Avaliação da resistência de interface entre geomembranas e diferentes geossintéticos

Abstract

As geomembranas têm sido largamente utilizadas em aterros sanitários por impedirem o transporte dos lixiviados para o interior do solo, evitando assim a contaminação do solo e/ou dos corpos hídricos. É comum o emprego conjunto das geomembranas com outros geossintéticos, como geotêxtil, geocomposto bentonítico e geocomposto drenante. Conhecer os parâmetros de resistência ao atrito de interface entre esses materiais é importante para evitar a ruptura do sistema. Assim, o objetivo principal desta pesquisa é verificar a resistência ao atrito de interface entre geomembrana e outros geossintéticos nas condições seca e inundada e, assim, concentrar em um único trabalho os valores de adesão e ângulo de atrito entre diversos materiais. Para isso, três tipos diferentes de geomembrana de polietileno de alta densidade de 2,00mm foram utilizadas: uma geomembrana lisa e duas geomembranas texturizadas com texturas diferentes. Em contato com as geomembranas, foram utilizados diferentes tipos de geotêxteis, geocomposto, geonet e GCL. Verificou-se que a resistência ao atrito de interface é influenciada diretamente pela presença da textura, pelo tipo de textura e pela presença de líquidos. Nos casos do GCL, além desses fatores, a possibilidade de cisalhamento interno do material e da extrusão da bentonita são elementos importantes a serem considerados nos projetos. A partir dos parâmetros de resistência, foram calculados os fatores de segurança (FS) de resistência ao cisalhamento da interface de um aterro sanitário hipotético. Em relação ao FS, verificou-se que as geomembranas que apresentaram maiores valores de ângulo de atrito de interface apresentaram maiores valores de FS e que a combinação dos parâmetros de pico com residual pode ser uma alternativa segura aos valores encontrados com os parâmetros de pico.

Geomembranes have been widely used in waste landfills because they prevent the transport of contaminated products into the soil, consequently avoiding the contamination of the soil and of water bodies. The use of geomembrane in combination with others geosynthetics, like geotextile, geosynthetic clay liner (GCL) and drainage geocomposite is a common practice. Knowing the interface shear strength parameters is important to avoid the failure of the system. Thus, the objective of this research is to evaluate the interface shear strength between geomembrane and different geosynthetics in the dry and saturated conditions and concentrate the values of adhesion and friction angle between different materials in a single work. To do so, three different types of high-density polyethylene geomembrane of 2.00mm were used: a smooth geomembrane and two textured geomembranes, but with different roughness. Different types of geotextiles, geocomposite, geonet and GCL were used in contact with the geomembranes. It was found that the interface shear strength is directly influenced by the presence of texture, by the texture type, and the presence of liquids. In cases of GCL, in addition to those factors, the possibility of internal shear and the extrusion of bentonite are important elements to be considered in the designs. The interface shear strength safety factors of a hypothetical landfill were evaluated based on the strength parameters. Regarding safety factors, it was found that the geomembranes with highest interface friction angle values showed higher safety factors, and that the combination of peak and residual parameters could be a safe alternative to the conservative values found with the peak parameters.