Yapılandırmacılığın Türleri

Como já abordado, os parâmetros de resistência são obtidos por meio das teorias da Mecânica dos Solos. Sendo assim, a resistência ao cisalhamento do RSU é usualmente definida, usando o critério de ruptura de Mohr-Coulomb, conforme equação 3.3.

(

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τ =c′+ −u tan ′ Equação 3.3

em que:

τ = tensão cisalhante no plano de ruptura, por ocasião da ruptura;

c’ = coesão efetiva ou intercepto coesivo efetivo;

σ = tensão normal total no plano de ruptura, por ocasião da ruptura;

u = poro-pressão;

φ’ = ângulo de atrito efetivo.

Os parâmetros de resistência que definem a envoltória de ruptura são o ângulo de atrito (Ø) e o intercepto coesivo (c). Segundo Dixon e Jones (2005), o intercepto coesivo pode denotar a real coesão entre as partículas, mas é freqüentemente uma função de um ou mais dos seguintes aspectos: a curvatura da envoltória de ruptura, a variação entre amostras, erros de

medida, ou uma indicação da resistência à tração. Portanto, é comum definir o parâmetro (c) como a coesão aparente ou o intercepto coesivo.

Contudo, é importante ressaltar que os ensaios de cisalhamento direto realizados no presente trabalho para obter os referidos parâmetros podem, segundo Kolsch (1993), não ser adequados para representar o real comportamento do RSU.

Conforme o modelo geotécnico proposto por Kolsch (1993 e 1995), o comportamento do RSU seria similar ao de solos reforçados. Nele, os materiais fibrosos presentes no RSU são capazes de incorporar forças de tração e transmiti-las fora da zona de deformação. Assim, a resistência ao cisalhamento total é composta do atrito no plano de cisalhamento e da força de tração das fibras. Cabe ressaltar que o referido critério de ruptura será descrito no presente trabalho. Dentro deste mesmo raciocínio, de acordo com Jessberger et al. (1995) e Konig e Jessberger (1997), o comportamento de resistência que o RSU apresenta, para grandes deformações, pode ser comparado ao comportamento de solos reforçados. Os componentes fibrosos do RSU, como plásticos, têxteis, papel e papelão, podem agir como reforço da mistura e, portanto, contribuem para o ganho de intercepto de coesão ou de resistência, como acontece em solo reforçado.

Dessa maneira, o RSU pode ser considerado como um material composto, constituído por duas componentes: uma matriz básica formada pelas partículas de granulação fina a média, que apresentam comportamento de atrito e a outra, a matriz de reforço, constituída pelos componentes fibrosos do RSU. Assim sendo, conforme o mencionado, percebe-se que o critério de ruptura para os RSU não é exatamente o mesmo para os solos, como comentado, anteriormente, podendo ser inadequado.

Howland e Landva (1992) afirmam que o RSU comporta-se similarmente a uma turfa fibrosa, devido ao seu alto índice de matéria orgânica e a sua natureza fibrosa.

Diante do exposto, percebe-se a importância de se constatar a validade do critério de ruptura de “Mohr Coulomb” para este tipo de material.

Fasset et al. (1994) colocam outras questões referentes ao comportamento mecânico dos RSU, além da incerteza da validade do critério de ruptura mencionado. Como o RSU pode resistir a

largas deformações sem se romper? Em quais deformações os dados de resistência são relevantes?

Singh e Murphy (1990) apresentaram resultados de ensaios triaxiais em amostras de RSU. Depois de resistirem a deformações superiores a de 30%, as tensões continuaram aumentando com ausência da indicação da aproximação de um valor assintótico. Durante os ensaios de carga realizados pelos autores em Monterey Park, Califórnia (EUA), um talude de aterro sobrecarregado resistiu a largas deformações, mas nenhum plano de ruptura ocorreu.

Confirmando essa tendência de comportamento dos RSU, Carvalho (1999) realizou análises de curvas tensão-deformação típicas, obtidas de ensaios de cisalhamento direto com esses materiais, apresentadas por vários autores, concluindo que houve um ganho contínuo de resistência com o aumento da deformação medida e nenhuma delas apresentou pico de resistência. Singh e Murphy (1990) concluíram que uma envoltória de Mohr-Coulomb para resistência de RSU pode ser inapropriada, pois os mesmos sofrem grandes deformações sem caracterizar a ruptura. Ainda segundo os autores, a observação de taludes estáveis em aterros de RSU sugere que ruptura pelos taludes de resíduos pode não ser um aspecto crítico para um projeto de aterros.

Esta situação pode mudar drasticamente, quando líquidos estão envolvidos. Koerner e Soong (2000) apresentaram casos históricos de dez grandes rupturas de aterros. Todas elas foram associadas com a presença de líquidos na massa de resíduos, existência de interfaces entre materiais de revestimento (impermeabilização) e resíduos, ou solos de fundação de baixa resistência. As superfícies de ruptura dentro da massa de resíduo eram geralmente parciais. É importante esclarecer que este tipo de comportamento mecânico apresentado por ausência de pico de ruptura foi verificado nos diversos ensaios citados nesta revisão.

Kavazanjian et al. (1995) reconhecem que fatores tais como a compressibilidade do RSU e a compatibilidade de deformação devem ser consideradas no momento de utilizarem parâmetros de resistência para análises de equilíbrio limite.

Dixon e Jones (2005) afirmam que até o presente momento, existe uma limitada informação no comportamento resistente dos RSU em campo. O critério de ruptura de Mohr-Coulomb utilizado para solos e materiais particulados é normalmente usado para os resíduos, que são materiais bastante distintos, conforme comentado anteriormente. Segundo os autores, cuidado

deve ser tomado quando aplicarem a experiência do comportamento resistente de solos para o estudo do RSU. Os resíduos contêm partículas que são compressíveis, podem sustentar largas deformações de tração (ou seja, plásticas) e podem mudar com o tempo (ou seja, através da degradação). Sendo assim, percebe-se a necessidade de se buscar um modelo que represente a real resistência dos resíduos.

De acordo com Dixon e Jones (2005), a pesquisa realizada por Kolsch (1995) teve o objetivo de avaliar a contribuição do reforço promovido pelas fibras do RSU na resistência ao cisalhamento. Os resultados obtidos ajudaram a explicar situações como a da estabilidade de cortes íngremes feitos na massa de resíduos e das profundas trincas de tração observadas, que se formam no maciço de resíduos sob certas circunstâncias. Porém, os autores entendem que mais investigações, para quantificar a contribuição da resistência à tração, são exigidas antes que o referido modelo seja usado rotineiramente em projetos.