Metoder og virkemidler

V1, representa o volume à superfície da calda ao fim de três horas, expresso em ml; V, representa o volume inicial da calda, expresso em ml.

5 Experiências realizadas

5.1 Injecção por permeação

Com base nos estudos já desenvolvidos presentes na bibliografia, que serviram de base para o trabalho realizado no desenvolvimento do equipamento, escolha do solo e das caldas a serem utilizadas nos ensaios, tomou-se a opção de realizar ensaios que representassem o mais próximo possível a injecção por permeação no terreno.

O objectivo das injecções realizadas é o preenchimento de todos os vazios no solo, conferindo uma diminuição da permeabilidade sendo este o principal objectivo das injecções realizadas no terreno e, secundariamente o aumento da rigidez e resistência do solo. A realização da injecção por permeação é feita a baixas pressões de injecção, de modo a não modificar a estrutura do solo. Todo o procedimento experimental e equipamento utilizado estão descritos no ponto 4.2.2.

Na Figura 5.1 está demonstrada a montagem da experiência de injecção por permeação, sendo que os controladores estão ligados ao interface de pressão, estando também ligados a um computador para registo do volume e pressão. O interface de pressão preenchido com calda, Figura 5.2, é ligado a câmara que contém o solo sobre tensão vertical constante aplicada pelo actuador hidráulico de força, Figura 5.4.

Figura 5.2 – Interface de pressão preenchido com calda ligado aos controladores

Na Figura 5.3, podemos observar no decorrer da injecção por permeação a expulsão da aguadilha de calda pelo topo da câmara de injecção.

Figura 5.4 – Câmara preenchida com solo e calda após a injecção

Concluído o processo de injecção que decorre durante 30 a 45 minutos, é realizada a desmontagem de todo o equipamento e respectiva lavagem. Na Figura 5.5 podemos observar o estado final do interface de pressão após a injecção por permeação realizada, verificando a total expulsão da calda existente na câmara.

Após a realização do ensaio de injecção por permeação e passado o tempo de repouso de quatro horas, Figura 5.4, é realizada a desmontagem do provete. O processo para a desmontagem do provete é executado após retirada do pedestal do topo da câmara, como demonstrado na Figura 5.6.

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Figura 5.6 – Topo do provete

É retirada a base da câmara e o injector que estava inserido no provete, como demonstrado na Figura 5.7.

Figura 5.8 – Provete desmontado no tabuleiro

Após concluída a desmontagem do provete este é colocado num tabuleiro, Figura 5.8. O provete é deixado em repouso na câmara de saturação durante o período de tempo estipulado para cada ensaio a realizar posteriormente.

5.2 Permeabilidade

Após a realização da injecção por permeação, os provetes são sujeitos a um ensaio de permeabilidade. Como já foi referido anteriormente, um dos principias objectivos de injecção por permeação no local é a redução da permeabilidade do solo. O ensaio é realizado com o objectivo de verificar o sucesso da injecção e preenchimento dos vazios existentes.

Para a realização do ensaio de permeabilidade o provete tem de ter uma preparação diferente na câmara de injecção. A parede da câmara de injecção é preenchida com bentonite humedecida com água, formando uma película que envolve o provete, demonstrado na Figura 5.9.

Figura 5.9 – Preenchimento da câmara de injecção com bentonite

A aplicação da bentonite permite a desmontagem do provete após a injecção, facilitando a montagem do provete na câmara triaxial. Desta forma não ocorre percolação de água pelas paredes do provete, que poderia alterar os valores obtidos. Para a desmontagem do provete após a injecção também foi utilizado óleo descofrante na realização da injecção de alguns provetes.

A montagem do provete na câmara triaxial é realizada seguindo o procedimento descrito: • saturação de duas placas porosas, colocadas no topo e base do provete;

• colocação do provete na base da câmara triaxial;

• colocação da membrana de borracha (camisa) para isolamento do provete;

• colocação de dois o-rings de borracha no pedestal, e dois no topo para garantir o isolamento perfeito;

• colocação da placa de topo, e respectiva ao exterior através da utilização de um tubo;

• colocação da campânula da câmara; • preenchimento da câmara com água.

Após a montagem do provete na câmara triaxial, são ligados dois controladores de pressão/volume e saturados os circuitos de passagem de água. Os controladores de pressão/ volume são utilizados para aplicação de pressão de σ3 30 kPa na câmara e 10 kPa de contra-pressão, na base do provete. Quando se verifica que está estabilizada a percolação de água entre a base e topo do provete são efectuadas leituras do volume que sai do topo do provete e da água introduzida pelo controlador na base do provete, num determinado intervalo de tempo. A Figura 5.10 demonstra a montagem do provete na câmara triaxial para a realização do ensaio.

Figura 5.10 – Câmara triaxial com provete

As fichas de ensaio de permeabilidade dos vários provetes, assim como os cálculos realizados para obtenção da permeabilidade, estão no Anexo II .

5.3 Compressão diametral

Para o estudo da melhoria de solos por injecção por permeação, realizaram-se ensaios de compressão diametral. Os ensaios são efectuados para verificar, para os diferentes tipos de calda na injecção por permeação, a resistência à tracção do solo injectado, característica que pode ser determinante na durabilidade do tratamento por permeação efectuado num dado local.

Na preparação dos provetes para a compressão diametral resultantes da injecção por permeação, a câmara de injecção é envolvida por óleo descofrante para auxílio na desmontagem do provete.

Para a execução deste ensaio recorreu-se à NP EN 12390-6 de 2003, segundo a qual o material utilizado para as faixas de posicionamento deve ser aglomerado de madeira. Optou-se por não utilizar o posicionador previsto na norma, devido às dimensões dos provetes ensaiados. Na norma é referido que os provetes devem ser cilíndricos, em

conformidade com a EN 12390-1, tendo sido utilizados com altura média de 90 mm e diâmetro de 100 mm, tendo uma relação altura/diâmetro próxima da unidade.

A posição do provete é central na máquina de ensaio, posicionado cuidadosamente as faixas de aglomerado, demonstrado na Figura 5.11. É assegurando que o prato superior está paralelo ao inferior durante a aplicação da carga.

Figura 5.11 – Ensaio de compressão diametral

A taxa constante de carregamento que foi seleccionada para aplicação da carga foi de 1 kN por segundo. A aplicação da carga é realizada sem choque e aumentada de forma contínua, à taxa constante referida, até à rotura. Este ensaio foi efectuado no Laboratório de Ensaios do Núcleo de Betões e Cimentos do Departamento de Materiais do LNEC.

Para o cálculo da resistência à tracção é utilizada a seguinte Equação 5.1, em que F é a carga máxima em Newton, L é o comprimento da linha de contacto e d a dimensão da secção entre os pontos de apoio.

݂ܿݐ = 2 × ܨ ߨ × ܮ × ݀