A CONSTRUÇÃO E GESTÃO DE UM ATERRO SANITÁRIO

ATERROS SANITÁRIOS

Ensaio de Compressão Simples

 A CONSTRUÇÃO E GESTÃO DE UM ATERRO SANITÁRIO 

Implantação do Aterro Sanitário

Compreende, dentre outras, as atividades de escolha da área, elaboração do projeto, licenciamentos ambientais, limpeza do terreno, obras de terraplenagem, acessos, impermeabilização utilizando material geossintético, drenagem e obras de construção civil.
Operação do Aterro Sanitário
Compreende o espalhamento, compactação, cobertura e drenagem dos resíduos, monitoramento do sistema de tratamento de efluentes, monitoramento topográfico e das águas, manutenção dos acessos e das instalações de apoio.

Após a coleta, o lixo é descarregado no Aterro Sanitário.

O lixo é compactado com trator, formando uma célula, que será recoberta com argila.

A CONSTRUÇÃO E GESTÃO DE UM ATERRO SANITÁRIO

Ao final, o lixo fica protegido do espalhamento pelo vento e da ação de moscas, ratos, baratas, etc.

Fontedo texto: engepasaambiental.com.br

ATERRO SANITÁRIO
Entenda as diferenças

O Aterro Sanitário abriga resíduos sólidos, em geral resíduos domésticos, atendendo a normas legais e critérios ambientais para combate à poluição do solo e camadas inferiores. Este tipo de aterro utiliza técnicas de engenharia e tecnologia seguras para evitar danos ao meio ambiente e à saúde pública e passa por monitoramento constante para evitar vazamentos no solo.

Antes da instalação do aterro sanitário é realizada a impermeabilização total do local que receberá os resíduos e são instaladas redes para coleta e tratamento do chorume, material que reúne todas as impurezas líqüidas e tóxicas do lixo. Os gases que emanam do aterro são captados e tratados, e a quantidade e qualidade do lixo depositado é controlada.

Devido ao monitoramento constante, o aterro sanitário não contamina o solo, o lençol freático, as águas superficiais e a atmosfera. Controla ainda a proliferação de vetores de doenças e não apresenta risco de desabamentos.

De acordo com a Norma Técnica BNT 8419, da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), o aterro deve ser instalado a pelo menos 200 metros de cursos d’água, respeitar a distância de 1,5 metro entre a superfície de destinação e a camada de lençol freático e estar em área livre de inundação. Assim, o aterro sanitário possui risco praticamente nulo de interdição pela Cetesb (Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental).
Fonte: www.dazibao.com.br

FORMAS DE ATERRAMENTO

Método da Trincheira ou Vala
Método da Área
Método da Rampa


FORMAS DE DEPOSIÇÃO DOS RESÍDUOS

Método da Célula

Método do Sanduíche

Método da Descarga

Nos aspectos operacionais de um aterro sanitário estão envolvidos os seguintes fatores:

Tráfego

Espalhamento de Materiais

Ruídos e Odores

Proliferação de Vetores

Frente de Operação

Manutenção das Estruturas

Monitoramento Ambiental

Esses fatores devem ser continuamente monitorados, pois eles podem mudar de situação conforme o desenvolvimento do aterro.

A figura a seguir esquematiza os aspectos operacionais do aterro sanitário com critérios de área, recebimento dos resíduos, inspeções, manejo adequado e cobertura diária.

Fonte: rc.unesp.br

ATERROS SANITÁRIOS

Um aterro sanitário é uma área designada ao acomodamento de lixo, tal como lixo residencial, comercial,de serviço de saúde, da indústria de construção, ou dejetos sólidos retirados do esgoto.

A CONSTRUÇÃO E GESTÃO DE UM ATERRO SANITÁRIO

A base do aterro sanitário deve ser constituída por um sistema de drenagem de efluentes líquidos percolados (chorume) acima de uma camada impermeável de polietileno de alta densidade - PEAD, sobre uma camada de solo compactado para evitar o vazamento de material líquido para o solo, evitando assim a contaminação de lençóis freáticos. O chorume deve ser tratado e/ou recirculado (reinserido ao aterro).

Seu interior deve possuir um sistema de drenagem de gases que possibilite a coleta do metano, gás carbônico e água (vapor), entre outros, formado pela decomposição dos resíduos. Este efluente deve ser queimado ou beneficiado. Estes gases podem ser queimados na atmosfera ou aproveitados para geração de energia. No caso de alguns países, como o Brasil, a utilização dos gases pode ter como recompensa financeira a compensação por créditos de carbono, conforme previsto no Protocolo de Kyoto como já é efetuado pelo aterro sanitário da Prefeitura de Nova Iguaçu.

Sua cobertura é constituída por um sistema de drenagem de águas pluviais, que não permita a infiltração de águas de chuva para o interior do aterro.

Um aterro sanitário deve também possuir um sistema de monitoramento ambiental(topográfico e hidrogeológico) e pátio de estocagem de materiais. Para aterros que recebem resíduos de populações acima de 30 mil habitantes é desejável também muro ou cerca limítrofe, sistema de controle de entrada de resíduos (ex. balança rodoviária), guarita de entrada, prédio administrativo, oficina e borracharia.

No Brasil - A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) define da seguinte forma os aterros sanitários: "aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos, consiste na técnica de disposição de resíduos sólidos urbanos no solo, sem causar danos ou riscos à saúde pública e à segurança, minimizando os impactos ambientais, método este que utiliza os princípios de engenharia para confinar os resíduos sólidos ao menor volume permissível, cobrindo-os com uma camada de terra na conclusão de cada jornada de trabalho ou à intervalos menores se for necessário."

No Brasil, um aterro sanitário é definido como um aterro de resíduos sólidos urbanos, ou seja, adequado para a recepção de resíduos de origem doméstica, varrição de vias públicas e comércios. Os resíduos industriais devem ser destinados a aterro de resíduos sólidos industriais (enquadrado como classe II quando não perigoso e não inerte e classe I quando tratar-se de resíduo perigoso, de acordo com a norma técnica da ABNT 10.004/04 - "Resíduos Sólidos - Classificação"). A operação segura de um aterro sanitário envolve empilhar e compactar o lixo, para que ocupe o mínimo espaço possível, e cobrir o lixo diariamente com uma camada de material impermeável, para diminuir a liberação de gases mal cheirosos, bem como a disseminação de doenças.

Fonte: pt.wikipedia.org

ATERROS SANITÁRIOS

São locais onde o lixo é depositado permitindo mantê-lo confinado sem causar maiores danos ao meio ambiente. É um método em que o lixo é comprimido através de máquinas que diminuem seu volume. Com o trabalho do trator, o lixo é empurrado, espalhado e amassado sobre o solo (compactação), sendo posteriormente coberto pôr uma camada de areia, minimizando odores, evitando incêndios e impedindo a proliferação de insetos e roedores.

A compactação tem como objetivo reduzir a área disponível prolongando a vida útil do aterro, ao mesmo tempo que o propicia a firmeza do terreno possibilitando seu uso futuro para outros fins. A distância mínima de um aterro sanitário para um curso de água deve ser de 400m.

Fonte: compam.com.br

ATERROS SANITÁRIOS

Um aterro sanitário é uma instalação de eliminação utilizada para a deposição controlada de resíduos, de forma a garantir um destino final adequado. Como tal, tem que funcionar de acordo com as regras técnico-ambientais adequadas, para que seja assegurado o fim para o qual foi projetado.

Assim, o controlo da entrada dos resíduos, a organização das células de deposição, bem como as operações a realizar diariamente, são de extrema importância.

A grande maioria dos resíduos que chegam ao aterro sanitário e que serão alvo de deposição, são os provenientes da recolha indiferenciada efetuada nos oito concelhos associados.

A recepção dos resíduos inicia-se com a entrada da viatura de transporte de resíduos no aterro sanitário e a paragem na báscula, onde é efetuada a primeira pesagem.

Depois de controlada a sua entrada e efetuada a pesagem, a viatura desloca-se até à zona de deposição, avança até à frente de trabalho, procedendo à descarga dos resíduos. De seguida a viatura passa pela unidade de lavagem dos rodados e é novamente pesada para a obtenção da tara, de forma a ficar registado o peso líquido.

O método de deposição de resíduos no Aterro Sanitário adotado  passa pelas boas práticas de gestão e manuseamento dos resíduos no local de deposição, de modo a minimizar a ocorrência de odores e poeiras na vizinhança.

Assim, logo após a descarga dos resíduos, procede-se ao seu espalhamento, compactação e cobertura com terras, de acordo com as normas a seguir indicadas:

• A descarga dos resíduos pelas viaturas de transporte é efetuada o mais perto possível da célula em exploração

• Depois de descarregados, os resíduos são espalhados por uma pá carregadora de rastos, que os dispõe em camadas com cerca de 1 metro de altura, sendo posteriormente compactados por um pé de carneiro de 24 toneladas, formando “mini-camadas” com cerca de 20 cm.

• No final de cada dia, os resíduos depositados são cobertos com cerca de 5 a 6 cm de terra.

• No final da semana ou depois de esgotada a capacidade de cada célula, é feita uma cobertura com cerca de 15 a 20 cm de terra, com vista ao seu encerramento.

A realização destas operações permite que no final de cada dia o aterro se encontre totalmente regularizado, coberto com terras e sem resíduos visíveis.

Porém, todas as operações para a arrumação dos resíduos devem respeitar todos os cuidados para não se danificarem os sistemas de proteção ambiental.

O enchimento do aterro sanitário  processa-se basicamente pela exploração de células semanais, que se dividem em subcélulas diárias. proporcionando o enchimento gradual, organizado e metódico até atingir a cota prevista para o encerramento, estabelecendo a volumetria definida.

O dimensionamento destas células é feito em função do espaço disponível e do volume de resíduos a depositar.

Depois de feito dimensionamento há que fazer a previsão da sequência de enchimento, tendo em conta a duração das células.

Esta previsão é feita no registo de enchimento, onde consta o número de Identificação da célula, o volume, a previsão da duração e o registo da duração efetiva.

Fonte: www.amalga.pt

Aterro Sanitário pode ser definido como sendo um processo para disposição de resíduos no solo, especialmente o lixo domiciliar, que utilizando normas de engenharia específicas, permite uma confinação segura, no que diz respeito ao controle da poluição ambiental e de proteção ao meio ambiente.

As vantagens que podemos citar são inúmeras, pois um aterro sanitário oferecerá todas as condições para que haja:

uma disposição adequada dos resíduos em conformidade com as normas de engenharia e controle ambiental;

uma grande capacidade de absorção diária dos resíduos gerados;

oferecer todas as condições para que haja a decomposição biológica da matéria orgânica contida no lixo domiciliar;

tratamento do chorume gerado pela decomposição da matéria orgânica e das precipitações pluviométricas.

Os aterros podem ser classificados de acordo com o tipo de disposição final utilizada, como segue:

Aterros comuns ou lixões.
Os resíduos são dispostos de forma inadequada, ou seja, são jogados sobre o solo não tendo assim nenhum tipo de tratamento, é portanto, o mais prejudicial ao meio ambiente é ao homem.

Aterros controlados
A disposição dos resíduos é feita da mesma maneira que nos aterros comuns, porém os resíduos são cobertos com material inerte ou terra, não existindo com tudo nenhum critério de engenharia ou controle ambiental.

Aterros sanitários
São aqueles que como vimos anteriormente, tem um projeto de engenharia, de controle e impacto ambiental e monitoramento.

Os aterros podem ainda ser classificados quanto ao tipo de técnica de operação:

Aterros de superfície

Os resíduos são dispostos em uma área plana sendo que, são dispostos em trincheiras ou rampas.

Aterros de depressões

Os resíduos são dispostos aproveitando as irregularidades geológicas da região, como: depressões, lagoas, mangues e ou pedreiras extintas.

A metodologia aplicada nos aterros sanitários basicamente segue a seguinte ordem:

Levantamento de dados

Onde serão verificados os índices pluviométricos da região, que resíduos serão depositados, densidade dos resíduos, peso especifico dos resíduos, etc.

Escolha do terreno

Será levado em consideração facilidade de acesso, e recursos hídricos que deverão ser preservados, recuperação da área escolhida, etc.

Levantamento topográfico: é de suma importância, pois será nesse item onde será calculada a capacidade da área escolhida, ou seja, tem do valor dos resíduos gerados diariamente e a capacidade volumétrica da área, saberar-se-a então qual será o tempo de vida útil do aterro.

Levantamento geotécnico: nesta fase levar-se-a em consideração os seguintes itens: constituição do solo, permeabilidade, capacidade de carga, nível do lençol freático, jazidas de material para a cobertura e densidade do solo.

Na execução do projeto podemos ter a seguinte ordem para a implantação do aterro:

execução de obras fixas;

preparo de vias de acesso;

reparo de área de emergência;

sistema de drenagem superficial de águas pluviais;

drenagem de líquidos percolados;

tratamento a captação de líquidos percolados;

sistema de embreagem de gases drenagem de gases;

um leito do aterro impermeabilização do solo;

preparo e formação das células de lixo;

preparo da cobertura final do aterro.

Para uma melhor exemplificação dos itens descritos nesta página vide a figura, abaixo:

A CONSTRUÇÃO E GESTÃO DE UM ATERRO SANITÁRIO

Fonte do texto: geocities.com

Algumas Verdades sobre os aterros sanitários

O aterro sanitário é uma obra de engenharia destinada a estocagem, armazenamento ou guarda de resíduos (lixo) gerados pelos grupamentos humanos, ou, melhor dizendo, pela sociedade moderna.

Grandes valas são rasgadas no solo e sub-solo e passam por um processo de “impermeabilização” com aplicação de uma camada de argila de baixa textura que é compactada para reduzir sua porosidade e aumentar sua capacidade impermeabilizante. Sobre esta primeira camada, é colocado um lençol plástico e, sobre esse, uma segunda camada de argila é aplicada e novamente compactada.

Sobre essa última camada de argila são colocados drenos para retirada de gases e líquidos gerados pela decomposição do resíduo orgânico por micro-organismos anaeróbios.

Finalmente, o resíduo orgânico (lixo) será depositado sobre essa segunda camada de argila, compactado e isolado do meio ambiente por uma camada de saibro, entulho de demolição, argila ou terra. Para essa operação grandes desmontes e movimentação de terra são necessários.

As camadas de lixo e terra vão se sucedendo num “sanduíche” interminável. Geralmente, esse “sanduíche” extrapola o nível topográfico original da região e passa a formar verdadeiras montanhas artificiais e instáveis, alterando a paisagem da região.

Essa opção de engenharia irá causar inúmeros problemas ambientais e grandes prejuízos à sociedade porque:

1.Há necessidade de um grande investimento para sua implantação e manutenção;

2.A fermentação e digestão da matéria orgânica pelos micro-organismos anaeróbios geram gases altamente nocivos à atmosfera, além do chorume, líquido poluente e mal cheiroso. O material plástico, contido no lixo do aterro, que não é biodegradável, permanece incólume, criando bolsões de gases e condições de deslizamento das camadas componentes do aterro;

3.Inutilização de grandes áreas em locais valorizados próximos às cidades que nunca mais poderão ser utilizados, senão para cobertura verde;

4.Necessidade de investimento em equipamentos pesados como tratores, caminhões e retro escavadeiras para operar o aterro;

5.Elevado custo operacional para cumprir as condições operacionais mínimas obrigatórias;

6.Tempo de uso limitado, obrigando a busca permanente de outras áreas para novos aterros;

7.Poluição da atmosfera pela exalação de odores fétidos num raio de vários quilômetros;

8.Riscos permanentes de poluição dos mananciais subterrâneos;

9.Necessidade de permanente incineração dos gases emanados pelos drenos constituídos principalmente pelo gás metano, vinte e uma vezes mais poluente que o gás carbônico.

A impermeabilização permanente de um aterro sanitário é uma tarefa de engenharia impossível porque, até a presente data, nenhuma tecnologia criou uma superfície capaz de conter a infiltração de forma permanente.

A argila forma uma superfície filtrante, deixa passar água e quem nos garante que o lençol de material , através da ação química ou bioquímica provocada pelo contato com o chorume ?

Um determinado material poderá conter a infiltração da água por algum tempo, porém, mais tarde ou mais cedo, esta camada de proteção irá ceder, permitindo a passagem da água que irá transportar os metais pesados contidos no lixo do aterro para os lençóis freáticos.

Regiões pobres e carentes em recursos hídricos não podem, e não devem, correr o risco de contaminar, de forma irreversível, os seus já escassos recursos.

Afirmo que: “Os aterros sanitários são soluções paliativas”.

Visam apenas camuflar o grande problema do lixo, empurrando-o para as gerações futuras que terão de enfrentar verdadeiras bombas de retardo, que poderão detonar a qualquer momento!

Proponho uma Solução - “Coleta Seletiva”.

Pois, minimiza todos os problemas anteriormente descritos e ainda promove a geração de emprego e renda com a criação de cooperativas de catadores e/ou artesãos de material reciclado.

Fonte: .novaimprensa.inf.br

Fonte: portalsaofrancisco.com.br

POLUIÇÃO DO SOLO; TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO

Poluição do Solo O solo é um corpo vivo, de grande complexidade e muito dinâmico. Tem como componentes principais a fase sólida (matéria mineral e matéria orgânica), e a água e o ar na designada componente "não sólida". O solo DEVE ser encarado como uma interface entre o ar e a água (entre a atmosfera e a hidrosfera), sendo imprescindível à produção de biomassa. Assim, o solo não é inerte, o mero local onde assentamos os pés, o simples suporte para habitações e outras infraestruturas indispensáveis ao Homem, o seu "caixote do lixo"!. Sempre que lhe adicionamos qualquer substância estranha, estamos a poluir o solo e, direta ou indiretamente, a água e o ar.

Contaminação do solo Poluição do Solo; Tecnologias de Tratamento O uso da terra para centros urbanos, para as atividades agrícola, pecuária e industrial tem tido como consequência elevados níveis de contaminação. De fato, aos usos referidos associam-se, geralmente, descargas acidentais ou voluntárias de poluentes no solo e águas, deposição não controlada de produtos que podem ser resíduos perigosos, lixeiras e/ou aterros sanitários não controlados, deposições atmosféricas resultantes das várias atividades, etc. Assim, ao longo dos últimos anos, têm sido detectados numerosos casos de contaminação do solo em zonas, quer urbanas, quer rurais. A contaminação do solo tem-se tornado uma das preocupações ambientais, uma vez que, geralmente, a contaminação interfere no ambiente global da área afetada (solo, águas superficiais e subterrâneas, ar, fauna e vegetação), podendo mesmo estar na origem de problemas de saúde pública. Regra geral, a contaminação do solo torna-se problema quando: há uma fonte de contaminação; há vias de transferência de poluentes que viabilizam o alargamento da área contaminada; há indivíduos e bens ameaçados por essa contaminação. O problema pode ser resolvido por: remoção dos indivíduos e/ou bens ameaçados; remoção da fonte de poluição; bloqueamento das vias de transferência (isolamento da área). Poluição do Solo; Tecnologias de Tratamento

Medidas de recuperação do solo Se o estudo de solos contaminados é recente, a investigação e desenvolvimento de processos e tecnologias de tratamento é-o ainda mais. A abordagem das áreas contaminadas considera, normalmente, três fases fundamentais: Identificação das áreas contaminadas (inventários); Diagnóstico-avaliação das áreas contaminadas; Tratamento das áreas contaminadas. Actualmente consideram-se três grandes grupos de métodos de descontaminação de solo: descontaminação no local ("in-situ"); descontaminação fora do local ("on/off-site"); confinamento/isolamento da área contaminada. Esta 3ª opção não se trata verdadeiramente de um processo de descontaminação, mas sim de uma solução provisória para o problema. O tratamento do solo como metodologia de recuperação de áreas contaminadas é uma alternativa cada vez mais significativa relativamente à sua deposição em aterros sanitários, devido essencialmente ao aumento dos custos envolvidos.

Tecnologias de Tratamento A 1 sistematiza os métodos e técnicas disponíveis para tratamento de solos contaminados. As técnicas "on/off site" exigem a extração, por escavação, do solo contaminado. O solo extraído pode ser tratado no local ("on-site") ou em estações de tratamento ("off site"), sendo depois reposto no local de origem ou noutro para outros fins, depois de descontaminado. Com a tecnologia disponível atualmente, uma parte dos solos contaminados ainda não é ou é problematicamente descontaminável, devido a problemas de ordem vária como: emissões gasosas de alto risco, concentrações residuais inaceitavelmente elevadas e/ou produção de grandes quantidades de resíduos contaminados. Isto é particularmente verdade para solos poluídos com hidrocarbonetos aromáticos halogenados e/ou metais pesados, bem como com solos contendo elevada percentagem de finos. Para além destes aspectos, algumas das técnicas utilizadas envolvem elevados custos de tratamento. Dos diferentes métodos de descontaminação do solo (biológicos ou não biológicos), apenas os biológicos e a incineração permitem a eliminação ambiental dos poluentes orgânicos, através da sua mineralização. Poluição do Solo; Tecnologias de Tratamento                     1 - Métodos e técnicas de tratamento de solos contaminados

Tratamento Térmico As necessidades energéticas das técnicas térmicas são, normalmente, bastante elevadas e são possíveis emissões de contaminantes perigosos. Contudo, em determinados casos, podem ser utilizadas temperaturas substancialmente baixas, levando a consumos de energia relativamente diminutos. O processo é ainda passível de minimizar outros tipos de poluição ambiental, se as emissões gasosas libertadas forem tratadas. As instalações para este método de tratamento podem ser semimóveis, e os custos dependem, não só do processo em si, como também do teor de humidade, tipo de solo e concentração de poluentes, bem como de medidas de segurança e das regulamentações ambientais em vigor.

Tratamento Físico-Químico Dos processos físico-químicos, os métodos atualmente mais usados baseiam-se na lavagem do solo. Estes métodos fundamentam-se no princípio tecnológico da transferência de um contaminante do solo para um aceitador de fase líquida ou gasosa. Os principais produtos a obter são o solo tratado e os contaminantes concentrados. O processo específico de tratamento depende do tipo(s) de contaminante(s), nomeadamente no que se refere ao tipo de ligação que estabelece com as partículas do solo. Geralmente as argilas têm uma elevada afinidade para a maior parte das substâncias contaminantes (por mecanismos físicos e químicos). Assim, para separar os contaminantes do solo, há que remover as ligações entre estes e partículas do solo, ou extrair as partículas do solo contaminadas. A fase seguinte consiste na separação do fluido, enriquecido em contaminantes das partículas de solo limpas. Adicionalmente pode ser necessário considerar um circuito de exaustão e tratamento do ar, se for provável a libertação de compostos voláteis. A aplicação desta técnica pode não ser viável (técnica e economicamente), especialmente quando a fração argila do solo é superior a 30%, devido à quantidade de resíduo contaminado gerada.

Tratamento Biológico Os métodos biológicos baseiam-se no fato de que os micro-organismos têm possibilidades praticamente ilimitadas para metabolizar compostos químicos. Tanto o solo como as águas subterrâneas contêm elevado número de micro-organismos que, gradualmente, se vão adaptando às fontes de energia e carbono disponíveis, quer sejam açucares facilmente metabolizáveis, quer sejam compostos orgânicos complexos. No tratamento biológico, os micro-organismos naturais, ou indígenas, presentes na matriz, são estimulados para uma degradação controlada dos contaminantes (dando às bactérias um ambiente propício, i.e., oxigênio, nutrientes, temperatura, pH, umidade, mistura, etc.). Em determinadas situações (presença de poluentes muito persistentes), pode ser necessário recorrer a micro-organismos específicos ou a micro-organismos geneticamente modificados, de modo a conseguir uma optimização da biodegradação. Atualmente as principais técnicas biológicas de tratamento incluem: "Landfarming" Compostagem Descontaminação no local Reatores biológicos Outras técnicas inovadoras (cometabolismo, desnitrificação, etc). Estas técnicas, à excepção do "landfarming", estão ainda numa fase de desenvolvimento. Recentemente, tem sido dada particular relevância aos métodos biológicos de descontaminação de solos, tecnologia promissora que pode vir a ter um papel de importância crescente na recuperação de áreas contaminadas pelas atividades industrial e urbana. O tratamento biológico do solo diminui os riscos para a saúde pública, bem como para o ecossistema e, ao contrário da incineração ou dos métodos químicos, não interfere nas propriedades naturais do solo. Fonte:http://www.achetudoeregiao.com.br

 Cisalhamento dos Solos

 

Vários materiais sólidos empregados em construção normalmente resistem bem a tensões de compressão, porém têm uma capacidade bastante limitada de suportar tensões de tração e de cisalhamento. Assim ocorre com o concreto e também com os solos.

Ao nos referirmos à resistência dos solos estaremos falando implicitamente de sua resistência ao cisalhamento, uma vez que as rupturas em um maciço de terra são devidas a deslocamentos relativos entre os grãos.

Dentre os problemas usuais em que é necessário conhecer a resistência ao cisalhamento do solo, destacam-se a estabilidade de taludes e os empuxos de terra.

Uma das formas mais comuns de representar a resistência de um solo e que melhor retrata o seu comportamento é a utilização de envoltórias, como a de Mohr.

1 – ESTADO PLANO DE TENSÕES

 

No caso dos solos, trabalhamos no estado plano de tensões, pois as tensões horizontais são iguais em todas as direções. Dessa forma, têm-se apenas dois valores de tensão atuando: a vertical e a horizontal. Os planos principais são aqueles em que a tensão cisalhante é nula. Sendo assim, pode-se dizer que, para terrenos planos, os planos vertical e horizontal são, respectivamente, o plano principal menor e maior.

Conhecendo-se os valores das tensões principais, é possível determinar as tensões atuantes em um plano que faz um ângulo a com o plano principal maior, fazendo-se as transformações geométricas e aplicando as leis de equilíbrio nas direções normal e paralela a este plano, obtendo-se:

Cisalhamento dos Solos

2 – Círculo de MOHR

Cisalhamento dos Solos

O círculo de Mohr representa as tensões em todos os planos do solo, que passam por um ponto, num determinado momento. Em outras palavras, cada círculo de MOHR, representa um estado de tensões.

Do círculo de Mohr, conclui-se que:

• A máxima tensão de cisalhamento, em módulo, ocorre em planos que formam 45º com os planos principais e vale:

t_max =

s₁ - s₃

2

• 

  Cisalhamento dos Solos

  

  Cisalhamento dos Solos

  Conhecendo-se as tensões atuantes em dois planos perpendiculares entre si, é possível encontrar as tensões principais através das expressões:

Cisalhamento dos Solos

VIII.3 - CRITÉRIO DE RUPTURA DE MOHR-COULOMB

 

A teoria de Mohrafirma que os materiais rompem quando a tensão de cisalhamento, função da tensão normal, em um determinado plano iguala-se ou supera a resistência ao cisalhamento do material.

Ao romper vários corpos de prova de um mesmo solo, sob distintas condições de solicitação, teremos vários círculos de Mohr representativos das tensões nos corpos de prova. Pelo menos um ponto de cada círculo representará as tensões no plano de ruptura. A reta que passa por esses pontos constituirá a envoltória de resistência do solo e possui a seguinte equação.

t = c + s.tgf

Cisalhamento dos Solos

Onde:

t à Tensão de Cisalhamento

s à Tensão Normal

C à Coesão (parcela de resistência de um solo que existe independentemente de quaisquer tensões aplicadas)

f à Ângulo de atrito interno do solo (obliqüidade máxima entre a superfície de contato entre os grãos)

Pode-se dizer, então, que a resistência do solo depende dos chamados parâmetros de resistência que são a coesão e oatrito.

Dessa forma, tem-se:

• Nas areias puras

C=0 à t = s.tgf

• Nas argilas

f=0º à t = C

Conclui-se ainda que o ângulo de ruptura é dado por:

Cisalhamento dos Solos

4 - ENSAIOS PARA DETERMINAR A RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DOS SOLOS

 

Para cada solo são ensaiados vários corpos de prova preparados sob condições idênticas. Para cada corpo de prova obtém-se uma curva tensão deformação que fornecerá pares de tensão (s,t) que definirão a envoltória de resistência.

4.1 Ensaio de Cisalhamento Direto

 

Aplica-se uma tensão normal num plano e verifica-se a tensão cisalhante que provoca a ruptura.

Cisalhamento dos Solos

4.2 Ensaio de Compressão Triaxial

 

Consiste na aplicação de um estado hidrostático de tensões e de um carregamento axial sobre um corpo de prova cilíndrico. Aplica-se s1 e s3 e a envoltória é definida em função de s1 - s3.

Cisalhamento dos Solos

4.3 Ensaio de Compressão Simples

 

É uma simplificação do ensaio triaxial, onde s3=0.

MECÂNICA DOS SOLOS, TEORIA DO ADESAMENTO

Teoria do Adensamento

 

A Teoria do Adensamento de Terzaghi é baseada nos princípios da hidráulica, com algumas simplificações para o modelo de solo utilizado. As seguintes hipóteses básicas são consideradas:

• Solo homogêneo e completamente saturado.
• Partículas sólidas e água intersticial incompressíveis.
• Adensamento unidirecional.
• Escoamento de água unidirecional e validez da lei de Darcy.
• Determinadas características, que, na realidade, variam com a pressão, são assumidas como constantes.
• Extensão a toda massa de solo das teorias que se aplicam aos elementos infinitesimais.
• Relação linear entre a variação do índice de vazios e a variação das tensões aplicadas.

1 – O processo de adensamento do solo

 

Todos os materiais existentes na natureza se deformam, quando submetidos a esforços. No solo, a sua característica multifásica lhe confere um comportamento tensão-deformação próprio, o qual normalmente depende do tempo.

Um esforço de compressão aplicado a um solo fará com que ele varie seu volume. Essa variação poderia ser devida a uma compressão da fase sólida, a uma compressão da fase líquida ou a uma drenagem da fase líquida. Diante da grandeza dos esforços aplicados na prática, tanto a compressão da fase sólida quanto a da fase líquida serão quase desprezíveis e a única razão para que ocorra uma variação de volume será uma redução dos vazios do solo com a consequente expulsão da água intersticial.

A saída dessa água dependerá da permeabilidade do solo. Nas areias, onde permeabilidade é alta, essa drenagem é rápida. Nas argilas, a expulsão de água precisará de algum tempo para conduzir o solo a um novo estado de equilíbrio. Essas variações volumétricas que se processam nos solos finos ao longo do tempo constituem o fenômeno de adensamento e são as responsáveis pelos recalques aos quais estão sujeitas as estruturas apoiadas nesses solos.

Com base nessas informações, chegamos às seguintes definições:

• Compressibilidade é a propriedade que o solo apresenta de reduzir seu volume total quando submetido a um carregamento. É simplesmente a diferença entre um estado inicial e um estado final de volume.

• Adensamento É o processo de variação de volume do solo ao longo do tempo. É a redução de volume em função do tempo.

Assim sendo, de modo geral, para um solo qualquer, saturado, tem-se:

Mecânica dos solos, Teoria do Adensamento

Onde:

Hi e Hf = Altura total de solo inicial e final, respectivamente.

Hvi e Hvf =Altura de vazios inicial e final, respectivamente.

Hsi e Hsf = Altura de sólidos inicial e final, respectivamente.

A variação de volume DV é dada por

DV=Vi – Vf = Vvi + Vs–(Vvf + Vs) DV=Vvi – Vvf (1)

O volume de vazios pode ser obtido da expressão de índice de vazios:

e = Vv/Vs ® Vv = e . Vs (2)

Substituindo (2) em (1), tem-se:

DV=ei.Vs – ef.Vs = Vs(ei-ef) DV = De.Vs

Hs = DH (3)

e

Se volume é altura x área:

DH.A = De.Hs.A ® DH=e.Hs 

No momento inicial:

e_i = Vvi = Vi = Hi.A-Hs.A Vs 

Vs Hs.A

 ei = Hi-Hs



ei.Hs = Hi-Hs



Hs(1+e_i) = Hi

 Hs=

Hi

(4)

Hs

1+e_i

Igualando (3) e (4), tem-se

DH = Hi

De

1+e_i

 DH= De.Hi

(5)

1+e_i

Essa expressão fornece o valor da variação de altura em função de um carregamento, ou seja, a deformação do solo. Dela obtém-se também a deformação específica “”.

= DH = De Hi 1+ei

1.1 Grau de adensamento ou percentagem de adensamento

O grau de adensamento pode ser definido como sendo a relação entre a deformação ocorrida num elemento numa certa posição e a deformação total ocorrida no final do processo de adensamento. Pode ser expresso pelas seguintes expressões:

Uz =  = ei - e = ui - u f ei – e2 ui

2 – História de Tensões _ Tensão de pré-adensamento (’_ad)

 

Ao longo do tempo, o solo vai construindo sua história de tensões, conforme se dá o seu carregamento ou descarregamento.

A Tensão de Pré-adensamento é a tensão máxima à qual o solo já esteve submetido na natureza. Essa tensão é determinada através do ensaio de adensamento, o qual será descrito adiante.

Sendo _o’ a tensão efetiva atual atuante no solo, tem-se:

• Solo pré-adensado ou sobre-adensadoQuando _o’ < _ad
• Solo normalmente adensadoQuando _o’ = _ad

Pode ocorrer também, de a tensão de pré-adensamento, determinada no ensaio, ser inferior à tensão que se julga atuar no solo por ocasião da amostragem. Nesse caso, diz-se que o solo encontra-se em processo de adensamento.

3 – Ensaio de adensamento

 

O ensaio de adensamento pretende determinar diretamente os parâmetros do solo necessários ao cálculo de recalques. Uma amostra de solo de aproximadamente 2,5cm de espessura é instalada num anel metálico e é drenada por duas pedras porosas, conforme figura abaixo. Esse conjunto é levado a uma prensa, onde são aplicadas tensões verticais ao corpo de prova. Cada acréscimo de tensão é mantido até que cessem as deformações e, então, é aplicado um novo acréscimo. Normalmente, aplica-se sempre o dobro da tensão atuante anteriormente (ex.: 0,25 kgf/cm³; 0,5; 1,0; 2,0 etc).

Mecânica dos solos, Teoria do Adensamento

O resultado do ensaio de adensamento é apresentado num gráfico semilogarítmico em que, nas ordenadas, se têm as variações de volume, representadas pelos índices de vazios finais em cada estádio de carregamento e, nas abscissas, em escala logarítmica, as tensões aplicadas. A conversão dos valores de deformação medidos no ensaio em valores de índices de vazios é feita através da equação (4).

Mecânica dos solos, Teoria do Adensamento

Trecho de recompressão

Trecho de compressão virgem

O trecho inicial do gráfico é o trecho de recompressão (trecho pré-adensado), onde as tensões são menores do que a tensão de pré-adensamento. Nesse trecho as deformações são muito pequenas para um mesmo acréscimo de tensões. O trecho de compressão virgem (trecho normalmente adensado) apresenta tensões maiores que a tensão de pré-adensamento. Observa-se deformações maiores para essas tensões.

A tensão de pré-adensamento pode ser obtida através do gráfico acima, através do processo gráfico de Casagrande, ilustrado abaixo.

Mecânica dos solos, Teoria do Adensamento

3.1 Parâmetros de compressibilidade obtidos no gráfico de adensamento

 

• Índice de compressão (Cc): É o coeficiente angular do trecho normalmente adensado.

Cc=De/Dlogs`=De/Dlog(s`f/s`i)

• Índice de recompressão (Cr): É o coeficiente angular do trecho pré-adensado.

Cs=De/Dlogs` =De/Dlog(s`f/s`i)

• Coeficiente de compressibilidade

A_v=De/Ds`

• Módulo oedométrico

Eoe=Ds`/D

• Coeficiente de variação volumétrica

M_v=D/Ds`

4 – Cálculo de recalques

Partindo sempre de (5), tem-se:

• Para solo normalmente adensado

DH=[Hi/(1+ei)].Cc.Dlog(s`f/s`i)

• Para solo pré-adensado

(s’i + /Ds’)<s’ad ®DH=[Hi/(1+ei)].Cs.Dlog(s’f/s’i)

(s’i + /Ds`)>s`ad ®DH=[Hi/(1+ei)].[Cs.Dlog(s’ad/s’i)+Cc.Dlog(s`f/s`ad)]

VII.4 – Fator Tempo

T=

Cv.t

(H/n)²

Onde:

Cv=

k

 coeficiente de adensamento

(1+e_i)

_w . A_v

t  tempo

H  espessura da camada

n  número de faces drenantes

k  Coeficiente de permeabilidade

e_i  índice de vazios inicial

_w  peso específico da água

A_v  coeficiente de compressibilidade

Para um mesmo material, sob as mesmas condições de carregamento, tem-se:

t1	=	H1
t2	H2  Fonte:ebah.com.br