Finalizada a análise individual dos métodos de reconstituição de amostras, procede-se à comparação dos resultados obtidos no presente estudo para as três formas representativas de diferentes modos de deposição natural de areias. Nesta secção, pretende-se verificar se o método de deposição in situ influencia a compressibilidade da areia de Coimbra através dos resultados obtidos experimentalmente em laboratório.
O conjunto de amostras ensaiadas pela terceira sequência de carregamento é apresentado na Figura 5.12, onde é visível que todos os ensaios têm um comportamento muito semelhante e não apresentam um espectro de resposta muito díspar.
Com o objetivo de distinguir os diferentes métodos de preparação de amostras procedeu-se à examinação individual dos resultados em função das duas densidades relativas predefinidas, de forma a tornar mais percetível algumas diferenças.
Na Figura 5.13 são apresentados os ensaios de amostras soltas, PS40CD_7, SA40CD_1, SA40CD_3, CH40CD_1, e CH40CD_2, onde são evidentes algumas diferenças entre os métodos de preparação da amostra.
Figura 5.13 - Resposta da areia de Coimbra sob carregamento uniaxial até 7260,78kPa, de amostras soltas preparada pelas três técnicas de preparação de amostras.
Os ensaios SA40CD_1 e SA40CD_3 apresentados na Figura 5.13, têm uma trajetória menos inclinada que os restantes métodos de reconstituição de amostras, tendo um comportamento mais rígido e uma menor deformação.
Por sua vez, o ensaio PS40CD_7 tem um índice de vazios de 0,782 correspondente à densidade relativa de 41,5%, ligeiramente superior ao valor de 40,19% das restantes amostras. Este ensaio tem um declive superior às amostras reconstituídas por sedimentação em água, ou seja, o seu comportamento apresenta uma menor rigidez em relação a estas amostras.
Os resultados gráficos para a areia depositada pelo método gravitacional em meio seco e em água estão em conformidade com os fundamentos teóricos, em que a baixas tensões aplicadas a areia saturada tem um comportamento mais rígido que a areia seca (Ham et al., 2010; Wils et al., 2015).
Os ensaios CH40CD_1 e CH40CD_2 referentes ao procedimento por compactação húmida são os que apresentam maior inclinação da linha de compressão virgem até 920,84kPa, comparado com os restantes três ensaios. O método de compactação húmida apresenta uma estrutura menos estável que as amostras preparadas por sedimentação em água, uma vez que as amostras vibradas apresentam geralmente uma estrutura mais estável que as compactadas.
Seguidamente, na Figura 5.14 são apresentados os ensaios referentes aos três procedimentos que replicam a deposição natural da areia in situ num estado mais denso, PS70CD_3, SA70CD_1, SA70CD_2, CH70CD_1 CH70CD_2.
Figura 5.14 - Resposta da areia de Coimbra sob carregamento uniaxial até 7260,78kPa, de amostras densas preparada pelas três técnicas de preparação de amostras.
Na Figura 5.14, verifica-se que o método de sedimentação em água apresenta uma rigidez superior em função da tensão efetiva vertical aplicada, estando em conformidade com os resultados obtidos para a areia depositada pelo mesmo método num estado mais solto.
O ensaio PS70CD_3, contrariamente aos restantes, tem um índice de vazios inicial de 0,643, correspondente a uma densidade relativa de 74,40%. Embora este facto possa condicionar algumas ilações, já que a curva de compressão se encontra localizada numa zona mais inferior do gráfico, é visível que a amostra reconstituída por este método apresenta uma deformação superior em relação à linha de compressão virgem da amostra preparada pelo método de sedimentação em água, reforçando a influência da água durante o carregamento uniaxial da areia.
As amostras reconstituídas pelo método de compactação húmida apresentam uma dispersão entre os resultados determinados. O ensaio CH70CD_1 tem inicialmente um comportamento mais rígido que o ensaio CH70CD_2, sendo quase coincidente com o ensaio SA70CD_2 até 200kPa, só depois apresenta um declive mais acentuado e um menor índice de vazios atingido no último escalão de carregamento. Sendo estas amostras densas, a sua estrutura resultante de processos de preparação diferentes, pode ter influenciado a sua resposta quando carregada numa única direção. Por sua vez, o ensaio CH70CD_2 tem uma inclinação superior aos outros ensaios e um índice de vazios inferior a 7260,78kPa, como as amostras soltas reconstituídas pelo mesmo método.
Em seguida, na Tabela 5.6 são apresentados os intervalos de valores de todos os índices de compressibilidade determinados até 920,84kPa, e os índices de expansibilidade dos ensaios que atingiram tensões efetivas verticais de 7260,78kPa. Os intervalos apresentados são discriminados em função do método de preparação de amostras e da densidade relativa.
Tabela 5.6 - Intervalos dos índices de compressibilidade e expansibilidade para as três técnicas de preparação com dois estados diferentes.
XY XZ PS40CD 0,014 – 0,018 0,012 PS70CD 0,010 – 0,014 0,011 SA40CD 0,008 – 0,011 0,012 SA70CD 0,009 – 0,012 0,012 CH40CD 0,014 – 0,017 0,012 – 0,013 CH70CD 0,013 – 0,015 0,012
Na Tabela 5.6 verifica-se que o menor índice de compressibilidade é obtido para amostras preparadas pelo método de sedimentação em água, este tem o menor intervalo do índice de compressibilidade nas duas densidades relativas padrão. Este método apresenta uma maior compressibilidade para a areia densa, facto que pode ter origem em erros durante o procedimento de montagem e colocação da placa de carga nas amostras num estado solto. As amostras soltas preparadas pelos métodos de “pluviação” seca e compactação húmida apresentam um intervalo idêntico do índice de compressibilidade, respetivamente, 0,014 a 0,018 e de 0,014 a 0,017. Por sua vez, para amostras densas o método de compactação húmida apresenta um intervalo do índice de compressibilidade ligeiramente superior, entre 0,013 e 0,015, enquanto que o método de “pluviação” seca varia entre 0,010 e 0,014.
Relativamente ao índice de expansibilidade, com exceção dos ensaios de sedimentação em água que têm um valor igual para o estado solto e denso, os restantes métodos têm índices de expansibilidade superiores para as amostras com densidades relativas de 40%. Note-se, contudo, que as diferenças são pouco significativas, podendo-se concluir que o processo de deposição inicial da amostra não afeta o seu comportamento na fase de descarga, indicando que para grandes deformações se desenvolvem estruturas especiais e comuns que terminam no Estado Crítico de deformação (Verdugo e Ishihara, 1996).
Em suma, pode afirmar-se que os métodos de reconstituição de amostras de areia propostos nesta dissertação têm influência na compressibilidade da areia de Coimbra até uma tensão efetiva vertical de 920,84kPa. Os métodos de “pluviação” seca e compactação húmida têm amostras mais compressíveis quando comparados com a técnica de sedimentação em água, têm uma maior deformação em função da tensão aplicada. Porém, ambas são menos rígidas que as amostras preparadas por sedimentação em água, que são menos compressíveis até 920,84kPa e apresentam uma menor deformação. Estas diferenças resultam diretamente do processo de preparação, em que na sedimentação em água as amostras são vibradas até se atingir a densidade relativa que se pretende.