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Os 10 ciclos do ensaio foram caracterizados por valores de gradiente hidráulicos pré- definidos e mantidos constantes, apresentados na Tabela 5.2, variando de 4,75 a 94,95. Para isso, as pressões aplicadas no topo da amostra foram mantidas constantes e as pressões aplicadas na base reduzidas a cada ciclo, obtendo-se assim um diferencial de pressão crescente, mas constante a cada ciclo.

Tabela 5.2 – Gradientes hidráulicos definidos em cada ciclo do ensaio.

Ciclo Pressão de _{topo (kPa)} Pressão de _{base (kPa)} Diferencial de pressão

(kPa) Gradiente hidráulico 1 100 98 2 4,75 2 97 3 7,12 3 96 4 9,50 4 95 5 11,87 5 90 10 23,74 6 85 15 35,61 7 80 20 47,48 8 75 25 59,35 9 70 30 71,21 10 60 40 94,95

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Como mostrado na Tabela 5.2, foram considerados no ensaio altos valores de gradientes hidráulicos, dentro da máxima capacidade do equipamento de pressão do laboratório. Esperava-se que o fluxo de água imposto através da amostra produzisse uma força de arraste crítica, ou seja, a máxima conseguida nas condições do ensaio, para que fosse possível avaliar o comportamento da amostra frente a esta imposição.

O material transparente do equipamento HCT possibilitou a visualização da amostra e avaliação do seu comportamento durante o ensaio. Mesmo com o aumento do gradiente hidráulico, não foi observado carreamento significativo de partículas finas para a camada do filtro, como pode ser observado na Figura 5. 12. Foram observadas junto à parede do equipamento na camada do filtro algumas porções pouco expressivas de material fino, advindo do solo base, isso pode ser consequência da dificuldade de compactação do material junto à parede.

Figura 5.12 – Visualização da amostra durante o ensaio.

A partir das leituras de tempo, volume de água percolada através da amostra e com os dados geométricos, foi possível calcular-se a permeabilidade e velocidade de percolação para cada estágio do ensaio, como apresentado na Figura 5.13. Como esperado pela Lei de Darcy, a vazão observada no ensaio é diretamente proporcional ao gradiente hidráulico. Observa-se que a curva característica da condutividade hidráulica se manteve basicamente constante ao longo dos 10 ciclos, indicando que a estrutura física do solo base manteve-se praticamente inalterada quanto à perda de material. Esta observação pôde ser confirmada a partir da retirada da amostra e quantificação dos finos presentes na camada do filtro.

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Ao final do ensaio, a amostra foi retida do equipamento de HCT. Primeiro, retirou-se a camada de solo base e coletou-se três cápsulas do material para ensaio de teor de umidade. Verificou-se que o material do solo teve um aumento de umidade de 36,0% em relação à condição inicial do ensaio de percolação.

Em seguida, procedeu-se a retirada do material do filtro, a partir da base da amostra, em quatro etapas com a divisão da camada de 48,0mm em quatro subcamadas, para avaliação visual e quantitativa da contaminação do material.

Figura 5.13 – Evolução da vazão e coeficiente de permeabilidade vertical com o gradiente hidráulico ensaiado.

Ao passo que as subcamadas foram retiradas, foi possível visualizar o interior da amostra, como apresentado na Figura 5.14. Pode-se observar que a maior parte das partículas finas do solo base permaneceu na interface entre os dois materiais, ficando as camadas posteriores do filtro sem vestígio visual de contaminação, com coloração clara e amarelada igual a do início do ensaio.

As porções de materiais das subcamadas foram pesados e levados em estufa, para determinação do teor de umidade. Subsequentemente, estas subcamadas foram lavadas na peneira nº200 e o material retido foi seco em estufa. Dessa forma, pôde-se obter a diferença do peso do material grosso antes e após a lavagem na peneira nº200, esta diferença representa a quantidade de material fino presente na camada do filtro após o ensaio de percolação, como apresentado no gráfico da Figura 5.15.

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A quantificação do material fino presente na camada do filtro, após o ensaio de percolação, leva em consideração os 2% de finos iniciais do dimensionamento da curva granulométrica apresentado no item 5.3. Assim, para se avaliar a contaminação do material deve-se descontar na curva “Final do ensaio”, da Figura 5.15, os 2% referentes ao dimensionamento do filtro obtendo-se a curva da Figura 5.16.

Figura 5.14 – Retirada do material do filtro em quatro subcamadas.

Figura 5.15 – Quantificação dos finos na camada do filtro após o ensaio de percolação. A partir da Figura 5.16 observa-se que a subcamada subjacente ao material do solo base, ou seja, a camada de interface entre os materiais ensaiados apresentou o maior percentual de contaminação, ficando a subcamada mais externa com o menor percentual. Com isso, pode-se concluir que mesmo submetido a altos valores de gradiente hidráulico, o filtro conseguiu conter com sucesso as partículas finas do solo

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base na interface entre os materiais, apresentado ao final do ensaio um percentual total de 5,03% de finos.

Figura 5.16 – Quantificação da contaminação da camada do filtro após o ensaio de percolação.

Considerando que em projetos de barragens recomenda-se que a espessura do dreno vertical não seja inferior a 0,6m, tem-se que a espessura da camada ensaiada, de 48mm, representa apenas 8,0% do praticado. Segundo o manual de Critérios de Projeto da Eletrobrás (2003), no dimensionamento final, às espessuras requeridas pela capacidade drenante dos filtros serão adicionadas espessuras consideradas contamináveis pelo material de base. Com base nestas considerações e fazendo uma colocação hipotética, o percentual de 8,0% poderia representar a espessura adicional reservada para contaminação ou “sacrifício”, fazendo-se uma analogia aos metais de sacrifício que ao se oxidarem eles naturalmente formam uma espécie de película protetora que impede que o restante do material sofra a corrosão.