Os mecanismos de ruptura observados nos aterros foram muito diferentes, quando comparados sistemas com e sem reforço de seção trapezoidal. O mecanismo de ruptura apresentado por um aterro não reforçado se inicia com tendência de superfície de ruptura vertical (S0) até uma deformação de 10 % que, após interrompe-se pela forma do aterro e falta de confinamento na sua coroa; essa interrupção delimita à formação de uma cunha (C) (Figura 5.43). O aumento de volume da cavidade gerou outras superfícies de ruptura com formato curvo (S1, S2 e S3) que apareceram subseqüentemente. Observou-se a tendência à deformação do aterro de baixo para cima, o que gerou o levantamento vertical e expansão lateral e expansão da parte superior do aterro (equivalente ao levantamento da superfície em aterro com superfície horizontal), a linha branca corresponde à seção inicial do aterro, o que permite visualizar o grau de deformação do aterro (ensaio E/SEM REFORÇO/AT/7R ).
C S1
S2 S3 S0
Figura 5.43. Evolução das superfícies de ruptura (ensaio E/SEM REFORÇO/AT/7R). A Figura 5.44 mostra o desenvolvimento de superfícies de ruptura no ensaio com reforço de geotêxtil P, arranjo em camada, código E/CAT/GTX-PP/AT/7R. O comportamento da evolução das superfícies de ruptura segue o padrão semelhante ao de um sistema não reforçado, com a observação de que o aumento de volume da cavidade notoriamente dividiu o aterro em dois blocos. O aumento de volume da cavidade puxou o reforço, o que causou a rotação dos blocos divididos na direção das setas; já na parte horizontal do reforço, o solo acima acompanhou a movimentação e o solo abaixo movimentou-se na direção oposta, tal como sinalizado pelas setas na Figura 5.44.
CAVIDADE
C
S0 S1
Figura 5.44. Evolução das superfícies de ruptura (ensaio E/CAT/GTX-PP/AT/7R). A Figura 5.45 mostra o desenvolvimento de superfícies de ruptura no ensaio com reforço de geogrelha F, arranjo em camada, código E/CAT/GGR-FF/AT/7R. O comportamento da evolução das superfícies de ruptura segue o padrão semelhante ao de um sistema não reforçado, o aumento de volume da cavidade dividiu o aterro em duas partes. O aumento de volume da cavidade puxou a geogrelha, gerando a rotação do solo acima tal como mostram as setas na figura.
C
S0 S1
Figura 5.45. Evolução das superfícies de ruptura (ensaio E/CAT/GGR-FF/AT/7R). A Figura 5.46 apresenta o comportamento do aterro trapezoidal reforçado com geotêxtil P, arranjo em U invertido, com pernas com comprimento igual a 6R (código: E/U6R/GTX-PP/AT/7R). Inicialmente, observou-se o surgimento da superfície de ruptura S0, interrompida pela formação de uma cunha. Com o aumento de volume da cavidade outras superfícies de ruptura aparecem. O deslizamento da perna esquerda do U provocou uma movimentação mais acentuada da massa de solo na região à esquerda da cavidade (superfície S4 e S5), fato este que alterou os limites da cunha. O talude todo apresenta deslocamento radial geral (assinalada com a seta na figura), percebendo-se acentuada deformação do aterro ao final do ensaio.
S0 S1 S2 S3 S4 S5
Figura 5.46. Evolução das superfícies de ruptura (ensaio E/U6R/GTX-PP/AT/7R). A Figura 5.47 mostra o desenvolvimento de superfícies de ruptura no ensaio com reforço em geogrelha F, arranjo em U invertido com comprimento de pernas igual a 6R, código E/U6R/GGR-FF/AT/7R. O comportamento da evolução das superfícies de ruptura segue o padrão semelhante ao de um sistema não reforçado, com a observação de passagem de grãos de areia através das aberturas da geogrelha na direção radial. Observa-se a ocorrência da cunha e deslocamento radial do solo (assinalada com seta na figura).
S0 S1 S2 C
S3
Figura 5.47. Evolução das superfícies de ruptura (ensaio E/U6R/GGR-FF/AT/7R). A Figura 5.48 apresenta os mecanismos de ruptura observados no ensaio com o aterro reforçado com geotêxtil P, arranjo envelopado (código: E/E4R/GTX-PP/AH/7R) onde se observou a ocorrência da superfície de ruptura inicial S0 e a formação da cunha (C) e, posteriormente, as superfícies de ruptura S1 e S2, partindo do canto do arranjo do reforço. Neste ensaio foi possível observar que outros mecanismos de ruptura foram inibidos por este tipo de arranjo, face ao confinamento provocado pelo envelopamento da cavidade pelo reforço. O aumento de volume da cavidade deslocou os taludes de forma radial (assinalada com seta na figura), mas a mobilização da resistência à tração do reforço diminuiu o deslocamento e a deformação do aterro.
S0 S1 S2 C
Figura 5.48. Evolução das superfícies de ruptura (ensaio E/E4R/GTX-PP/AT/7R). A Figura 5.49 apresenta os mecanismos de ruptura observados no ensaio com o aterro reforçado com geogrelha F arranjo envelopado (código: E/E4R/GGR-FF/AT/7R), onde se observou a ocorrência da superfície de ruptura inicial S0 e a formação de cunha (C). O deslocamento radial do solo e a deformação do aterro foram mais notórios em relação ao sistema envelopado de geotêxtil tecido. Neste ensaio foi possível observar que outros mecanismos de ruptura foram inibidos por este tipo de arranjo, face ao confinamento provocado pelo envelopamento da cavidade pelo reforço, apesar da passagem de solo através das aberturas (assinalada com seta na figura).
S0 C
Figura 5.49. Evolução das superfícies de ruptura (ensaio E/E4R/GGR-FF/AT/7R). A Figura 5.50 apresenta o mecanismo de ruptura apresentado por um aterro não reforçado com cavidade mais rasa, na profundidade Z = 4R. O mecanismo se inicia com tendência de superfície de ruptura vertical (S0), seguida de desenvolvimento de cunha de ruptura na região da coroa do aterro (Figura 5.50). O aumento de volume da cavidade gerou outra superfície de ruptura (S1). Observou-se a tendência à deformação do aterro de baixo para cima, o que gerou expansão lateral e da parte superior do aterro (equivalente ao levantamento da superfície em aterro de superfície horizontal).
S1
S0 C
Figura 5.50. Evolução das superfícies de ruptura (ensaio E/SEM REFORÇO/AT/4R). A Figura 5.51 apresenta o mecanismo de ruptura apresentado por um aterro não reforçado com cavidade na profundidade Z = 2R (ensaio E/SEM REFORÇO/AT/2R). O mecanismo de ruptura é semelhante ao descrito anteriormente, mas por ser ainda mais rasa a expansão da cavidade provocou danos maiores na superfície do aterro para grandes variações volumétricas, como era de se esperar.
Figura 5.51. Evolução das superfícies de ruptura (ensaio E/SEM REFORÇO/AT/2R)