ESSAI N°11 : FLEXURAL RESPONSE OF REINFORCED CONCRETE MEMBERS STRENGTHENED WITH NEAR-SURFACE-MOUNTED CFRP

Nos parágrafos seguintes descrevem-se, de forma resumida, as técnicas dos ensaios não destrutivos para a caraterização sedimentar e geotécnica das amostras verticais colhidas na zona de estudo.

a) Radiografias

As radiografias de cores permitem observar e descrever a estrutura interna dos solos marinhos e, consequentemente, aferir sobre a qualidade das amostras recolhidas, isto é, o eventual grau de perturbação causado pelas técnicas de amostragem, acondicionamento e transporte. A identificação da estrutura interna baseia-se na observação expedita da variação granulométrica e da densidade dos solos marinhos, ao longo da amostra vertical, e identificação de eventuais inclusões, fragmentos de conchas ou outros pormenores que não são visíveis por mais nenhuma outra técnica. Neste sentido foram realizadas radiografias às amostras verticais (Figura 4.12) no Instituto de Soldadura e qualidade (ISQ).

As radiografias foram executadas, com os tubos de amostragem fechados, através de um sistema de radiografia industrial COMET MXR-160/0.4-1.5, configurado para uma voltagem 120 Kv e 4mA e com 30 s de tempo de exposição.

a) pormenor do equipamento de radiografias COMET; b) preparação de um testemunho para radiografar; c) scanner HD e processo de digitalização das radiografias; d) películas de elevada definição utilizadas

Figura 4.12 – Execução das radiografias das amostras verticais no ISQ

O procedimento de operação consistiu na obtenção de várias radiografias, com cerca de 30 cm, a cada um dos testemunhos até perfazer o seu comprimento total (Figura 4.12 b e c). As radiografias foram gravadas em peliculas HD-IPPLUS x48 e posteriormente digitalizadas através de um scanner cilíndrico, HD-CR 35 NDTP, e gravadas em formato TIFF (Figura 4.12 d). A realização de radiografias às amostras verticais de solos marinhos (E06VC, E07VC, E08VC e E12VC) permite, juntamente com os outros ensaios não destrutivos e, tendo em conta o sistema de fixação, selecionar os provetes mais adequados para os ensaios triaxiais, ou seja, os trechos das amostras verticais de solos não perturbados que melhor representam as condições in situ, e que não se encontram perturbadas.

a)

c)

b)

b) Suscetibilidade magnética

Nenhuma técnica não destrutiva usada isoladamente pode fornecer evidências inequívocas sobre as caraterísticas dos sedimentos. Algumas respondem à litologia, à densidade, outras à porosidade ou fluido encontrado nos poros (Ayres Neto, 1998).

A suscetibilidade magnética permite medir o grau de magnetização dos materiais e, assim, fornecer informações muito importantes no reconhecimento de diferentes fácies sedimentares, bem como, na dedução de processos de dinâmica sedimentar que caraterizam os ambientes de deposição dos solos marinhos.

Como a suscetibilidade magnética varia em função do tipo, tamanho e concentração das partículas, tem-se revelado um proxy muito importante para a caraterização paleoambiental dos sedimentos marinhos. De acordo com Schon (1996), se a suscetibilidade magnética for positiva, o material pode ser paramagnético (magnetização no mesmo sentido/direção do campo magnético aplicado), ferromagnético ou ferrimagnético (materiais com magnetização espontânea e, quando sob influência de um campo magnético, a sua suscetibilidade é bastante mais forte que nos minerais paramagnéticos).

Por outro lado, se a suscetibilidade for negativa, o material pode ser diamagnético (magnetização no sentido/direção contrário ao do campo magnético aplicado, sendo este enfraquecido pela sua presença) ou antiferrimagnético (materiais com magnetização espontânea e, quando sobre influência de um campo magnético, a sua suscetibilidade é bastante mais forte que a dos minerais diamagnéticos).

Para medição da suscetibilidade magnética das amostras verticais de solos marinhos foi utilizado o equipamento Bartington MS2 ligado a um sensor de anel com 100 mm de diâmetro (Figura 4.13). A utilização deste sensor permitiu executar as medições nos testemunhos verticais sem a necessidade de os abrir.

Figura 4.13 – Sistema para avaliação da suscetibilidade magnética

A medição da suscetibilidade magnética foi realizada de acordo com a nota técnica n.º 26 do Ocean Drill Project (Blum 1997) e Dearing (1999). De forma resumida, este procedimento de

ensaio é iniciado, em primeiro lugar, pela aclimatação do equipamento às condições ambientais da sala laboratorial, pela medição da variação do drift e, posteriormente, pela calibração do equipamento com uma amostra padrão de referência.

Após a calibração do sensor, a técnica de medição consiste na passagem da amostra vertical através do anel, sendo as leituras da suscetibilidade magnética realizadas com um intervalo definido consoante o estudo que se esteja a fazer e que, nesta investigação, foi inicialmente de 10 cm em quatro amostras e, posteriormente, adotado um espaçamento inferior, de 5 cm para as outras quatro amostras.

c) Ondas sísmicas de compressão (ondas P)

A utilização de transdutores piezoelétricos para medição da velocidade das ondas sísmicas de compressão (onda P) ao longo das amostras verticais permite avaliar a variação das suas caraterísticas dinâmicas (módulo de rigidez e de compressão) e inferir sobre o grau de saturação dos solos antes da abertura dos testemunhos.

De uma forma geral, a velocidade de propagação das ondas P nos solos marinhos é condicionada pela densidade, porosidade, grau de saturação, composição textural, ocorrência e/ou abundância de gás e, também, pela velocidade de propagação destas ondas em água salgada, que ronda 1500 m/s. Cada um destes fatores interfere individualmente nas propriedades elásticas do material pelo que, quando se procede à medição da velocidade de propagação em solos marinhos, o valor de propagação obtido reflete a influência dos diversos fatores listados. Por outro lado, a velocidade de propagação das ondas P e a densidade dos solos podem ser usadas para determinar a impedância acústica, ou seja, construir um perfil sísmico sintético do local onde foi colhida a amostra de solos marinhos e, desta forma, determinar os refletores (interfaces entre diferentes solos marinho) que podem, por sua vez, ser comparados com os refletores dos perfis sísmicos obtidos pelos sistemas geofísicos (boomer e SBP).

A medição em laboratório da velocidade de propagação das ondas P foi realizada de acordo com a nota técnica n.º 26 do Ocean Drill Project (Blum 1997), tendo-se utilizado o equipamento Pundit Lab da Proceq, com transdutores de aço inox de 50 kHz (Figura 4.14).

De forma resumida, o procedimento é iniciado pela calibração dos transdutores através de uma amostra padrão. Após a calibração do equipamento iniciam-se os ensaios de medição, posicionando os transdutores, um de cada lado da amostra (Figura 4.14 a), fazendo com que a onda emitida por um dos transdutores seja rececionada pelo outro, que se encontra no diâmetro oposto da amostra.

Os pontos de ensaio deverão encontrar-se espaçados em intervalos de 2 cm, 5 cm ou mais, consoante o tipo de estudo que se esteja a realizar e, por cada ponto, devem-se efetuar três leituras distintas, sendo o valor final a média delas.

a) pormenor da colocação dos trandutores; b) dados obtidos durante uma medição

Figura 4.14 – Aspetos da realização dos ensaios para medição da propagação da velocidade das ondas P nas amostras verticais colhidas

Durante a realização dos ensaios triaxiais foram também medidas as ondas sísmicas (P e S), com transdutores piezoelétricos, transmitidas ao longo dos provetes (Figura 4.15). Estes dados servem para avaliar os parâmetros elásticos dinâmicos dos solos marinhos ensaiados e foram obtidos através do procedimento seguido no laboratório de geotecnia da FEUP (2003).

a) equipamento utilizado na medição da velocidade de propagação das ondas sísmicas; b)aspetos da preparação de um provete com aplicação de instrumentação interna para medição das ondas sísmicas e da deformação local Figura 4.15 – Aspetos do equipamento utilizado para medição da velocidade de propagação das ondas sísmicas em provetes dos ensaios triaxiais

a) _b)