ESTIMATIVA DE RECALQUES. REVISÃO DE LITERATURA Os recalques em aterros sanitários variam de 25% a...

ESTIMATIVA DE RECALQUES

REVISÃO DE LITERATURA

Os recalques em aterros sanitários variam de 25% a 50%,

dependendo da altura inicial dos resíduos, provocando uma

contínua movimentação do aterro sanitário (WALL e ZEISS,

1996).

A avaliação de recalques em aterros sanitários permite:

a determinação da vida útil dos aterros;

a avaliação da integridade dos sistemas de revestimento,

de cobertura e dos dispositivos de coleta de líquidos

percolados e gases; e,

o desenvolvimento de estudos para o reaproveitamento

das áreas ocupadas após o fechamento dos aterros.


Uso de Simulações em Aterros Sanitários

Através de ensaios de laboratório, obtêm-se dados para

se fazer uma previsão de recalque.

Chen e Chou (1998) Taiwan

Abreu (2000) São Paulo

Simões (2000) Rio de Janeiro


Mecanismos de Recalque

Os recalques podem ocorrer em três etapas:

Deformação não drenada Recalque Inicial

Consolidação ou Adensamento Recalque Primário

Decomposição da Matéria Orgânica Recalque

Secundário


Fases do Desenvolvimento do Recalque

Tempo

Recalque

Imediato

Primário

Secundário

Grissolia & Napoleoni, 1998

REVISÃO DE LITERATURAModelos de Previsão de Recalques

M o d e l o s E q u a ç õ e s P a r â m e t r o s

S o w e r s ( 1 9 7 3 )

s I = H . C R . l o g ’ 0 + ’

0

s I I = H . C . l o g t t 0 i

0 . 1 5 < C R < 0 . 3 0 C = 0 . 0 5 2 0 . 0 0 4 t ( j o u r s )

G i b s o n e t a l ;

E d i l e t a l ( 1 9 9 0 )

s = H . ( C I + C I I . ( e x p ( - t / C I I ) )

C I = 9 . 3 1 0 - 5 k P a - 1 C I I = 1 . 3 1 0 - 3 k P a - 1 / C I I = 1 . 7 1 0 - 3 j o u r s - 1

A D E M E / S I M E C S O L

( 1 9 9 6 )

s I = H . C R . l o g ’ 0 + ’

0

tt

t

II dttbas

)log.(

C R = 0 . 2 2 a = 0 . 0 0 0 9 5 H + 0 . 0 0 9 8 5 b = 0 . 0 0 0 3 5 H + 0 . 0 0 5 0 9 t ( m o i s )

Y e n e t S c a n l o n

( 1 9 7 5 )

tt

t

II dttbas

)log.(

a = 0 . 0 0 0 9 5 H + 0 . 0 0 9 8 5 b = 0 . 0 0 0 3 5 H + 0 . 0 0 5 0 9 t ( m o i s )

J a m b u e t . a l .

( 1 9 8 9 )

s = H . l n t r s t 0

1 0 < r s < 1 0 0 t ( m o i s )

G a n d o l l a ( 1 9 9 2 )

s = A . H ( e - k t – 1 )

A = 4 4 . 1 6 1 K = 0 . 0 0 7 7 t ( m o i s )

E d i l e t . a l . ( 1 9 9 0 )

s = H . . t n q

2 . 1 0 5 < q < 3 . 4 1 0 5 k P a 0 . 3 7 < n < 1 . 5 t ( j o u r s )

E d g e r s ( 1 9 9 2 ) s b i o = H . B . ( e . ( t - t k ) - 1 ) 0 . 1 2 2 3 < < 1 . 2 6 7 / a n o s


Modelo Sowers (1973)

Sc = ∆Q . Ho

E

∆H1 = Ho x C’c x log (∆ + o) / o

∆H2 = Ho x C’ x log (t / to)

Recalque Inicial

Recalque Primário

Recalque Secundário

∆Ht = Sc + ∆H1 + ∆H2 Recalque Total


Modelo Gandolla (1992)

Ht = H . a . (e-kto - e-kt ) Recalque Total

Linearização Gandola

1

10

100

0 50 100 150 200

tempo(min)

log

(rf

- r

t)

Sendo que os parâmetros k e a são obtidos através dos métodos

dos mínimos quadrados (linearização)

MATERIAIS E MÉTODOS

O Aterro Sanitário de Viçosa/MG.

O Município de Viçosa, com uma população atual de

78.000 habitantes, está localizado no sudeste brasileiro na

região habitualmente conhecida como Zona da Mata do

estado de Minas Gerais . O município é montanhoso e tem

uma altitude média de 650m. A cidade de Viçosa, sede do

Município, situa-se na latitude 20o 45’sul e longitude 42o

51’oeste.


670

714 900 715

Porto Firme

000 715 100

6

5

3

4

2

1

Viçosa

650

660

714 000 100714 714 200 500300714 714 400 714 700714 600 714 714 800

1007706

7706200

7706300

7706400

7706500

7706600

SumidouroFossa Séptica e

E BALANÇAPOSTO DE CONTROLE

Fossa Séptica eSumidouro

E GALPÃO

ADMINISTRAÇÃO

(Poço de Abastecimento

de Água )P1

(Poço de Monitoramentoa Montante )

Para Córrego Sem Nome

CERCA

ESCADA HIDRÁULICA

a Jusante )

P2(Poço de Monitoramento

GABIÃO TIPO COLCHÃO-DRENO

P3(Poço de Monitoramento

a Jusante )

Para Córrego Sem Nome

BUEIRO

CONJUNTO DE LAGOAS 01

LAGOA ANAERÓBIA

PRÉ-TRATAMENTO

LAGOA FACULTATIVA

CONJUNTO DE LAGOAS 02

PRÉ-TRATAMENTO

LAGOA ANAERÓBIA

LAGOA FACULTATIVA

CERCA

CINTURÃO VERDE

CINTURÃO VERDE

CINTURÃO VERDE

PLATAFORMAS

DRENOS DE GÁS

6

5

4

2

31VALAS PARA RESÍDUOS DE

SAÚDE E ANIMAIS

Planta da Concepção do Projeto


Planta Seção 4- 4 Transversal

720

710

700

690

670

680

708.75

703.75

698.75

693.75

688.75

683.75

713.75

CORTE

TERRENONATURAL

ATERROCOMPACTADO

11

11

11

2

2

2

1

2

3

4

5

65

5

5

5

12.5

12.5

12.5

12.5

2.51

12.5

12.5


Equipamento Utilizado

Descrição do Ensaio de Compressão Confinada

15 cm

175 cm

10 cm

100cm

RSU

Sistema de aplicação de carga

Camada de drenagem

Camada de cobertura Peso

Manilhas


Vista geral do Equipamento para realização dos ensaios


Vista do sistema de ligação da caixa d’água com a viga metálica


Metodologia usada nos Ensaios

Coleta dos Resíduos (secção 4 – 4)

Composição Gravimétrica dos RSU

Quarteamento Análise Gravimétrica


Compactação das Amostras

Disposição do RSU em camadas Compactação RSU na célula


Carregamento em Etapas

Litros de Água (l) (Caixa D’Água)

Tensão (kPa)

0 10,51

100 21,02

200 31,53

300 42,04

400 52,55

500 63,06


Medição Deslocamentos

Nível de Placas Plano Paralelas

Descarregamento

Encerramento


“GANDOLLA”

“SOWERS”

Métodos Utilizado no Cálculo da Previsão dos Recalques

RESULTADOS

- Os gráficos a seguir (recalque x tempo), mostram as 6

etapas de carregamento e posteriormente todas juntas.

Recalque X tempo (424,78)

0

2

4

6

8

10

0 50 100 150 200 250 300 350 400

tempo (min)

Reca

lque

(mm

)

Recalque x Tempo (877,28)

0

5

10

15

0 50 100 150 200

tempo (min.)

recalq

ue (m

m)

RESULTADOS

Recalque X tempo (1.329,78)

0

24

68

1012

14

0 50 100 150 200

tempo (min)

Rec

alq

ue

(mm

)


0

10

20

30

40

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

tempo (min)

Reca

lque

(mm

)


0

5

10

15

20

0 500 1000 1500 2000 2500

tempo (min)

Rec

alqu

e (m

m)


0

10

20

30

40

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

tempo (min)

Rec

alq

ue

(mm

)

RESULTADOS

Recalque x Tempo (1º Ensaio)

0

50

100

150

200

250

300

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000

tempo (min.)

reca

lqu

e (m

m)

I Carregamento II Carregamento III Carregamento IV Carregamento V Carregamento VI carregamento

RESULTADOS

- Dados da Curva de Compressibilidade

Carga (Kgf) Recalque (mm)

0 0

424,78 42,8

877,28 77,5

1329,78 98,5

1782,28 164

2236,78 186,3

2675,28 225,2

RESULTADOS

- Os gráficos a seguir apresentam as curvas carga x

recalque e tensão x deformação.

Carga x Recalque (1º Ensaio)

0

50

100

150

200

250

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

carga (kgf)

reca

lque

(mm

)

Tensão x Deformação (1º Ensaio)

0

5

10

15

20

1,0 10,0 100,0

tensão (kPa)

defor

maçã

o (%)

RESULTADOS

- Os gráficos a seguir (recalque x tempo), mostram as 6

etapas de carregamento e posteriormente todas juntas.


0

2

4

6

8

10

0 100 200 300 400 500

tempo (min)

reca

lque

(mm

)


0

5

10

15

20

25

30

0 100 200 300 400 500

tempo (min)

reca

lque

(mm

)

RESULTADOSRecalque X tempo (1.329,78)

0

5

10

15

20

25

30

0 100 200 300 400 500

tempo (min)

reca

lque

(mm

)


0

5

10

15

0 100 200 300 400 500

tempo (min)

reca

lque

(mm

)


05

10152025

0 100 200 300 400 500

tempo (min)

reca

lque

(mm

)


0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 100 200 300

tempo (min)

Rec

alq

ue

(mm

)

RESULTADOS

Recalque X Tempo (2º ensaio)

0

50

100

150

200

250

300

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000

tempo (minutos)

reca

lqu

e (m

m)

I carregamento II Carregamento III Carregamento IV Carregamento

IV Carregamento V Carregamento VI carregamento

RESULTADOS

- Dados da Curva de Compressibilidade

Carga (Kgf) Recalque (mm)

0 0

424,78 44,2

877,28 92,0

1329,78 142,5

1782,28 187,0

2236,78 213,7

2675,28 256,0

RESULTADOS

- Os gráficos a seguir apresentam as curvas carga x

recalque e tensão x deformação.

Carga x Recalque (2º Ensaio)

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

carga (kgf)

reca

lque

(mm

)

Tensão x Deformação (2º Ensaio)

0

5

10

15

20

1,0 10,0 100,0

tensão (kPa)

defor

maçã

o (%)

RESULTADOS

Determinação dos Parâmetros de Compressibilidade

- Índices de Compressibilidade (achamos = Cc = 0,16)

0

5

10

15

20

1.0 10.0 100.0

Tensão Vertical (kPa)

De

form

aç

ão

Ve

rtic

al

(%)

Ensaio2 Ensaio1 Seqüência3

RESULTADOS

- Módulo de Elasticidade (E)

Utilizando valores do quadro a seguir como o de sobrecarga () para cada etapa de carregamento dos ensaios, de recalque imediato (Hi) e de altura inicial de RSU de cada etapa, encontra-se, através da equação abaixo, o valor do módulo de elasticidade médio igual a:

E = (Ho * ) / Hi (equação)

E = 1732 kPa

RESULTADOS- Módulo de Elasticidade (E)Ensaio Sobrecarga

(kPa)

Ho

(mm)

Hi

(mm)

E

(kPa)

10,51 1600,0 34,55 487,0

10,51 1557,2 12,20 1341,0

10,51 1522,5 7,00 2286,0

10,51 1501,5 7,00 2254,0

10,51 1423,5 9,00 1662,0

I

10,51 1389,0 4,00 3650,0

10,51 1600,0 32,00 526,0

10,51 1555,8 10,80 1514,0

10,51 1508,0 9,50 1668,0

10,51 1457,5 8,00 1915,0

10,51 1413,0 7,00 2122,0

II

10,51 1386,3 5,50 2649,0

RESULTADOS

Os gráficos a seguir mostram a linearização de Gandolla

para achar o parâmetro a e k.

Linearização Gandola (424,78)

0,1

1

10

0 100 200 300 400

tempo(min)

log

(rf -

rt)


0,1

1

10

0 20 40 60 80 100 120

tempo (min)

log

(rf -

rt)

- Parâmetros k, a do Método de Previsão de Recalque do

Gandolla et. al. (1992)Primeiro

Ensaio

RESULTADOSLinearização Gandola(1329,78)

0,1

1

10

100

0 50 100 150

tempo(min)

log

(rf

- r

t)


0,1

1

10

100

0 500 1000 1500

tempo(min)

log

(rf -

rt)


0,1

1

10

100

0 200 400 600 800 1000

tempo(min)

log

(rf -

rt)


1

10

100

0 500 1000 1500 2000 2500

tempo(min)lo

g (r

f - r

t)

RESULTADOS

Os gráficos a seguir mostram a aproximação de Gandolla

para os recalques medidos no 1º ensaio.

Recalque X tempo (Gandola)

0

2

4

6

8

10

0 50 100 150 200 250 300 350 400

tempo (min)

Reca

lque

(mm

)

Recalque x Tempo (877,28)

0

5

10

15

0 50 100 150 200

tempo (min.)

reca

lque

(mm

)

RESULTADOS


0

24

68

1012

14

0 50 100 150 200

tempo (min)

Rec

alqu

e (m

m)


0

10

20

30

40

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

tempo (min)

reca

lque

(mm

)


0

5

10

15

20

0 500 1000 1500 2000 2500

tempo (min)

Reca

lque

(mm

)


0

10

20

30

40

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

tempo (min)re

calq

ue (m

m)

RESULTADOS

Valores Médios dos Parâmetros k e a dos dois Ensaios

PARAMÊTROS ENSAIO GANDOLA ( 1º Ensaio)

PARAMÊTROS ENSAIO GANDOLA ( 2º Ensaio)

CARGA (kg)

K (min-1)

a CARGA (kg)

K (min-1)

a

424,78 0,0112 0,02734 424,78 0,01705 0,0255

877,28 0,06266 0,05016 877,28 0,00862 0,0523

1329,78 0,04163 0,0635 1329,78 0,0077 0,0851

1782,28 0,00764 0,0721 1782,28 0,00766 0,11762

2236,78 0,00625 0,1435 2236,78 0,00695 0,1451

2675,11 0,000966 0,1812 2675,11 0,017 0,1685

RESULTADOS

Previsão dos Recalques no Aterro Sanitário de

Viçosa/MGNo quadro abaixo estão descritos a previsão de recalques

para o término da vida útil (15 anos) do Aterro Sanitário de

Viçosa/MG.local

Ho (m)

v(Média) (kPa)

Carga (Kg)

K (min-1)

a H i (m)

H Gand. (m)

Hf Gand (m)

1 7,750 27,125 1189,0 0,030 0,063 0,11 0,49 7,15

2 13,125 45,940 2013,7 0,007 0,120 0,31 1,57 11,25

3 18,125 63,430 2780,3 0,009 0,175 0,59 3,17 14,37

4 13,750 48,120 2109,2 0,007 0,144 0,34 1,98 11,43

RESULTADOS

Na gráfico ilustrativo abaixo estão descritos a previsão de

recalques (Gandolla) para o término da vida útil (15 anos) do

Aterro Sanitário de Viçosa/MG.

Previsão de Recalques em Corte

0

5

10

15

20

25

30

0 16,25 66,25 107,75 140,88 185,88

Distância Horizontal (m)

Alt

ura

(m

)

Aterro inicial

Aterro recalcado

Solo

RSU

Solo Residual

Distância (m)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

Altu

ra (m

)

80

90

100

110

120

130

140

RSU

Solo Residual

Distância (m)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

Altu

ra (m

)

80

90

100

110

120

130

140

RSU

Solo Residual

Distância (m)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

Altu

ra (m

)

80

90

100

110

120

130

140

RSU

Solo Residual

-4 .5 -3 -2

-1

Distância (m)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

Altu

ra (m

)

80

90

100

110

120

130

140

RSU

Solo Residual

0 .2

0 .4

0 .6

0 .8

Distância (m)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

Altu

ra (m

)

80

90

100

110

120

130

140

RSU

Solo Residual

20 60 80

100

Distância (m)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

Altu

ra (m

)

80

90

100

110

120

130

140

ESTIMATIVA DE RECALQUES. REVISÃO DE LITERATURA Os recalques em aterros sanitários variam de 25% a...

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