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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.18.2012.tde-15052012-110645
Document
Author
Full name
Fagner Alexandre Nunes de França
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2012
Supervisor
Committee
Bueno, Benedito de Souza (President)
Abramento, Maurício
Futai, Marcos Massao
Palmeira, Ennio Marques
Vilar, Orencio Monje
Title in Portuguese
Novo equipamento para realização de ensaios confinados e acelerados de fluência em geossintéticos
Keywords in Portuguese
Confinamento
Fluência dos materiais
Geossintéticos
Temperatura
Abstract in Portuguese
A fluência dos geossintéticos encontra-se entre as propriedades mais relevantes no projeto de estruturas de solo reforçado com esses materiais. A caracterização desse fenômeno emprega ensaios normalizados e de baixa complexidade, que apresentam dois aspectos negativos principais: a duração e o fato de não considerarem o efeito da interação dos geossintéticos com o solo circundante. Ensaios conduzidos em temperatura elevada e em câmaras que simulam o confinamento do solo apresentam-se como alternativas para solucionar cada um desses empecilhos, mas apenas separadamente. Diante disso, esta pesquisa visou desenvolver um novo equipamento para realização de ensaios de fluência em geossintéticos que incorpora, simultaneamente, ambas as medidas utilizadas para mitigar esses dois aspectos. Cinco tipos de geossintéticos (duas geogrelhas, dois geotêxteis não tecidos e um geotêxtil tecido) foram submetidos a ensaios de fluência em diferentes condições de confinamento e temperatura, de maneira combinada ou não. Ensaios de ruptura por fluência em condição confinada e a determinação da resistência à tração residual de corpos de prova submetidos à diferentes períodos de fluência também foram incluídos no programa experimental. O novo equipamento mostrou-se bastante versátil, permitindo a realização de quatro tipos de ensaios: convencionais, confinados, acelerados e confinado-acelerados. As deformações por fluência mostraram-se dependentes do confinamento nas geogrelhas e nos geotêxteis não tecidos e independentes no geotêxtil tecido. Assim, destaca-se que as geogrelhas tiveram um comportamento em fluência diferente daquele previsto na literatura técnica, uma vez que as deformações por fluência desses materiais são comumente referidas como independentes do confinamento. A elevação da temperatura de ensaio mostrou-se eficaz para a aceleração das deformações por fluência em todos os geossintéticos testados. Adicionalmente, verificou-se que a resistência residual dos geossintéticos é pouco afetada pela ocorrência de deformação por fluência. O novo equipamento para realização de ensaios de fluência em geossintéticos permite considerar um dos aspectos mais controversos no projeto de estruturas de reforço de solo com geossintéticos sob uma nova perspectiva.
Title in English
New equipment to conduct confined-accelerated creep tests on geosynthetics
Keywords in English
Confinement
Creep
Geosynthetics
Temperature
Abstract in English
Creep behavior plays an important role in geosynthetics reinforced soil structures. Its characterization is commonly performed by means of standard tests in which in-isolation specimens are subjected to a constant load while their elongation is measured over time. Despite their widespread use, standard creep tests present two main negative aspects. Firstly, they may last up to 10.000 hours. In addition, they do not consider the possibly significant effect of soil-geosynthetic interaction. Therefore, tests conducted under standard procedures may increase the costs of full creep behavior characterization and result in conservative parameters. Tests conducted at elevated temperature and with special chambers in which the specimens are subjected to confining stresses may be used provide an insight on the soil-geosynthetic interaction in accelerated tests. Both measures have been broadly published in the technical literature, but only independently. In this regard, this dissertation presents a new piece of equipment developed to conduct confined-accelerated creep tests on geosynthetics. Five different geosynthetics were subjected to creep tests with the new equipment (two geogrids, two nonwoven geotextiles and one woven geotextile). In addition, creep rupture tests were performed with both geogrids and the residual tensile strength of specimens were determined by tensile tests performed after creep tests in different conditions. The new creep test equipment was found to be able to performed four different types of test: conventional, confined, accelerated and confined-accelerated ones. The creep behavior of the geogrids was found to be confinement-dependent. This is not mentioned in technical literature. On the other hand, both types geotextiles behaved as expected regarding their confined creep behavior. The woven geotextile creep behavior was independent of confining stresses in sand whereas the nonwoven geotextile creep deformations were strongly reduced by confinement in sand. In addition, the creep deformations of every tested geosynthetic increased with temperature. The tensile tests performed after creep tests showed that the residual strength of the geosynthetics was approximately equal to the values found with virgin specimens. The new creep testing equipment performance was adequate, since it was able to simultaneously address both main concerns of standardized creep tests on geosynthetics.
 
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This document is only for private use for research and teaching activities. Reproduction for commercial use is forbidden. This rights cover the whole data about this document as well as its contents. Any uses or copies of this document in whole or in part must include the author's name.
Publishing Date
2012-06-26
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • FRANCA, F.A.N., and BUENO, B.S.. Creep behavior of geosynthetics using confined-accelerated tests. Geosynthetics International, 2011, vol. 18, n. 5, p. 242-254.
  • FRANCA, F.A.N., BUENO, B.S., e ZORNBERG, J.G.. Ensaios confinados e acelerados de fluência em geossintéticos. Revista Fundações e Obras Geotécnicas, 2011, p. 56-63.
  • FRANCA, F.A.N, BUENO, B.S., e ZORNBERG, J.G.. Soil confinement and temperature effects on geosynthetics creep behavior. In 2nd Pan American Geosynthetics Conference & Exhibition (GeoAmericas), 2, Lima, 2012.
  • FRANCA, F.A.N., BUENO, B.S., e ZORNBERG, J.G.. New equipment to conduct confined-accelerated creep tests on geosynthetics. In Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 14, Toronto, 2011.
  • FRANCA, F.A.N., BUENO, B.S., e ZORNBERG, J.G.. Novo equipamento para realização de ensaios de fluência simultaneamente confinados e acelerados. In Simpósio Brasileiro de Geossintéticos (GEOSSINTÉTICOS), 6, Belo Horizonte, 2011.
  • FRANCA, F.A.N., BUENO, B.S., e ZORNBERG, J.G.. Residual tensile strength of geosynthetics submitted to confined-accelerated creep tests. In European Geosynthetics Congress (EUROGEO), 5, Valencia, 2012.
  • FRANCA, F.A.N., e BUENO, B.S.. Creep behavior of geosynthetics using confined-accelerated tests. In International Conference on Geosynthetics (ICG), 9, Guarujá, 2010.
All rights of the thesis/dissertation are from the authors
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