados pela entidade exterior. A g a m a d e v a l o r e s o b t i d o s p e l a e n t i d a d e i n d e p e n d e n t e v e m v a l i d a r o s v a l o r e s u t i l i z a d o s n a m o d e l a ç ã o r e a l i z a d a, t e n d o a l g u n s d e s s e s v a l o r e s s i d o b a s e a d o s n e s t a p r o s p e ç ã o e o u t r o s r e t i r a d o s d a b i b l i o g r a f i a c o n s u l t a d a. 71

4. Modelação do protótipo P o r s e t r a t a r d e u m a e s t r u t u r a i n c o m u m q u e r n o m é t o d o c o n s t r u t i v o q u e r n o s m a t e r i a i s u t i l i z a d o s, h o u v e n e c e s s i d a d e d e p r e v e r a f o r m a d e c o m o e s t a s e i r á c o m p o r t a r, q u e r d u r a n t e a s u a c o n s t r u ç ã o q u e r n a u t i l i z a ç ã o. Es t e e s t u d o f o i r e a l i z a d o u t i l i z a n d o o s o f t w a r e d e m o d e l a ç ã o P h a s e 2. Com e s t a f e r r a m e n t a p o d e o b t e r - se, d e u m a m a n e i r a e x p e d i t a, v a l o r e s d e e s f o r ç o s a t u a n t e s e m t o d o o c o n j u n t o d a e s t r u t u r a a s s i m c o m o d e f o r m a d a s e d e s l o c a m e n t o s. A d q u i r i r i n f o r m a ç õ e s s o b r e a i n t e r a ç ã o e n t r e o s m a t e r i a i s u t i l i z a d o s e o s e u c o m p o r t a m e n t o i s o l a d o, a s s i m c o m o d a g e o m e t r i a d o m o d e l o p o d e, n u m a p r i m e i r a a b o r d a g e m, s e r c r u c i a l n a d e t e ç ã o d e a l g u m a i n c o e r ê n c i a d e s s e s p a r â m e t r o s q u e l e v e a o s e u m e l h o r a m e n t o, d e f o r m a a o t i m i z a r o s e u d e s e m p e n h o. 4.1. O programa de cálculo automá tico Phase 2 O s o f t wa r e u t i l i z a d o f o i d e s e n v o l v i d o n a U n i v e r s i d a d e d e T o r o n t o, n o C a n a d á, p a r a a u x i l i a r n a m o d e l a ç ã o b i d i m e n s i o n a l ( d e f o r m a ç ã o p l a n a o u a x i - s i m é t r i c a ), d o c o m p o r t a me n t o d e m a c i ç o s r o c h o s o s, p e l o M é t o d o d o s E l e m e n t o s F i n i t o s ( M E F ). ( P e n i d o, 2 0 0 6 ) 72

P h a s e 2 d a R o c s c i e n c e é u m p r o g r a m a d e c á l c u l o d e a n á l i s e b i d i m e n s i o n a l e l a s t o - p l á s t i c a c o m f o r m u l a ç ã o p o r e l e m e n t o s f i n i t o s, u t i l i z a d o p r i n c i p a l m e n t e n o c á l c u l o d e t e n s õ e s e d e d e s l o c a m e n t o s e m e s c a v a ç õ e s s u b t e r r â n e a s. Com o d e s e n v o l v e r d o p r o g r a m a f o r a m a d i c i o n a d a s v á r i a s o p ç õ e s d e a n á l i s e, s e n d o p e r m i t i d o r e s o l v e r u m a v a s t a g a m a d e p r o b l e m a s d e E n g e n h a r i a G e o t é c n i c a e d e E n g e n h a r i a C i v i l. ( P i r e s, 2 0 0 9 ) A f o r m u l a ç ã o d o M E F, b a s e a d a n o s d e s l o c a m e n t o s, n a q u a l a s i n c ó g n i t a s d o p r o b l e m a s ã o o s d e s l o c a m e n t o s n o d a i s, e n g l o b a r e s u m i d a m e n t e a s s e g u i n t e s o p e r a ç õ e s : a. D i s c r e t i z a ç ã o d o d o m í n i o, q u e c o n s i s t e n a s u b d i v i s ã o d o d o m í n i o e m z o n a s d e n o m i n a d a s, e l e m e n t o s f i n i t o s, q u e s e l i g a m e n t r e s i p o r i n t e r m é d i o d e n ó s s i t u a d o s n a s s u a s f r o n t e i r a s ; b. S e l e ç ã o d a s f u n ç õ e s d e i n t e r p o l a ç ã o q u e d e f i n e m, a p r o x i m a d a m e n t e, o c a m p o d o s d e s l o c a m e n t o s n o i n t e r i o r d o e l e m e n t o f i n i t o, e m f u n ç ã o d o c o m p o r t a m e n t o d o s s e u s n ó s ( e s t a s f u n ç õ e s p o d e m s e r p o l i n o m i a i s, t r i g o n o m é t r i c a s o u d e o u t r o t i p o ) ; c. O b t e n ç ã o d a s m a t r i z e s d e r i g i d e z d o s e l e m e n t o s ; d. C o n s t r u ç ã o d a m a t r i z d e r i g i d e z g l o b a l e d o v e t o r d e s o l i c i t a ç ã o g l o b a l, t e n d o e m c o n s i d e r a ç ã o a c o n t r i b u i ç ã o d e c a d a e l e m e n t o f i n i t o ; 73

e. C o n s i d e r a n d o a s c o n d i ç õ e s f r o n t e i r a, r e s o l u ç ã o d o s i s t e m a d e e q u a ç õ e s, p e r m i t i n d o a o b t e n ç ã o d o s d e s l o c a m e n t o s n o d a i s e a s r e a ç õ e s d e a p o i o e m n ó s d e d e s l o c a m e n t o p r e s c r i t o ; f. D e t e r m i n a ç ã o, a t r a v é s d a s f u n ç õ e s d e a p r o x i m a ç ã o d o s d e s l o c a m e n t o s n o i n t e r i o r d o s e l e m e n t o s e p o s t e r i o r m e n t e a s d e f o r m a ç õ e s e a s t e n s õ e s. ( P i r e s, 2 0 0 9 ) O c á l c u l o d e s c r i t o a n t e r i o r m e n t e é e f e t u a d o a u t o m a t i c a m e n t e p e l o s o f t wa r e, c o m b a s e n a s c o n d i ç õ e s f r o n t e i r a d o m o d e l o i n t r o d u z i d o e a s c a r a c t e r í s t i c a s d o s m a t e r i a i s c o n s t i t u i n t e s. O s o f t wa r e p o s s u i a i n d a u m a f u n c i o n a l i d a d e c a p a z d e a n a l i s a r a e s t a b i l i d a d e d e t a l u d e s p o r u m m é t o d o d e r e d u ç ã o d a r e s i s t ê n c i a ao c o r t e, d e s i g n a d o p o r S h e a r S t r e n g t h R e d u c t i o n ( S S R ) ; por a l t e r a ç ã o d o s p a r â m e t r o s d e M o h r - Coul o m b, c a l c u l a u m f a t o r d e r e d u ç ã o d a r e s i s t ê n c i a c r í t i c o d o m o d e l o c o r r e s p o n d e n t e a o f a t o r d e s e g u r a n ç a c r í t i c o d o t a l u d e. O m é t o d o S S R r e s u m e - s e d a s e g u i n t e f o r m a : a. O s p a r â m e t r o s d e r e s i s t ê n c i a d o m o d e l o s ã o r e d u z i d o s d e u m d e t e r m i n a d o f a t o r ( S R F ), e é c a l c u l a d a a t e n s ã o n o s e l e m e n t o s f i n i t o s ; b. E s t e p r o c e s s o é r e p e t i d o p a r a d i f e r e n t e s v a l o r e s d o f a t o r d e r e d u ç ã o d a r e s i s t ê n c i a ( S R F ), a t é qu e o m o d e l o s e t o r n e i n s t á v e l ; 74

c. Q u a n d o o m o d e l o s e t o r n a i n s t á v e l, é a s s u m i d o e s s e v al o r d e S R F c o m o o f a t o r d e r e d u ç ã o d a r e s i s t ê n c i a c r í t i c o, q u e c o r r e s p o n d e a o f a t o r d e s e g u r a n ç a d o m o d e l o. ( P i r e s 2 0 0 9 ) E s t e m é t o d o S R F d e v e s e r c o n s i d e r a d o e m f u t u r o s d i m e n s i o n a m e n t o s d e e s t r u t u r a s s e m e l h a n t e s à d o m o d e l o e m q u e s t ã o. 4.2. Caracterização do modelo 4. 2. 1. F a seamen to con strutivo D e m a n e i r a a c o m p r e e n d e r c o m o e v o l u e m o s e s f o r ç o s a t u a n t e s n o p r o t ó t i p o d u r a n t e a s u a c o n s t r u ç ã o o p t o u - s e p e l a s u b d i v i s ã o d a f a s e d e c o n s t r u ç ã o ; t e n d o - s e c o n s i d e r a d o q u e a c o n s t r u ç ã o d o m o d e l o s e r á r e a l i z a d a e m 3 3 f a s e s, e m q u e c a d a f a s e c o r r e s p o n d e à a d i ç ã o d e u m c o m p o n e n t e. A s s i m, a p r i m e i r a f a s e c o r r e s p o n d e r á à a d i ç ã o d e u m a f i l a d e p n e u s e a f a s e s e g u i n t e c o r r e s p o n d e r á à a d i ç ã o d e u m a c a m a da d e s o l o a t r á s d e s s a f i l a d e p n e u s, e a s s i m s u c e s s i v a m e n t e. A F i g u r a 29 i l u s t r a o f a s e a m e n t o n a s f a s e s 1 e 2 5. 75

Figura 29 - Faseamento construtivo do modelo nas fases 1 e 25. N a f a s e 1, p o d e v e r - s e a p e n a s o s o l o q u e c o n s t a n o l o c a l o n d e i r á s e r r e a l i z a d a a c o n s t r u ç ã o, e n a f a s e 2 5 p o d e m v e r - s e j á a s 1 2 c a m a d a s q u e c o n s t i t u e m o p r o t ó t i p o. A s ú l t i m a s o i t o f a s e s d i z e m r e s p e i t o à a p l i c a ç ã o d a s o b r e c a r g a, c o m e ç a n d o n a 2 6 ª, a p ó s a c o n c l u s ã o d o f a s e a m e n t o q u e d i z r e s p e i t o à c o n s t r u ç ã o d o m u r o. O c a r r e g a m e n t o f i n a l t e m o v a l o r 76

d e 2 5 k P a ; c o m e ç a n d o n a 2 6 ª f a s e c o m 3. 1 2 5 k P a v a i s e n d o a d i c i o n a d o o m e s m o v a l o r a c a d a f a s e a t é p e r f a z e r o v a l o r t o t a l n a f a s e 3 3. N a F i g u r a 30 p o d e m ver - s e o s c a r r e g a m e n t o s n a f a s e 2 6 ( 3. 1 2 5 k N / m 2 ) e n a f a s e 3 3 ( 2 5 k N / m 2 ). Figura 30 - Fases 26 e 33. 77

4. 2. 2. V a ri a ção d o s d eslocamen tos com a a plica ção d a sob r ecarg a A p ó s a c o n c l u s ã o d a c o n s t r u ç ã o d o p r o t ó t i p o, e s t á p r e v i s t a a m a t e r i a l i z a ç ã o d e um c a r r e g a m e n t o, p o r f o r m a a e s t u d a r o c o m p o r t a m e n t o d a e s t r u t u r a f a c e a a ç õ e s e x t e r i o r e s. E s s e c a r r e g a m e n t o s e r á c o m p o s t o p o r c a m a d a s d e s o l o, d e f o r m a a r e s u l t a r n a s a ç õ e s a d m i t i d a s p a r a a s v á r i a s f a s e s d o c a r r e g a m e n t o, a t é q u e t o t a l i z e o v a l o r d e 2 5 k P a. I m p o r t a, p o r t a n t o, a v a l i a r a e v o l u ç ã o d o s d e s l o c a m e n t o s f a c e a c a d a c a r r e g a m e n t o ; p a r a i s s o f o r a m c a l c u l a d o s o s d e s l o c a m e n t o s e m c a d a f a s e c o r r e s p o n d e n t e a u m a c r é s c i m o d e c a r g a d e 3. 1 2 5 k N / m 2. A F i g u r a 3 1 i l u s t r a a v a r i a ç ã o d o s d e s l o c a m e n t o s c o m a a p l i c a ç ã o d a s o b r e c a r g a. 78

Altura [m] Estruturas de Suporte de Terras Executadas Com Pneus. Estudo Paramétrico e Conceção de Protótipo 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0,0045 0,004 0,0035 0,003 0,0025 0,002 0,0015 0,001 0,0005 0 Deslocamentos [m] Fase 25 Fase 33 Posição Inicial do Paramento Figura 31 - Deslocamentos obtidos com a aplicação da sobrecarga. V e r i f i c o u - s e u m a c r é s c i m o d e d e s l o c a m e n t o s n o p a r a m e n t o d a e s t r u t u r a, e n t r e f a s e s d e c a r r e g a m e n t o, d e c e r c a d e 0, 2 0 m m, s e n d o a v a r i a ç ã o tot a l d e c e r c a d e 1. 5 m m. V e r i f i c a - s e q u e p a r a c a d a c a r r e g a m e n t o d e 3. 1 2 5 k N / m 2 c o r r e s p o n d e u m d e s l o c a m e n t o d e c e r c a d e 1 4 % d o d e s l o c a m e n t o t o t a l v e r i f i c a d o. N a F i g u r a 3 2 p o d e v e r - s e a d e f o r m a ç ã o v e r i f i c a d a a n t e s d a a p l i c a ç ã o d a s o b r e c a r g a e a p ó s a a p l i c a ç ã o d a s o b r e c a r g a. A d e f o r m a d a e s t á a u m e n t a d a d e u m f a t o r d e 1 0 0 p a r a q u e o s d e s l o c a m e n t o s s e j a m p e r c e t í v e i s. 79

Figura 32 - Deformação verificada na fase 25 e 33. 4. 2. 3. M ateriais con stituintes d o mod elo E s t e m o d e l o é e s s e n c i a l m e n t e c o n s t i t u í d o p o r t r ê s m a t e r i a i s p r i n c i p a i s, P n e u s o l, s o l o d e a t e r r o e s o l o d e f u n d a ç ã o e a s s u a s p r o p r i e d a d e s s e r ã o a p r e s e n t a d a s n a Tabela 1 1. 80

P r o p r i e d a d e d o P n e u s o l S o l o d e S o l o d e m a t e r i a l H o r i z o n t a l V e r t i c a l A t e r r o F u n d a ç ã o 3 P e s o e s p e c i f i c o, γ 1 9 k N / m 2 3 1 k N / m 2 1 k N / m 3 M ó d u l o d e e l a s t i c i d a d e, E 1 5 0 M P a 2 2 5 M P a 20 M P a 3 5 M P a C o e f i c i e n t e d e P o i s s o n, σ 0. 3 0. 1 5 0. 4 0. 4 Â n g u l o d e a t r i t o, Φ 30º 30º 30º C o e s ã o, c 1 k P a 1 k P a 1 k P a Tabela 11 - Propriedades dos materiais constituintes do modelo. A s p r o p r i e d a d e s d o s m a t e r i a i s u t i l i z a d o s f o r a m o b t i d a s, q u e r p o r m e i o d e e n s a i o s ex p e r i m e n t a i s r e a l i z a d o s s o b r e a s a m o s t r a s d e s o l o r e c o l h i d a s d o l o c a l o n d e i r i a s e r m a t e r i a l i z a d o o p r o t ó t i p o, q u e r p o r d a d o s r e c o l h i d o s d a b i b l i o g r a f i a a n a l i s a d a. O m a t e r i a l P n e u s o l t e m a p a r t i c u l a r i d a d e d e a p r e s e n t a r c a r a c t e r í s t i c a s a n i s o t r ó p i c a s e m t e r m o s d e d e f o r m a b i l i d a d e, c o m o t a l, a d m i t i r a m - s e d i f e r e n t e s v a l o r e s n o p l a n o h o r i z o n t a l e n o p l a n o v e r t i c a l, r e c o l h i d o s d o e s t u d o r e a l i z a d o p o r O S h a u g h n e s s y ( 1 9 9 7 ). N a F i g u r a 33 p o d e v e r - s e u m e s b o ç o d e u m c o r t e t r a n s v e r s a l d o m o d e l o e o s m a t e r i a i s q u e o c o n s t i t u e m. 81

Figura 33 - Corte transversal do modelo e materiais constituintes. A i n t e r f a c e s o lo-pneu f o i t a m b é m m a t e r i a l i z a d a d e a c o r d o c o m o d e s c r i t o n o Capitul o 1 d a p r e s e n t e D i s s e r t a ç ã o, t e n d o s i d o a t r i b u í d o u m a r e s i s t ê n c i a a o c o r t e d e 6 6, 7 M P a / m e u m a r e s i s t ê n c i a n o r m a l e 1 0 0 0 0 M P a / m. E s t e s v a l o r e s f o r a m r e t i r a d o s d a b i b l i o g r a f i a, m a i s p r e c i s a m e n t e d o e s t u d o r e a l i z a d o p o r O S h a u g h n e s s y ( 1 9 9 7 ). E s t a i n t e r f a c e e n c o n t r a - s e r e p r e s e n t a d a n a F i g u r a 34 c o m c o r v e r m e l h a e f a z a s e p a r a ç ã o e n t r e o s d i f e r e n t e s m a t e r i a i s c o n s t i t u i n t e s d o m o d e l o. 82

Figura 34 - Interface solo-pneu. 4. 2. 4. M alh a d e el emen tos fin itos C o m o j á f o i d i t o a n t e r i o r m e n t e, o s o f t wa r e u t i l i z a o M é t o d o d o s E l e m e n t o s F i n i t o s c o m o f e r r a m e n t a d e c á l c u l o. N a m o d e l a ç ã o d o m o d e l o a m a l h a d e e l e m e n t o s f i n i t o s u t i l i z a d a é f o r m a d a p o r e l e m e n t o s t r i a n g u l a r e s de t r ê s n ó s. O s n ó s l o c a l i z a d o s n a f r o n t e i r a d o m o d e l o d e v e m r e p l i c a r a s c o n d i ç õ e s d o p r o t ó t i p o r e a l ; s e n d o a s s i m, n a b a s e d o m o d e l o f o r a m c o n s i d e r a d o s a p o i o s d u p l o s, q u e g a r a n t e m a r e s t r i ç ã o d o m o v i m e n t o n o s e i x o s h o r i z o n t a l e v e r t i c a l, e n q u a n t o q u e n a s l a t e r a i s a p e n a s e s t ã o r e s t r i n g i d o s o s d e s l o c a m e n t o s h o r i z o n t a i s, s e n d o o m o v i m e n t o v e r t i c a l l i v r e. A p a r t e s u p e r i o r d o m o d e l o e d o p a r a m e n t o e s t ã o l i v r e s d e s e d e s l o c a r e m q u a l q u e r s e n t i d o. A F i g u r a 35 m o s t r a a c o n f i g u r a ç ã o d a m a l h a d e e l e m e n t o s f i n i t o s e a s c o n d i ç õ e s f r o n t e i r a d o m o d e l o, n a f a s e 2 5. 83

Figura 35 - Modelo com malha de elementos finitos. 4. 2. 5. A p r esentaçã o d e resultados A a n á l i s e d o s r e s u l t a d o s é f e i t a a t r a v é s d e i m a g e n s q u e r e p r e s e n t a m o s d i f e r e n t e s n í v e i s d e v a l o r e s d a s t e n s õ e s, u t i l i z a n d o e s q u e m a s d e c o r e s q u e v ã o d o a z u l, n a s z o n a s d e v a l o r e s m a i s b a i x o s, a t é o v e r m e l h o, n a s z o n a s d e v a l o r e s m a i s e l e v a d o s. A F i g u r a 3 6 m o s t r a o r e s u l t a d o d a a n á l i s e e m t e r m o s d e t e n s õ e s v e r t i c a i s i n s t a l a d a s n o m o d e l o n a f a s e 2 5. 84

Figura 36 - Tensões verticais na fase 25. N a i m a g e m p o d e v e r - s e c o m o s e r i a e s p e c t á v e l a e v o l u ç ã o d a s t e n s õ e s c o m a p r o f u n d i d a d e c o m e ç a n d o n a p a r t e s u p e r i o r d o m o d e l o c o m a c o r a z u l, o n d e a s t e n s õ e s s ã o p r ó x i m a s d e z e r o e t e r m i n a n d o n a b a s e d o m o d e l o c o m v e r m e l h o, o n d e a s t e n s õ e s s ã o m á x i m a s. N a b a s e d o m u r o p o d e m v e r - s e i n s t a l a d a s t e n s õ e s d a o r d e m d o s 4 0 k P a, s e n d o e s t e o v a l o r e s p e c t á v e l p a r a t e n s õ e s v e r t i c a i s a e s t a p r o f u n d i d a d e. E m t e r m o s d e t e n s õ e s h o r i z o n t a i s, a F i g u r a 3 7 m o s t r a d e q u e m a n e i r a e s t a s e v o l u e m n o m o d e l o. 85

Figura 37 - Tensões horizontais na fase 25. C o m o s e r i a d e e s p e r a r, e s t a s t e n s õ e s a u m e n t a m t a m b é m e m p r o f u n d i d a d e a t é val o r e s m á x i m o s n a b a s e d o m u r o d a o r d e m d e 8 M P a. O p r o g r a m a t a m b é m p e r m i t e p e r c e b e r q u a i s o s e l e m e n t o s m a i s p r ó x i m o s d e a t i n g i r e m a c e d ê n c i a. A c a r a c t e r i z a ç ã o d e s t e s e l e m e n t o s é f e i t a a t r a v é s d o m e s m o s i s t e m a d e c o r e s u t i l i z a d o p a r a a s t e n s õ e s ; s e n d o a s s i m, e l e m e n t o s c o m u m n í v e l d e t e n s ã o a t u a n t e m u i t o a q u é m d o c o r r e s p o n d e n t e t e n s ã o r e s i s t e n t e a p r e s e n t a m u m a c o r a z u l - e s c u r a ; j á o s e l e m e n t o s c o m m a i o r e s n í v e i s d e t e n s ã o a t u a n t e a p a r e c e m c o m a c o r v e r m e l h a, c o m o m o s t r a a F i g u r a 38. E x i s t e a i n d a a p o s s i b i l i d a d e d e i d e n t i f i c a r o t i p o d e t e n s ã o q u e p r o v o c a a c e d ê n c i a ; n e s t e c a s o, o s e l e m e n t o s c a r a c t e r i z a d o s c o m o s í m b o l o a p r e s e n t a m c e d ê n c i a d e v i d a a t e n s õ e s d e c o r t e ; j á o s 86

e l e m e n t o s c a r a c t e r i z a d o s c o m o s í m b o l o o a p r e s e n t a m c e d ê n c i a p o r t e n s õ e s d e t r a ç ã o. Figura 38 - Elementos em cedência fase 25. N a a n á l i s e p a r a m é t r i c a r e a l i z a d a f o i n e c e s s á r i o f a z e r a c o m p a r a ç ã o d e r e s u l t a d o s o b t i d o s n o s d i v e r s o s c á l c u l o s e f e t u a d o s, p a r a i s s o, s e l e c i o n a r a m - se 1 3 p o n t o s n o p a r a m e n t o d o m u r o d e o n d e s e r e t i r a r a m o s v a l o r e s d o s s e u s d e s l o c a m e n t o s p a r a a v a r i a ç ã o p a r a m é t r i c a, c o m o i l u s t r a a F i g u r a 3 9. E s s e s v a l o r e s f o r a m d e p o i s e x p o r t a d o s p a r a u m a f o l h a E x c e l e i n s e r i d o s n u m g r á f i c o, t o r n a n d o m a i s c l a r o o e s t u d o c o m p a r a t i v o e n t r e o s r e s u l t a d o s o b t i d o s. 87

Figura 39 - Valores dos deslocamentos nos pontos do paramento selecionados. È t a m b é m p o s s í v e l v i s i o n a r a d e f o r m a d a q u e o c o r r e n o m o d e l o p a r a o c á l c u l o r e a l i z a d o, p e r m i t i n d o p e r c e b e r d e q u e f o r m a o m o d e l o s e c o m p o r t a. N a F i g u r a 4 0 p o d e v e r - s e a d e f o r m a d a d o m o d e l o n a 2 5 ª f a s e, a p ó s a c o n c l u s ã o d a c o n s t r u ç ã o o m u r o e antes d a a p l i c a ç ã o d a s o b r e c a r g a. 88

Figura 40 - Deformada do modelo na fase 25. A s d e f o r m a ç õ e s e s t ã o a u m e n t a d a s n u m a e s c a l a d e 1 0 0 x p a r a q u e s e j a m p e r c e t í v e i s. A a p r e s e n t a ç ã o v i s u a l d o s r e s u l t a d o s t e m a i m p o r t â n c i a ó b v i a d e p e r c e b e r o n d e a s t e n s õ e s e o s d e s l o c a m e n t o s m á x i m o s o c o r r e m no m o d e l o. E s t e f a c t o t e m e s p e c i a l i m p o r t â n c i a d o p o n t o d e v i s t a d a m o n i t o r i z a ç ã o d a s z o n a s o n d e o s d e s l o c a m e n t o s s e a d i v i n h a m m á x i m o s, p e r m i t i n d o u m a l o g í s t i c a a d e q u a d a d o s e q u i p a m e n t o s q u e f a z e m a m e d i ç ã o. 89

4. 3. O p ro g ra m a d e cál culo au t omático R o ck and Soil 3 ( RS3) N a a n á l i s e p a r a m é t r i c a f o i t a m b é m u t i l i z a d o o p r o g r a m a R S 3 q u e, p a r t i n d o d a m o d e l a ç ã o r e a l i z a d a n o p r o g r a m a P h a s e 2, f a z a a n á l i s e d a e s t r u t u r a a t r ê s d i m e n s õ e s. A a n á l i s e t r i d i m e n s i o n a l a p r e s e n t a a c l a r a v a n t a g e m s o b r e a a n á l i s e b i d i m e n s i o n a l, d e t o r n a r c o n h e c i d o o c o m p o r t a m e n t o d o m u r o e m p r o f u n d i d a d e, p e r m i t i n d o a s s i m u m a m e l h o r c a r a c t e r i z a ç ã o d o m o d e l o. A F i g u r a 4 1 m o s t r a o m o d e l o 3 D e l a b o r a d o. Figura 41 - Modelo 3D realizado no programa RS3. O p r o g r a m a R S 3 u t i l i z a a m o d e l a ç ã o r e a l i z a d a n o p r o g r a m a b i d i m e n s i o n a l e c r i a u m s ó l i d o c o m d e t e r m i n a d a l a r g u r a, n e s t e c a s o 6 m e t r o s, e c o m o s m e s m o s p a r â m e t r o s a d m i t i d o s n o P h a s e 2. 90

A p ó s i m p o r t a ç ã o d o m o d e l o b i d i m e n s i o n a l, d e v e s e r r e a l i z a d a n o v a d i s c r e t i z a ç ã o d a m a l h a d e e l e m e n t o s f i n i t o s ( F i g u r a 42), a g o r a t r i d i m e n s i o n a l, e d e p o i s d e d e f i n i d a s a s c o n d i ç õ e s d e a p o i o, r e a l i z a r o s c á l c u l o s. Figura 42 - Malha de elementos finitos do modelo 3D. A s c o n d i ç õ e s d e a p o i o d e v e m t e r e m c o n s i d e r a ç ã o a s f a c e s d o m o d e l o t r i d i m e n s i o n a l a s s i m c o m o a s s u a s a r e s t a s e v é r t i c e s. N a F i g u r a 4 3, p o d e m v e r - s e r e p r e s e n t a d a s a s r e s t r i ç õ e s i m p o s t a s a o m o v i m e n t o d o mo d e l o. 91

Figura 43 - Restrições do modelo 3D. C o m o i l u s t r a a F i g u r a 4 3 a s f a c e s l a t e r a i s d o m o d e l o t ê m o s e u m o v i m e n t o r e s t r i n g i d o n a d i r e ç ã o d o e i x o q u e l h e é p e r p e n d i c u l a r, n e s t e c a s o o e i x o Z. E s t a r e s t r i ç ã o a p a r e c e n a i m a g e m c o m a c o l o r a ç ã o l a r a n j a, o n d e p o d e v e r - s e q u e t a m b é m a s a r e s t a s d a p a r t e s u p e r i o r d o m o d e l o, t ê m o s e u m o v i m e n t o l i m i t a d o n a d i r e ç ã o d o e i x o Z. O m o v i m e n t o d o p l a n o e d a s a r e s t a s d a b a s e d o m o d e l o e n c o n t r a - s e l i m i t a d o e m t o d a s a s d i r e ç õ e s, à s e m e l h a n ç a d o q u e j á t i n h a s i d o c o n s i d e r a d o n o m o d e l o 2 D e m q u e, n a b a s e, o movimento e s t a v a r e s t r i t o n a s d u a s d i r e ç õ e s p o s s í v e i s, h o r i z o n t a l e v e r t i c a l. C o n s i d e r a - s e q u e a b a i x o d e s t e p o n t o s e e n c o n t r a o f i r m e, e s t a n d o a s s i m o m o d e l o i m p o s s i b i l i t a d o d e s e m o v i m e n t a r e m q u a l q u e r d i r e ç ã o. 92

O s p l a n o s p o s t e r i o r e a n t e r i o r n o m o d e l o e s t ã o r e s t r i n g i d o s n o e i x o q u e l h e s é p e r p e n d i c u l a r, n e s t e c a s o o e i x o X, e s t a c o n d i ç ã o p r e t e n d e r e p l i c a r o c o n t e x t o e m q u e o m o d e l o s e i n s e r e n a r e a l i d a d e, e s t a n d o r o d e a d o d e s o l o i m p e d i n d o - o d e s e d e s l o c a r n a d i r e ç ã o p e r p e n d i c u l a r a o s p l a n o s c o n s i d e r a d o s, r e p r e s e n t a d o s n a i m a g e m p e l a c o r a z u l. A s a r e s t a s l o c a l i z a d a s n a i n t e r s e c ç ã o d o s p l a n o s l a t e r a i s, a n t e r i o r e s e p o s t e r i o r e s d o m o d e l o d e v e m t e r o m o v i m e n t o r e s t r i n g i d o n a s d u a s d i r e ç õ e s, N e s t e c a s o, a s l a t e r a i s e s t ã o r e s t r i n g i d a s n o e i x o Z e o s p l a n o s q u e l h e s ã o p e r p e n d i c u l a r e s e s t ã o r e s t r i n g i d o s n o e i x o X, h a v e n d o n e c e s s i d a d e d e r e s t r i n g i r a s a r e s t a s d a i n t e r s e c ç ã o e n t r e e s t e s d o i s p l a n o s n o s e i x o s X e Z, r e p r e s e n t a d o s n a i m a g e m p e l a c o r v e r d e. O s p l a n o s s u p e r i o r e s d o m o d e l o e s t ã o l i v r e s d e s e m o v i m e n t a r e m q u a l q u e r d i r e ç ã o, t a l c o m o n o p r o t ó t i p o. 4. 3. 1. A p r esentaçã o d e resultados A a n á l i s e r e a l i z a d a c o m o p r o g r a m a R S 3 f o i e m t u d o s e m e l h a n t e à a n á l i s e r e a l i z a d a c o m o p r o g r a m a P h a s e 2. P o r s i m p l i f i c a ç ã o, a a n á l i s e p a r a m é t r i c a f o i r e a l i z a d a c o m r e c u r s o a o p r o g r a m a P h a s e 2. A s e m e l h a n ç a e n t r e o s r e s u l t a d o s o b t i d o s p e l a s d u a s f e r r a m e n t a s e a s i m p l i c i d a d e d e t r a t a m e n t o d o s d a d o s f o r n e c i d o s 93

p e l o p r o g r a m a P h a s e 2 f o r a m o s m o t i v o s q u e l e v a r a m à a d o ç ã o d e s t e s o f t wa r e p a r a o t r a t a m e n t o d o s r e s u l t a d o s. A u t i l i z a ç ã o d o p r o g r a m a R S 3 f o i i m p o r t a n t e d e u m p o n t o d e v i s t a d e v i s u a l i z a ç ã o d o c o m p o r t a m e n t o d o m u r o a t r ê s d i m e n s õ e s. A v i s u a l i z a ç ã o d o s d e s l o c a m e n t o s n o m o d e l o 3 D a p a r e c e d o c u m e n t a d a na F i g u r a 4 4. V e r i f i c a - s e q u e o s d e s l o c a m e n t o s a p r e s e n t a m u m a c o n f i g u r a ç ã o s e m e l h a n t e à o b t i d a n o m o d e l o a d u a s d i m e n s õ e s. Figura 44 - Deslocamentos do modelo 3D, fase 25. O d e s l o c a m e n t o m áx i m o l o c a l i z a - s e n a z o n a d o a t e r r o p o r d e t r á s d o m u r o e t e m u m v a l o r m á x i m o d e 0. 0 0 3 6 5 6 m, s e n d o e s t e v a l o r m u i t o p r ó x i m o d o o b t i d o a t r a v é s d a a n á l i s e a d u a s d i m e n s õ e s, d o c u m e n t a d a n a F i g u r a 4 0. 94

A e v o l u ç ã o d a s t e n s õ e s h o r i z o n t a i s, r e p r e s e n t a d a n a F i g u r a 4 5, a p r e s e n t a u m a c o n f i g u r a ç ã o e m t u d o s e m e l h a n t e à o b t i d a p a r a o m o d e l o e m d u a s d i m e n s õ e s. Figura 45 - Tensões horizontais no modelo 3D, fase 25. T a m b é m a q u i s e v e r i f i c a m q u e a s t e n s õ e s h o r i z o n t a i s s ã o m á x i m a s n a b a s e d o p r o t ó t i p o, a t i n g i n d o u m v a l o r d e a p r o x i m a d a m e n t e 4 0 k P a n a b a s e d o mu r o, c o m o s e r i a e s p e c t á v e l. V e r i f i c a - s e a p r o x i m i d a d e d e v a l o r e s m á x i m o s p a r a a s t e n s õ e s o b s e r v a d o s n o m o d e l o 2 D, c o m c e r c a d e 0. 1 6 M P a, e o mo d e l o 3 D, c o m c e r c a d e 0. 1 5 7 M P a. N a F i g u r a 4 6 e s t ã o r e p r e s e n t a d a s a s t e n s õ e s v e r t i c a i s q u e s e m a n i f e s t a m n o m o d e l o 3 D. 95

Figura 46 - Tensões verticais no modelo 3D, fase 25. T a m b é m o s v a l o r e s o b t i d o s s ã o a p r o x i m a d o s d o s v a l o r e s o b t i d o s c o m o s c á l c u l o s r e a l i z a d o s n o m o d e l o a d u a s d i m e n s õ e s, s e n d o a t e n s ã o v e r t i c a l m á x i m a o b t i d a n o mo d e l o 2 D i g u a l a c e r c a d e 0. 0 8 5 M P a, s e m e l h a n t e a 0. 0 8 2 M P a, v a l o r o b t i d o n a s i m u l a ç ã o a t r ê s d i m e n s õ e s. O s e l e m e n t o s e m c e d ê n c i a, a p r e s e n t a d o s n a F ig u r a 4 7, i d e n t i f i c a m a s z o n a s c o m m e n o r r e s e r v a d e r e s i s t ê n c i a. 96

Figura 47 - Elementos em cedência do modelo 3D, fase 25. A a n á l i s e t r i d i m e n s i o n a l p e r m i t i u o b s e r v a r q u e o m o d e l o s e c o m p o r t a d e f o r m a i d ê n t i c a a o l o n g o d a s u a p r o f u n d i d a d e ( e i x o Z ). E s t e d a d o t e m e s p e c i a l i m p o r t â n c i a d o p o n t o d e v i s t a d a i n s t a l a ç ã o d o s e q u i p a m e n t o s q u e f a r ã o a m o n i t o r i z a ç ã o d o m o d e l o, a p ó s a c o n c l u s ã o d a s u a c o n s t r u ç ã o, g a r a n t i n d o q u e n ã o s e r á p r o v á v e l e x i s t i r e m v a r i a ç õ e s d o s e u c o m p o r t a m e n t o a o l o n g o d o e i x o Z. 9 7

5. Análise paramétrica U m d o s o b j e t i v o s d e s t e e s t u d o é o d e a v a l i a r d e q u e f o r m a o c o m p o r t a m e n t o d o p r o t ó t i p o é a f e t a d o p e l a s c a r a c t e r í s t i c a s d o s s e u s c o m p o n e n t e s, e m p a r t i c u l a r a s c a r a c t e r í s t i c a s r e s i s t e n t e s e d e d e f o r m a b i l i d a d e d o a t e r r o, o c o m p r i m e n t o d o r e f o r ç o, a i n c l i n a ç ã o d o p a r a m e n t o e a d e f o r m a b i l i d a d e d o t e r r e n o d e f u n d a ç ã o. U m a a n á l i s e p a r a m é t r i c a c o m o a q u e f o i r e a l i z a d a p e r m i t e a n t e v e r o c o m p o r t a m e n t o d o p r o t ó t i p o p e r a n t e v á r i o s c e n á r i o s e f a c u l t a i m p o r t a n t e i n f o r m a ç ã o r e l a t i v a m e n t e a o c o n t r i b u t o d e c a d a p a r â m e t r o n o c ô m p u t o g e r a l. O c o n t r o l o f o i a v a l i a d o e m t e r m o s d e d e s l o c a m e n t o s n o p a r a m e n t o d o p r o t ó t i p o, t e n d o s i d o m e d i d o p a r a c a d a c a s o a n a l i s a d o o d e s l o c a m e n t o t o t a l d e t r e z e p o n t o s d i s t r i b u í d o s p e l a a l t u r a p a r a m e n t o. A c a d a u m d o s c o m p o n e n t e s f o i a t r i b u í d o u m v a l o r b a s e, r e s u l t a d o d a c a m p a n h a d e e n s a i o s e x p e r i m e n t a i s r e a l i z a d a c o m a s a m o s t r a s d e s o l o r e t i r a d a s d o l o c a l o n d e v i r i a a s e r m a t e r i a l i z a d o o p r o t ó t i p o o u r e t i r a d o d a b i b l i o g r a f i a a n a l i s a d a. P a r a c a d a p a r â m e t r o f o r a m c o n s i d e r a d a s v a r i a ç õ e s e m t o r n o d e s s e v a l o r b a s e. 98

5.1. Características resistentes do aterro S e n d o o â n g u l o d e a t r i t o u m d o s p a r â m e t r o s q u e d i t a m o c o m p o r t a m e n t o r e s i s t e n t e d o a t e r r o, considerou-se o v a l o r b a s e d e Ø = 3 0 º, s e n d o e s t e v a l o r a p r o x i m a d o a o v a l o r o b t i d o n a c a m p a n h a d e e n s a i o s e f e t u a d a p e l o l a b o r a t ó r i o e s p e c i a l i z a d o, c o m o j á f o i r e f e r i d o n o Ca p i t u l o 2. A v a r i a ç ã o u t i l i z a d a n a a n á l i s e p a r a m é t r i c a f o i s e l e c i o n a d a d e m o d o a c o n s i d e r a r v a l o r e s p a r a o â n g u l o d e a t r i t o q u e s e c o n s i d e r a m a c e i t á v e i s p a r a o t i p o d e s o l o e m q u e s t ã o. N a Tabela 1 2 p o d e m v e r - s e o s v a l o r e s c o n s i d e r a d o s p a r a o â n g u l o d e a t r i t o d o s o l o d e a t e r r o. Â n g u l o d e a t r i t o d o a t e r r o (º) 26 28 30 32 35 Tabela 12 - Valores do ângulo de atrito do solo de aterro. 99

N a F i g u r a 4 8 r e p r e s e n t a m - s e, e s q u e m a t i c a m e n t e, o s v a l o r e s b a s e u t i l i z a d o s n a a n á l is e p a r a m é t r i c a d a s p r o p r i e d a d e s r e s i s t e n t e s d o a t e r r o. Figura 48 Valores base utilizados na análise paramétrica das características resistentes do solo de aterro. N a F i g u r a 4 9 a p r e s e n t a m - s e o s d e s l o c a m e n t o s d o p a r a m e n t o p a r a o s d i f e r e n t e s v a l o r e s d o â n g u l o d e a t r i t o d o s o l o d e a t e r r o. 1 0 0

Altura (m) Estruturas de Suporte de Terras Executadas Com Pneus. Estudo Paramétrico e Conceção de Protótipo 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0,005 0,004 0,003 0,002 0,001 0 Deslocamento do paramento (m) Angulo de atrito 26º Angulo de atrito 28º Angulo de atrito 30º Angulo de atrito 32º Angulo de atrito 35º Posição Inicial do Paramento Figura 49 - Deslocamentos para diferentes valores do ângulo de atrito do solo de aterro. O s r e s u l t a d o s a l c a n ç a d o s p e r m i t e m c o n c l u i r q u e o â n g u l o d e a t r i t o d o s o l o d e a t e r r o n ã o r e v e l a u m c o n t r i b u t o i m p o r t a n t e p a r a o s d e s l o c a m e n t o s d o p a r a m e n t o d a e s t r u t u r a d e s u p o r t e, v i s t o q u a s e n ã o h a v e r v a r i a ç ã o d o s d e s l o c a m e n t o s p a r a o s d i f e r e n t e s v a l o r e s a t r i b u í d o s. E s t e s d a d o s p e r m i t e m c o n c l u i r q u e o m a t e r i a l d e a t e r r o p o d e a p r e s e n t a r c a r a c t e r í s t i c a s r e s i s t e n t e s m a i s p o b r e s s e m q u e t a l i n t e r f i r a n o n í v e l d e d e s l o c a m e n t o s a s s u m i d o s p e l o p a r a m e n t o. E s t e f a t o r a s s u m e e s p e c i a l i m p o r t â n c i a c a s o o m a t e r i a l d e a t e r r o s e j a a d q u i r i d o, p o d e n d o t i r a r - s e p r o v e i t o d e u m m a t e r i a l m a i s e c o n ó m i c o, r e d u z i n d o o c u s t o t o t a l d a c o n s t r u ç ã o. 1 0 1

5.2. Características de deformabilidade do aterro A o c o n t r á r i o d a v a r i a ç ã o d o â n g u l o d e a t r i t o, a c o n t r i b u i ç ã o d a d e f o r m a b i l i d a d e d o a t e r r o a p r e s e n t a u m a m a i o r r e l e v â n c i a n o s d e s l o c a m e n t o s d o p a r a m e n t o, c o m o s e r i a d e e s p e r a r. C o n s i d e r o u - s e o v a l o r i n i c i a l d e E = 2 0 M P a p a r a a d e f o r m a b i l i d a d e d o s o l o d e a t e r r o e, m a n t e n d o - s e i n a l t e r a d o s o s r e s t a n t e s p a r â m e t r o s, r e a l i z a r a m - s e c á l c u l o s v a r i a n d o o s v a l o r e s d e E, d e a c o r d o c o m o a p r e s e n t a d o n a T a b e l a 1 3. M ó d u l o d e d e f o r m a b i l i d a d e d o a t e r r o ( M P a ) 15 17 20 22 25 Tabela 13 - Valores do módulo de deformabilidade do solo de aterro. N a F i g u r a 50 r e p r e s e n t a m - s e e s q u e m a t i c a m e n t e o s p a r â m e t r o s c o n s i d e r a d o s. 1 0 2

Figura 50 Valores base utilizados na análise paramétrica da deformabilidade do solo de aterro. N a F i g u r a 51 a p r e s e n t a m - s e o s v a l o r e s d o s d e s l o c a m e n t o s d o p a r a m e n t o p a r a o s d i f e r e n t e s v a l o r e s d o m ó d u l o d e d e f o r m a b i l i d a d e d o s o l o d e a t e r r o. 1 0 3

Altura (m) Estruturas de Suporte de Terras Executadas Com Pneus. Estudo Paramétrico e Conceção de Protótipo 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0,005 0,0045 0,004 0,0035 0,003 0,0025 0,002 0,0015 0,001 0,0005 0 Deslocamento do paramento (m) Deformabilidade 15 MPa Deformabilidade 20 MPa Posição Inicial do Paramento Deformabilidade 17 MPa Deformabilidade 22 MPa Deformabilidade 25 MPa Figura 51 - Deslocamentos para diferentes valores da deformabilidade do solo de aterro. E m b o r a s e m a n i f e s t e m d i f e r e n t e s o s d e s l o c a m e n t o s e v i d e n c i a d o s p e l o p a r a m e n t o, o s v a l o r e s m á x i m o s o b t i d o s p a r a u m v a l o r d e E = 1 5 M P a s ã o s u p e r i o r e s a p e n a s 1 5 % a o s e x p e r i m e n t a d o s p a r a E = 2 5 M P a. 1 0 4

5.3. Características de deformabilidade do solo de fundação D u r a n t e o e s t u d o t o r n o u - s e c l a r o q u e e x i s t i a u m a g r a n d e i n t e r f e r ê n c i a d a s c a r a c t e r í s t i c a s d o s o l o d e f u n d a ç ã o n o c o m p o r t a m e n t o d o p r o t ó t i p o ; c o m o t a l, c o n s i d e r o u - s e r e l e v a n t e l e v a r a c a b o u m a a n á l i s e, p o r f o r m a a d e t e r m i n a r c o m o s e r i a o c o m p o r t a m e n t o d a e s t r u t u r a p e r a n t e a v a r i a ç ã o d a s u a d e f o r m a b i l i d a d e. C o n s i d e r a n d o a v a r i e d a d e d e s o l o s q u e p o d e m v i r a s e r a l v o d a i n s t a l a ç ã o d e u m a e s t r u t u r a c o m e s t a s c a r a c t e r í s t i c a s a d m i t i u - s e u m a g a m a d e v a l o r e s b a s t a n t e a b r a n g e n t e, p o r f o r m a a c o m p r e e n d e r v á r i o s c a s o s p o s s í v e i s. A v a l i a n d o o s d a d o s d a p r o s p e ç ã o r e a l i z a d a p e l a e n t i d a d e e x t e r i o r, v e r i f i c a - s e q u e e x i s t e u m a g r a n d e v a r i e d a d e d e t e r r e n o s c u j o s v a l o r e s d a d e f o r m a b i l i d a d e p o d e m v a r i a r d e v a l o r e s i n f e r i o r e s a 3 M P a a 2 0 G P a, v a l i d a n d o o p r e s s u p o s t o n a c o n s i d e r a ç ã o d e v a l o r e s b a s t a n t e d i v e r s o s d a d e f o r m a b i l i d a d e d a f u n d a ç ã o. O v a l o r b a s e d a d e f o r m a b i l i d a d e a d m i t i d o p a r a o s o l o d e f u n d a ç ã o f o i E = 3 5 M P a, t e n d o s i d o r e a l i z a d o s c á l c u l o s p a r a o s v a l o r e s a p r e s e n t a d o s n a T a b e l a 1 4. 1 0 5

M ó d u l o d e d e f o r m a b i l i d a d e d o s o l o d e f u n d a ç ã o ( M P a ) 10 35 100 200 500 Tabela 14 - Valores do módulo de deformabilidade do solo de fundação. N a F i g u r a 5 2 r e p r e s e n t a m - s e e s q u e m a t i c a m e n t e o s p a r â m e t r o s c o n s i d e r a d o s n e s t a a n á l i s e. 1 0 6

Figura 52 Valores base utilizados na análise paramétrica da deformabilidade do terreno de fundação. N o F i g u r a 5 3 a p r e s e n t a m - s e o s v a l o r e s d o s d e s l o c a m e n t o s d o p a r a m e n t o p a r a o s d i f e r e n t e s v a l o r e s d o m ó d u l o d e d e f o r m a b i l i d a d e d o t e r r e n o d e f u n d a ç ã o. 1 0 7

Altura (m) Estruturas de Suporte de Terras Executadas Com Pneus. Estudo Paramétrico e Conceção de Protótipo 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0,014 0,012 0,01 0,008 0,006 0,004 0,002 0 Deslocamento do paramento (m) Deformabilidade 10 MPa Deformabilidade 100 MPa Posição Inicial do Paramento Deformabilidade 35 MPa Deformabilidade 200 MPa Deformabilidade 500 MPa Figura 53 - Deslocamentos para diferentes valores da deformabilidade do terreno de fundação. A g r a n d e e s c a l a d e v a l o r e s u t i l i z a d a r e s u l t o u n u m a g r a n d e d i s p a r i d a d e d e r e s u l t a d o s, a i n d a a s s i m, p l a u s í v e l e m f u n ç ã o d o t i p o d e s o l o e n c o n t r a d o. C o n c l u i - s e q u e o d e s e m p e n h o d a e s t r u t u r a é e f i c i e n t e p a r a t e r r e n o s d e f u n d a ç ã o m u i t o p o u c o d e f o r m á v e i s, a s s u m i n d o m a i o r e s d e s l o c a m e n t o s p a r a t e r r e n o s d e f u n d a ç ã o m a i s d e f o r m á v e i s, e m b o r a o s v a l o r e s m á x i m o s s e c o n s i d e r e m a i n d a a d m i s s í v e i s. 1 0 8

5.4. Variação dos comprimentos de amarração P a r a a l é m d a a n á l i s e p a r a m é t r i c a, r e a l i z o u - s e t a m b é m u m e s t u d o c o m p a r a t i v o e n t r e o s d i f e r e n t e s c o m p r i m e n t o s d e a m a r r a ç ã o d o r e f o r ç o u t i l i z a d o n a e s t r u t u r a. F o r a m c o n s i d e r a d o s t r ê s c a s o s c o m u m, d o i s e t r ê s p n e u s d e a m a r r a ç ã o, a p r e s e n t a d o s n a F i g u r a 5 4, m a n t e n d o - s e i n a l t e r a d o s o s p a r â m e t r o s r e f e r e n t e s a o s r e s t a n t e s c o n s t i t u i n t e s d o p r o t ó t i p o. Figura 54 - Comprimentos de amarração utilizados na análise paramétrica. N o F i g u r a 55 e s t ã o r e p r e s e n t a d o s o s d e s l o c a m e n t o s r e s u l t a n t e s d e c a d a u m a d e s t a s s i m u l a ç õ e s. 1 0 9

Altura (m) Estruturas de Suporte de Terras Executadas Com Pneus. Estudo Paramétrico e Conceção de Protótipo 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0,005 0,0045 0,004 0,0035 0,003 0,0025 0,002 0,0015 0,001 0,0005 0 Deslocamento do paramento (m) 1 Fiada de Reforço 2 Fiadas de Reforço 3 Fiadas de Reforço Posição Inicial do Paramento Figura 55 - Deslocamentos para diferentes valores dos comprimentos de amarração O s r e s u l t a d o s o b t i d o s l e v a m à c o n c l u s ã o q u e a e s t r u t u r a n ã o m e l h o r a r á d e f o r m a s i g n i f i c a t i v a o s e u c o m p o r t a m e n t o c o m o a u m e n t o d o c o m p r i m e n t o d o r e f o r ç o. N o s e u e s t u d o, O ' S h a u g h n e s s y ( 1 9 9 0 ) c o n c l u i q u e a a d i ç ã o d e u m p n e u a u m a c a m a d a d e r e f o r ç o a u m e n t a e m c e r c a d e 3 0 % o s e u m ó d u l o d e e l a s t i c i d a d e q u a n d o s u j e i t o a u m a f o r ç a s e c a n t e a o p n e u. A p e s a r d a c o n c l u s ã o d e s t e a u t o r, a s f o r ç a s q u e s e m a t e r i a l i z a m n u m a s i t u a ç ã o c o m o a d e s c r i t a n ã o s ã o a n á l o g a s à s q u e s e m a t e r i a l i z a m n u m a e s t r u t u r a c o m o a a p r e s e n t a d a, n ã o s e n d o a s s i m e s t r i t a m e n t e n e c e s s á r i o q u e e x i s t a u m a r e l a ç ã o t ã o e l e v a d a c o m o a q u e é a p r e s e n t a d a p o r O ' S h a u g h n e s s y. 1 1 0

5.5. Conclusões N a s e q u ê n c i a d e s t e s i g n i f i c a t i v o n ú m e r o d e c á l c u l o s r e a l i z a d o s e m q u e s e v a r i a r a m o s p a r â m e t r o s m a i s d e t e r m i n a n t e s c a r a c t e r i z a d o r e s d o s d i f e r e n t e s c o m p o n e n t e s v e r i f i c o u - s e q u e a o r d e m d e g r a n d e z a d o s d e s l o c a m e n t o s d o p a r a m e n t o d a e s t r u t u r a d e s u p o r t e d e t e r r a s é g e r a l m e n t e b a i x a. E s t e f a c t o p e r m i t e s u p o r q u e a e s t r u t u r a d e s u p o r t e d e t e r r a s t e m u m a s i g n i f i c a t i v a r i g i d e z. A m a t e r i a l i z a ç ã o e a m o n i t o r i z a ç ã o d e u m p r o t ó t i p o p e r m i t i r ã o a u x i l i a r a v a l i d a ç ã o d o s r e s u l t a d o s o b t i d o s, c o n f i r m a n d o o u r e f u t a n d o o s p r e s s u p o s t o s c o n s i d e r a d o s n o d e s e n v o l v i m e n t o d o t r a b a l h o r e a l i z a d o, e m p a r t i c u l a r a s p r o p r i e d a d e s a t r i b u í d a s a o P n e u s o l, c o n f i r m a n d o - s e a s s i m a c r u c i a l i m p o r t â n c i a d a c o m p o n e n t e e x p e r i m e n t a l c o m o c o m p lemento d o t r a b a l h o t e ó r i c o. D a a n á l i s e r e a l i z a d a, é p o s s í v e l c o n c l u i r q u e a s a l t e r a ç õ e s m a i s s i g n i f i c a t i v a s e m t e r m o s d e d e s l o c a m e n t o s e q u e p o d e m a f e t a r o c o m p o r t a m e n t o d a e s t r u t u r a, a d v ê m, c o m o s e r i a e x p e c t á v e l, d a s v a r i a ç õ e s a o n í v e l d a d e f o r m a b i l i d a d e, q u e r d o m a t e r i a l u t i l i z a d o p a r a a m a t e r i a l i z a ç ã o d o a t e r r o, q u e r d o m a t e r i a l q u e c o m p õ e o t e r r e n o d e f u n d a ç ã o. O s d e s l o c a m e n t o s o b t i d o s c o m a v a r i a ç ã o d a d e f o r m a b i l i d a d e d o t e r r e n o d e f u n d a ç ã o a p r e s e n t a m u m a e l e v a d a d i s p a r i d a d e, r e f l e x o d a g r a n d e v a r i a ç ã o d o s d a d o s u t i l i z a d o s, c o m p a r a t i vamente à 1 1 1

v a r i a ç ã o a d m i t i d a n a a n á l i s e p a r a m é t r i c a d a d e f o r m a b i l i d a d e d o s o l o d e a t e r r o. E s t a a b r a n g ê n c i a d e v a l o r e s é f r u t o d a s m ú l t i p l a s p o s s i b i l i d a d e s d e c o n s t i t u i ç ã o d e u m t e r r e n o d e f u n d a ç ã o, e n q u a n t o q u e u m s o l o d e a t e r r o a p r e s e n t a r á, à p a r t i d a, u m a m e l h o r q u a l i d a d e, n ã o s e n d o d e t o d o i n v u l g a r a a q u i s i ç ã o d e s o l o s c o m d e t e r m i n a d a s c a r a c t e r í s t i c a s s e l e c i o n a d a s. A g e o m e t r i a d a e s t r u t u r a é t a m b é m u m d o s f a t o r e s o n d e a v a r i a ç ã o d e d e s l o c a m e n t o s é p e r c e t í v e l, n o m e a d a m e n t e e m t e r m o s d a v a r i a ç ã o d o s c o m p r i m e n t o s d e a m a r r a ç ã o, a i n d a q u e o s r e s u l t a d o s o b t i d o s p a r a d i f e r e n t e s c o m p r i m e n t o s s e j a m s i m i l a r e s. N ã o p o u c a s v e z e s, a c o n f i g u r a ç ã o g e o m é t r i c a d a e s t r u t u r a s e r á l i m i t a d a p e l o m e i o o n d e e s t a s e i n s e r e, t o r n a n d o a p o s s i b i l i d a d e d e a u m e n t a r a r i g i d e z d a e s t r u t u r a a t r a v é s d a i n c l u s ã o d e c a m a d a s d e p n e u s o u a u m e n t a n d o o s c o m p r i m e n t o s d e a m a r r a ç ã o, p r o p o s t a s v a l i d a s d o p o n t o d e v i s t a g e o m é t r i c o. 1 1 2

6. Monitorização do protótipo U m a v e z q u e a e s t r u t u r a f o i a l v o d e u m a m o d e l a ç ã o c o m o s o f t w a r e P h a s e 2, h á t o d o o i n t e r e s s e e m p e r c e b e r s e o c o m p o r t a m e n t o e s s e n c i a l m e n t e a n í v e l d e t e n s õ e s e d e s l o c a m e n t o s, n o i n t e r i o r e n a f r o n t e i r a d a e s t r u t u r a, s ã o c o m p a r á v e i s, o u a t é r e l a c i o n á v e i s, e n t r e a f e r r a m e n t a u t i l i z a d a e o m o d e l o r e a l. U m a e s t r u t u r a d e s u p o r t e d e t e r r a s c o m o a q u e e s t e e s t u d o t r a t a e s t á s u j e i t a a t e n s õ e s e d e s l o c a m e n t o d e n í v e l s i g n i f i c a t i v o, s e n d o p o r i s s o i g u a l m e n t e i m p o r t a n t e q u e h a j a u m a p e r c e ç ã o d a o r d e m d e g r a n d e z a d e s s e s p a r â m e t r o s. A u t i l i z a ç ã o d o s o f t w a r e f o r n e c e u m a b o a a p r o x i m a ç ã o do q u e p o d e s e r e s p e r a d o a q u a n d o d a c o n s t r u ç ã o d a e s t r u t u r a, q u e r e m t e r m o s d a s t e n s õ e s instaladas q u e r d o p o n t o d e v i s t a d o s e f e i t o s q u e e s s a s t e n s õ e s d e s e n c a d e i a m. A i n d a a s s i m, s e n d o o s o f t ware a p e n a s u m a f e r r a m e n t a a o d i s p o r d e u m u t i l i z a d o r, q u a l q u e r e r r o q u e e s s e u t i l i z a d o r c o m e t a v e r - se-á r e f l e t i d o n o s r e s u l t a d o s d e b i t a d o s p e l a f e r r a m e n t a, j u s t i f i c a n d o a n e c e s s i d a d e d e u m c o n t r o l o m a i s r i g o r o s o, c o m o o d a m o n i t o r i z a ç ã o i n s i t u. E s t e c o n t r o l o s ó p o d e s e r c o n s e g u i d o a t r a v é s d a m o n i t o r i z a ç ã o d a e s t r u t u r a c o m i n s t r u m e n t a ç ã o a d e q u a d a e d e v i d a m e n t e p o s i c i o n a d a n o s l o c a i s o n d e s e p r e t e n d e m c o n h e c e r e s t a s i n f o r m a ç õ e s. 1 1 3

O D e p a r t a m e n t o d e E n g e n h a r i a Civil d o I n s t i t u t o S u p e r i o r d e E n g e n h a r i a d o p o r t o t e m d i s p o n í v e i s, p a r a a m o n i t o r iz a ç ã o d a e s t r u t u r a, o s s e g u i n t e s e q u i p a m e n t o s : - C a l h a s i n c l i n o m é t r i c a s ; - C é l u l a s d e p r e s s ã o d e c o r d a v i b r a n t e ; - P l a c a s d e a s s e n t a me n t o ; - C é l u l a s d e p r e s s ã o d e c o r d a v i b r a n t e ( p u s h - i n ) ; - T i l t m e t e r ; - E x t e n s ó m e t r o d e s o n d a m a g n é t i c o. O c o r r e t o p o s i c i o n a m e n t o d e s t e s i n s t r u m e n t o s p e r m i t e u m m e l h o r e n t e n d i m e n t o d o c o m p o r t a m e n t o d a e s t r u t u r a, t a n t o e m f a s e d e e x e c u ç ã o c o m o e m f a s e d e u t i l i z a ç ã o. C o n s i d e r a - se, a s s i m, q u e a m o n i t o r i z a ç ã o d a e s t r u t u r a é i m p o r t a n t e, n ã o s ó n a f a s e d e e x p l o r a ç ã o c o m o n a f a s e d e c o n s t r u ç ã o. M o n i t o r i z a r a e s t r u t u r a a q u a n d o d a s u a c o n s t r u ç ã o p o d e s e r i m p o r t a n t e, n o m e a d a m e n t e n a d e t e ç ã o d e a l g u m a f a l h a q u e p o s s a p ô r e m c a u s a o s e u c o m p o r t a m e n t o a p ó s a c o n s t r u ç ã o, e a t é m e s m o a n t e s t e r m i n a r. A e s t e s f a t o r e s a c r e s c e o f a c t o d e, n ã o s e n d o e s t a e s t r u t u r a h a b i t u a l e e s t a r e m f a s e d e e s t u d o, t o r n a r i m p o r t a n t e r e c o l h e r a m a i o r q u a n t i d a d e d e i n f o r m a ç ã o p o s s í v e l, para q u e s e p o s s a f a z e r u m a a n á l i s e p o r m e n o r i z a d a d o s d a d o s o b t i d o s. 1 1 4

A i n t e n ç ã o d e, a p ó s c o n s t r u ç ã o d a e s t r u t u r a, e s t a s e r s u j e i t a à a p l i c a ç ã o d e u m a s o b r e c a r g a, j u s t i f i c a a i n d a m a i s a i n s t a l a ç ã o d a i n s t r u m e n t a ç ã o. É t a m b é m u m m e i o a u x i l i a r m u i t o i m p o r t a n t e p a r a a c a l i b r a ç ã o d o m o d e l o de c á l c u l o. A e s c o l h a d o s in s t r u m e n t o s b a s e i a - s e n o s p a r â m e t r o s c u j a e v o l u ç ã o s e p r e t e n d e c o n h e c e r e a s s u m e e s p e c i a l i m p o r t â n c i a n a f a s e d e a p l i c a ç ã o d a s o b r e c a r g a. A s e l e ç ã o d o s e q u i p a m e n t o s r e q u e r e u u m e s t u d o d o t i p o d e e q u i p a m e n t o s a u t i l i z a r, d e p e n d e n d o d o s p a r â m e t r o s q u e s e p r e t e n d e m c o n t r o l a r, t e n d o h a v i d o u m a p r e o c u p a ç ã o e m u t i l i z a r i n s t r u m e n t o s c o m p r o v a d a m e n t e e f i c i e n t e s n a m o n i t o r i z a ç ã o d e e s t r u t u r a s d e s u p o r t e d e t e r r a s. S e n d o a s s i m, o s e q u i p a m e n t o s l i s t a d o s a n t e r i o r m e n t e s ã o d a m a r c a I t m s o i l, t e n d o s i d o u t i l i z a d o s e m a l g u m a s d a s m a i o r e s o b r a s d e E n g e n h a r i a Civil realizadas até à p r e s e n t e d a t a. D e s e g u i d a e x p õ e m - s e o s e q u i p a m e n t o s a s e r u t l i z a d o s, a s s i m c o m o o o b j e t i v o q u e l e v o u à s e l e ç ã o d e s t e s e q u i p a m e n t o s. 6.1. Inclinómetro e calhas inclinométricas E s t e e q u i p a m e n t o o p e r a d e n t r o d e c a l h a s p r e v i a m e n t e i n s t a l a d a s e f a z a m e d i ç ã o d o d e s l o c a m e n t o l a t e r a l e m p o n t o s a v á r i a s p r o f u n d i d a d e s, o b t e n d o a i n c l i n a ç ã o a t r a v é s d a r e l a ç ã o e n t r e o s 1 1 5

d e s l o c a m e n t o s o b t i d o s n e s s e s p o n t o s. N a F i g u r a 5 6 p o d e v e r - s e u m e x e m p l o d o e q u i p a m e n t o u t i l i z a d o. Figura 56 Exemplo de inclinómetro. (Fonte: http://www.itmsoil.com/ ) O m é t o d o d e f u n c i o n a m e n t o c o n s i s t e n a p e r f u r a ç ã o d o l o c a l o n d e s e p r e t e n d e f a z e r a m e d i ç ã o, s e g u i d o d a i n s t a l a ç ã o d e u m a c a l h a o n d e p o s t e r i o r m e n t e s e r á i n t r o d u z i d o o e q u i p a m e n t o m e d i d o r d o s d e s l o c a m e n t o s. P a r a s e t e r u m a mel h o r p e r c e ç ã o d o s d e s l o c a m e n t o s a o l o n g o d o f u r o d e v e m s e r f e i t a s v á r i a s m e d i ç õ e s ; a s s i m, p o d e m r e l a c i o n a r - s e o s d e s l o c a m e n t o s a v á r i a s p r o f u n d i d a d e s e, r e l a c i o n a n d o - o s, t e m - s e a p e r c e ç ã o d o c o m p o r t a m e n t o d o m u r o a n í v e l d e d e s l o c a m e n t o s e i n c l i n a ç õ e s. N a F i g u r a 5 7 p o d e v e r - s e u m e s q u e m a d a i n s t a l a ç ã o d o e q u i p a m e n t o. 1 1 6

O e q u i p a m e n t o f a z a m e d i ç ã o e a c o n v e r s ã o d e u m s i n a l m e c â n i c o p a r a u m a v o l t a g e m, a t r a v é s d o s i s t e m a M E M S ( M i c r o e l e c t r o m e c h a n i c a l S y s t e m s ). O s i s t e m a d e a q u i s i ç ã o d e d a d o s A R G U S, u t i l i z a u m a i n t e r f a c e q u e p e r m i t e u m a f á c i l i n t e r p r e t a ç ã o d o s r e s u l t a d o s. A Figura 5 8 m o s t r a u m e x e m p l o d a a p r e s e n t a ç ã o d o s r e s u l t a d o s o b t i d o s a t r a v é s d a u t i l i z a ç ã o d o i n c l i n ó m e t r o e m q u e s t ã o. O s o f t wa r e f a z a r e l a ç ã o d o d e s l o c a m e n t o m e d i d o, n o e i x o X, c o m a p r o f u n d i d a d e a q u e o d i s p o s i t i v o s e e n c o n t r a, n o e i x o Y, o b t e n d o - s e a s s i m u m a c u r v a d o c o m p o r t a m e n t o d o s o l o. N a F i g u r a 1 8 p o d e v e r - s e u m e x e m p l o d o s r e s u l t a d o s o b t i d o s a p ó s v á r i a s l e i t u r a s. Figura 57 - Esquema de instalação do inclinómetro.(fonte: www.itmsoil.com) 1 1 7

Figura 58 Exemplo da apresentação de resultados pelo software ARGUS. (Fonte: http://www.argusmonitoringsoftware.com/) E s t á p r e v i s t a a c o l o c a ç ã o d e q u a t r o c a l h a s i n c l i n o m é t r i c a s, d e f o r m a a m o n i t o r i z a r o s d e s l o c a m e n t o s d a e s t r u t u r a, e m z o n a s e q u i d i s t a n t e s a o c e n t r o d o p r o t ó t i p o, a 2, 2 0 m e t r o s e a 4, 0 m e t r o s d o p a r a m e n t o. P a r a u m m e l h o r e n t e n d i m e n t o d e o n d e o s e q u i p a m e n t o s s e r ã o i n s t a l a d o s, v ê m r e p r e s e n t a d o s n a s F i g u r a s 5 9 e 6 0 p o r m e n o r e s e m p l a n t a e e m c o r t e l o n g i t u d i n a l d o s e u p o s i c i o n a m e n t o. 1 1 8

Figura 59 - Representação da posição dos inclinómetros em planta. Figura 60 - Representação do posicionamento dos inclinómetros em corte. C o m p o s i c i o n a m e n t o e s c o l h i d o p r e t e n d e f a z e r - se u m a c o m p a r a ç ã o d a s i n c l i n a ç õ e s i me d i a t a m e n t e a t r á s d a z o n a r í g i d a d o m u r o e a u m a d i s t â n c i a s u p e r i o r. 1 1 9

6.2. Célula de pressão de corda vibrante P a r a a m o n i t o r i z a ç ã o d a s p r e s s õ e s t o t a i s d a e s t r u t u r a f o i e s c o l h i d a u m a c é l u l a d e p r e s s ã o d e c o r d a v i b r a n t e ( F i g u r a 6 1 ). Figura 61 Célula de pressão de corda vibrante a utilizar. (Fonte: http://www.itmsoil.com/ ) E s t e e q u i p a m e n t o é c o m p o s t o p o r d u a s p l a c a s c i r c u l a r e s f l e x í v e i s, f o r m a n d o u m v a z i o i n t e r n o p r e e n c h i d o c o m u m ó l e o c o m b a i x o t e o r d e a r. U m t r a n s d u t o r d e p r e s s ã o d e c o r d a d e v i b r a n t e e s t á l i g a d o à c é l u l a p o r u m a p e q u e n a e x t e n s ã o d e t u b a g e m d e a ç o, f o r m a n d o u m s i s t e m a h i d r á u l i c o f e c h a d o. A t e c n o l o g i a d e c o r d a v i b r a n t e é c o m p o s t a p o r u m f i o d e a ç o c o m e l e v a d o t e o r d e c a r b o n o q u e é m a n t i d o e m t e n s ã o e n t r e u m p o n t o f i x o e u m p o n t o m ó v e l d e n t r o d o s e n s o r. A s a l t e r a ç õ e s f í s i c a s m e d i d a s p e l o s e n s o r r e s u l t a m e m p e q u e n a s m u d a n ç a s n a p o s i ç ã o d o p o n t o m ó v e l, q u e r e s u l t a n u m a a l t e r a ç ã o n a t e n s ã o d o f i o. U m i m p u l s o e l é t r i c o f o r n e c i d o p e l o a p a r e l h o d e 1 2 0

l e i t u r a a o f i o e x c i t a - o, r e g i s t a n d o a s u a f r e q u ê n c i a, q u e p o r c o m p a r a ç ã o c o m a f r e q u ê n c i a d o f i o n a s u a p o s i ç ã o i n i c i a l d e b i t a a m e d i ç ã o. O i n s t r u m e n t o d e v e s e r c o l o c a d o n o s p o n t o s o n d e s e v e r i f i c o u m a i o r c o n c e n t r a ç ã o d e p r e s s õ e s n a s i mul a ç ã o r e a l i z a d a a t r a v é s d o s o f t w a r e P h a s e 2, o u e m q u a l q u e r p o n t o o n d e s e p r e t e n d a c o n h e c e r a s p r e s s õ e s a t u a n t e s, d e f o r m a a v e r i f i c a r s e o s v a l o r e s m e d i d o s c o r r e s p o n d e m a o s e s p e r a d o s. A c o n f i g u r a ç ã o f í s i c a d e s t e i n s t r u m e n t o p e r m i t e - l h e a v e r s a t i l i d a d e d e p o d e r s e r i n s t a l a d o d e m a n e i r a a f a z e r a m e d i ç ã o d a s p r e s s õ e s h o r i z o n t a i s, c o m o a s v e r t i c a i s, c a s o a s s i m s e j a d e s e j a d o. A i n s t a l a ç ã o d e s t e i n s t r u m e n t o é m u i t o s i m p l e s, d e v e n d o s e r i m p l e m e n t a d o n a e s t r u t u r a, a i n d a e m f a s e d e c o n s t r u ç ã o, a c o m p a n h a n d o a s s i m o s e u d e s e n v o l v imento em f a s e d e u t i l i z a ç ã o. E s t á p r e v i s t a a i n s t a l a ç ã o a m e i a a l t u r a d e d u a s c é l u l a s d e p r e s s ã o, a 2. 0 m e t r o s d o p a r a m e n t o d o m u r o, f i c a n d o l o c a l i z a d a s i m e d i a t a m e n t e a t r á s d a z o n a r í g i d a d o m u r o, d e f o r m a a s e r e m c o n h e c i d a s a s t e n s õ e s h o r i z o n t a i s q u e s e d e s e n v o l v e m n e s t a z o n a d o m u r o. P a r a u m m e l h o r e n t e n d i m e n t o d e o n d e o s e q u i p a m e n t o s s e r ã o i n s t a l a d o s, v ê m r e p r e s e n t a d o s n a s F i g u r a s 6 2 e 6 3 p o r m e n o r e s e m p l a n t a e e m c o r t e l o n g i t u d i n a l d o s e u p o s i c i o n a m e n t o. 1 2 1

Figura 62 - Representação da posição das células de pressão, em planta. Figura 63 - Representação da posição das células de pressão, em corte. N a T a b e l a 1 5 a p r e s e n t a m - s e a s e s p e c i f i c a ç õ e s d o e q u i p a m e n t o m a i s p e r t i n e n t e s p a r a o e s t u d o, f o r n e c i d a s p e l o f a b r i c a n t e. 1 2 2

C é l u l a s d e p r e s s ã o A l c a n c e d o s e n s o r ( k P a ) 300 A l c a n c e d e f r e q u ê n c i a s 1700 2 8 0 0 H z P r e c i s ã o d o s e n s o r ± 0. 1 % d a e s c a l a t o t a l R e s o l u ç ã o 0. 0 2 5 % d a e s c a l a t o t a l ( m í n i m o ) L i n e a r i d a d e ± 0. 1 % d a e s c a l a t o t a l Tabela 15 Especificações do equipamento. 6.3. Célula de pressão de corda vibrante (Push -In) E s t e e q u i p a m e n t o t a m b é m s e r á u t i l i z a d o p a r a m e d i r a s p r e s s õ e s t o t a i s, a s s i m c o m o a s p r e s s õ e s e f e t i v a s a t u a n t e s n o i n t e r i o r d a e s t r u t u r a. O i n s t r u m e n t o e s t á d o t a d o d e u m p i e z ó m e t r o, t o r n a n d o - o c a p a z d e m e d i r a s p r e s s õ e s d a á g u a e, p o r c o n s e g u i n t e, a p r e s s ã o e f e t i v a i n s t a l a d a, f a c t o q u e p e r m i t e q u e s e c o n h e ç a o c o m p o r t a m e n t o d a e s t r u t u r a c o m a v a r i a ç ã o d o n í v e l d e á g u a. A s u a c o n f i g u r a ç ã o e o m é t o d o d e u t i l i z a ç ã o p e r m i t e m q u e s e j a i n s t a l a d o a p ó s f i n a l i z a d a a c o n s t r u ç ã o d a e s t r u t u r a e e m q u a l q u e r p o n t o d o s e u i n t e r i o r. O e q u i p a m e n t o é c o n s t i t u í d o p o r d u a s f o l h a s d e a ç o s o l d a d a s n a p e r i f e r i a, f o r m a n d o u m v a z i o e n t r e a s m e s m a s q u e é p r e e n c h i d o 1 2 3

p o r ó l e o. E s t á a i n d a d o t a d o d e u m d i s c o l i g a d o a u m t r a n s d u t o r d e c o r d a v i b r a n t e a u x i l i a r q u e f a z a m e d i ç ã o d a s p r e s s õ e s n e u t r a s. Figura 64 - Célula de pressão de corda vibrante (Push -In) a utilizar. (Fonte: http://www.itmsoil.com/) É s a b i d o q u e a p r e s e n ç a d e á g u a a l t e r a s i g n i f i c a t i v a m e n t e o c o m p o r t a m e n t o d o s o l o, a u m e n t a n d o a s p r e s s õ e s i n t e r n a s a q u e a q u e a e s t r u t u r a e s t á s u j e i t a, t o r n a n d o - s e p o r i s s o i m p o r t a n t e a s u a m o n i t o r i z a ç ã o. O m é t o d o d e m e d i ç ã o é p o r c é l u l a d e c o r d a v i b r a n t e q u e j á f o i e x p l i c a d o a n t e r i o r m e n t e. P a r a a i n s t a l a ç ã o d o i n s t r u m e n t o é r e a l i z a d o u m f u r o a t é u m a p r o f u n d i d a d e i n f e r i o r à q u e l a em q ue s e p r e t e n d e i n s t a l a r o e q u i p a m e n t o. O i n s t r u m e n t o é d e p o i s d e s c i d o a t é à b a s e d o f u r o, o n d e é c r a v a d o a t é à p r o f u n d i d a d e d e s e j a d a e s ã o r e m o v i d o s t o d o s o s a c e s s ó r i o s u t i l i z a d o s p a r a a s u a i n s t a l a ç ã o. 1 2 4

A l g u m a s u t i l i z a ç õ e s t í p i c a s d e s t e e q u i p a m e n t o s ã o : - M e d i ç ã o d e p r e s s õ e s t o t a i s e m f u r o s v e r t i c a i s ; - M e d i ç ã o d e p r e s s õ e s h o r i z o n t a i s e v e r t i c a i s e m f u r o s h o r i z o n t a i s, c o m o e m t ú n e i s o u em f a c e s d e e s c a r p a s ; - M e d i ç ã o d a s p r e s s õ e s a t u a n t e s n u m l o c a l a n t e s d e q u a l q u e r p e r t u r b a ç ã o d o t e r r e n o o u c o n s t r u ç ã o ; - M e d i ç ã o d e p r e s s õ e s t o t a i s e m b a r r a g e n s d e t e r r a ; A v e r s a t i l i d a d e d e s t e e q u i p a m e n t o t o r n a ú t i l o s e u e m p r e g o n e s t e t i p o d e e s t r u t u r a, p e r m i t i n d o m e d i r p r e s s õ e s, e m v á r i o s p o n t o s d a e s t r u t u r a, c o m a v a r i a ç ã o d o n í v e l f r e á t i c o, p o r e x e m p l o, a n t e s, d u r a n t e e a p ó s a q u e d a d e p r e c i p i t a ç ã o. N a T a b e l a 1 6 a p r e s e n t a m - s e a s e s p e c i f i c a ç õ e s d o e q u i p a m e n t o m a i s p e r t i n e n t e s p a r a o e s t u d o, f o r n e c i d a s p e l o f a b r i c a n t e. C é l u l a d e p r e s s ã o ( P u s h - I n ) A l c a n c e d o s e n s o r ( k P a ) 300 P r e c i s ã o d o s e n s o r 0. 1 % d a e s c a l a t o t a l R e s o l u ç ã o 0. 0 2 5 % d a e s c a l a t o t a l ( m í n i m o ) L i n e a r i d a d e 0. 5 % d a e s c a l a t o t a l Tabela 16 - Especificações do equipamento. 1 2 5

D e v i d o à s u a v e r s a t i l i d a d e d e a p l i c a ç ã o e s t e e q u i p a m e n t o p o d e s e r i n s t a l a d o e m q u a l q u e r z o n a d o p r o t ó t i p o, p o d e n d o a t é s e r u t i l i z a d o p a r a f a z e r v á r i a s l e i t u r a s e m l o c a i s d i f e r e n t e s. 6.4. Extensómetro de sonda magnética E s t e e q u i p a m e n t o f a z a m e d i ç ã o d e d e s l o c a m e n t o s v e r t i c a i s d o s o l o a t r a v é s d e u m a s o n d a m a g n é t i c a q u e é d e s c i d a p o r u m a c a l h a, o n d e e s t ã o a c o p l a d o s a l v o s m a g n é t i c o s q u e á p a s s a g e m d a s o n d a f a z e m s o a r u m s i n a l s o n o r o e l u m i n o s o. Figura 65 - Extensómetro de sonda magnética a utilizar. (Fonte: http://www.itmsoil.com/ ) A s o n d a e s t á l i g a d a a u m a f i t a m é t r i c a q u e, p a r a a l é m d e s e r o m e i o d e d e s c i d a d a s o n d a, f a z t a m b é m a m e d i ç ã o d a p r o f u n d i d a d e 1 2 6

a q u e a s o n d a s e e n c o n t r a a q u a n d o d a p a s s a g e m p e l o s a l v o s m a g n é t i c o s. A c a l h a d e v e s e r i n s t a l a d a d e m a n e i r a a q u e f ique e n c a s t r a d a n o m a c i ç o r e s i s t e n t e, a b a i x o d a s c a m a d a s d e f o r m á v e i s, g a r a n t i n d o a i m p o s s i b i l i d a d e d e m o v i m e n t a ç ã o ; o s a l v o s m a g n é t i c o s d e v e m s e r a p l i c a d o s a p r o f u n d i d a d e s c o n h e c i d a s ; a s s i m, c a s o h a j a a l g u m d e s l o c a m e n t o d a s c a m a d a s d e s o l o, e s t a n d o o s a l v o s m a g n é t i c o s s o l i d a r i z a d o s c o m o m e s m o, e s t a s a l t e r a ç õ e s s e r ã o f a c i l m e n t e d e t e t a d a s. N a b a s e d a c a l h a e s t á f i x o u m e l e m e n t o m a g n é t i c o u t i l i z a d o c o m o r e f e r ê n c i a n a o b t e n ç ã o d o s d a d o s. S e n d o a m e d i ç ã o e x e c u t a d a c o m f i t a m é t r i c a, e s t a é s u s c e t í v e l q u e s e c o m e t a m a l g u n s e r r o s d e m e d i ç ã o. C o m o a d i s t â n c i a r e l a t i v a m e n t e à b a s e, t e n d o e m c o n t a q u e a c a l h a Figura 66 - Esquema de montagem do extensómetro de sonda magnética. (Fonte: http://www.slopeindicator.com) 1 2 7

e s t á e n c a s t r a d a n o m a c i ç o r e s i s t e n t e, n ã o d e v e r á m u d a r, c a s o h a j a a l g u m a a l t e r a ç ã o d e s s e v a l o r p o d e a d m i t i r - s e qu e o s o l o s o f r e u u m d e s l o c a m e n t o a o l o n g o d o e i x o v e r t i c a l d a c a l h a. D e v e m s e r r e a l i z a d a s v á r i a s l e i t u r a s c o m i n t e r v a l o s d e t e m p o d e v i d a m e n t e e s p a ç a d o s d e f o r m a a o b t e r u m c o m p o r t a m e n t o p a d r ã o d a e s t r u t u r a. O s a l v o s m a g n é t i c o s p o d e m v i r s o b a f o r m a d e d i s c o s m a g n é t i c o s o u a r a n h a s m a g n é t i c a s. E s t e s i n s t r u m e n t o s t ê m u m o r i f í c i o p a r a s e r e m i n t r o d u z i d o s n a c a l h a q u e s e r v e c o m o g u i a à d e s c i d a d a s o n d a m a g n é t i c a a t é à p r o f u n d i d a d e q u e s e d e s e j a q u e s e j a m c o l o c a d o s. N a T a b e l a 1 7 a p r e s e n t a m - s e a s e s p e c i f i c a ç õ e s d o e q u i p a m e n t o m a i s p e r t i n e n t e s p a r a o e s t u d o, f o r n e c i d a s p e l o f a b r i c a n t e. E x t e n s ó m e t r o d e s o n d a m a g n é t i c a A l c a n c e 3 0 m, 5 0 m, 1 0 0 m, 1 5 0 m, 2 0 0 m G r a d u a ç ã o m m / c m / m R e s o l u ç ã o ± 1 m m R e p e t i b i l i d a d e ± 2 m m Tabela 17 - Especificações do equipamento. 1 2 8

6.5. Inclinómetro portátil O e q u i p a m e n t o e m q u e s t ã o, a p e s a r d e s e r u m i n c l i n ó m e t r o t a l c o m o o e q u i p a m e n t o a p r e s e n t a d o n o i t e m 6. 1 n ã o u t i l i z a o m e s m o m é t o d o p a r a a m e d i ç ã o d a s i n c l i n a ç õ e s. E s t e e q u i p a m e n t o f a z a m e d i ç ã o d e i n c l i n a ç õ e s n u m a s u p e r f í c i e, q u e r e s t a s e j a h o r i z o n t a l o u v e r t i c a l, p o r o p o s i ç ã o a o e q u i p a m e n t o a p r e s e n t a d o a n t e r i o r m e n t e q u e f a z a m e d i ç ã o d e i n c l i n a ç õ e s n o i n t e r i o r d a e s t r u t u r a. P a r a a u t i l i z a ç ã o d e s t e e q u i p a m e n t o é n e c e s s á r i o a c o p l a r u m a p l a c a à s u p e r f í c i e, o n d e s e p r e t e n d e f a z e r a s m e d i ç õ e s, s e n d o n e c e s s á r i a a i n s t a l a ç ã o d e t a n t a s p l a c a s q u a n t o s o s p o n t o s a l v o d e m e d i ç ã o, v i s t o q u e é p r o v á v e l q u e s e p r e t e n d a m f a z e r v á r i a s l e i t u r a s n o m e s m o p o n t o, d e f o r m a q u e s e o b t e n h a u m h i s t o r i a l d o c o m p o r t a m e n t o d a e s t r u t u r a. Figura 67 - Inclinómetro portátil. (Fonte: http://www.itmsoil.com/ ) 1 2 9

A o b t e n ç ã o d o s d a d o s é f e i t a a t r a v é s d e a c e l e r ó m e t r o s M E M S, q u e f a z e m a m e d i ç ã o d a d i f e r e n ç a a n g u l a r e n t r e a p o s i ç ã o d o a p a r e l h o e o s r e f e r e n c i a i s v e r t i c a l e h o r i z o n t a l. E s t e s d a d o s s ã o t r a n s m i t i d o s p a r a u m P D A p o r t á t i l, s e m p r e q u e é f e i t a u m a l e i t u r a. A u t i l i z a ç ã o d e s t e e q u i p a m e n t o, a p l i c a d o n o p a r a m e n t o d o m u r o, p o d e o f e r e c e r i n f o r m a ç õ e s i m p o r t a n t e s s o b r e o s e u c o m p o r t a m e n t o, p r i n c i p a l m e n t e a q u a n d o d a f a s e d e a p l i c a ç ã o d a s o b r e c a r g a. N a F i g u r a 68 p o d e v e r - s e c o m o é f e i t a a i n s t a l a ç ã o d o e q u i p a m e n t o, n e s t e c a s o n o p a r a m e n t o d e u m m u r o d e a l v e n a r i a. C o m o s e v ê n a i m a g e m, é n e c e s s á r i o a f i x a ç ã o d e u m a p l a c a d e m e t a l, o n d e p o s t e r i o r m e n t e s e r á a c o p l a d o o e q u i p a m e n t o d e m e d i ç ã o. Figura 68 - Utilização de inclin ómetro portátil. (Fonte: http://www.itmsoil.com/ ) 1 3 0

N a T a b e l a 1 8 a p r e s e n t a m - s e a s e s p e c i f i c a ç õ e s d o e q u i p a m e n t o m a i s p e r t i n e n t e s p a r a o e s t u d o, f o r n e c i d a s p e l o f a b r i c a n t e. I n c l i n ó m e t r o p o r t á t i l A l c a n c e ± 1 0 º P r e c i s ã o ± 0. 0 0 4 º R e s o l u ç ã o 0. 0 0 1 º R e p e t i b i l i d a d e ± 0. 0 0 1 2 º Tabela 18 - Especificações do equipamento. E s t e e q u i p a m e n t o d e v e r á s e r i n s t a l a d o n o c e n t r o d o p a r a m e n t o d o m u r o, a m e i a a l t u r a, c o m o s e p o d e v e r r e p r e s e n t a d o n a F i g u r a 69. Figura 69 Representação em corte da posição do inclinómetro portátil. 1 3 1

6.6. Placa de assentamento A m e d i ç ã o d e a s s e n t a m e n t o s c o m e s t e e q u i p a m e n t o é m u i t o s i m p l e s, b a s t a p a r a i s s o q u e s e p o s i c i o n e m a s p l a c a s n o l o c a l o n d e s e p r e t e n d e a d q u i r i r e s t a i n f o r m a ç ã o, a q u a n d o d a c o n s t r u ç ã o d a e s t r u t u r a. Figura 70 - Placas de assentamento. (Fonte: http://www.portcoast.com.vn/) A s m e d i ç õ e s p o d e m s e r o b t i d a s n o l o c a l c o m r e c u r s o a b a r r a s d e m e d i ç ã o o u a t r a v é s d e a l v o s t o p o g r á f i c o s q u e s e i n s t a l a m n a e x t r e m i d a d e d a b a r r a, c u j a s c o o r d e n a d a s s ã o o b t i d a s p o r m e i o s 1 3 2

t o p o g r á f i c o s p o r c o m p a r a ç ã o d e l e i t u r a s, m e d i n d o o s p o s s í v e i s a s s e n t a m e n t o s v e r i f i c a d o s. A p e s a r d e s e b a s e a r e m c o n c e i t o s s i m p l e s, e s t e e q u i p a m e n t o p o d e v e r i f i c a r - s e m u i t o i m p o r t a n t e n a d e t e ç ã o d e a s s e n t a m e n t o s q u e n ã o s ã o v i s í v e i s a o l h o n u, t o r n a n d o p o s s í v e l a m o n i t o r i z a ç ã o d o c o m p o r t a m e n t o d e d e t e r m i n a d a s c a m a d a s d e s o l o. A F i g u r a 71 e x e m p l i f i c a a i n s t a l a ç ã o d e s t e t i p o d e e q u i p a m e n t o s n o l o c a l o n d e s e p r e t e n d e f aze r a m e d i ç ã o d o s a s s e n t a m e n t o s. Figura 71 Exemplo de placas de assentamento instaladas em obra. (Fonte: http://www.flickr.com/ ) N a s F i g u r a s 72 e 7 3 p o d e v e r - s e a l o c a l i z a ç ã o p r e t e n d i d a p a r a a c o l o c a ç ã o d a s p l a c a s d e a s s e n t a m e n t o. 1 3 3