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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2011.tde-19112012-113651
Documento
Autor
Nome completo
Valéria Soares
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2011
Orientador
Banca examinadora
Boscov, Maria Eugênia Gimenez (Presidente)
Azevedo, Izabel Christina D'Almeida Duarte de
Esquivel, Edmundo Rogério
Título em português
Utilização de mistura de solo saprolítico com bentonita na construção de revestimento de fundo de aterros sanitários.
Palavras-chave em português
Aterro sanitário
Bentonita
Chorume
Impermeabilização
Solo tropical
Resumo em português
No Estado de São Paulo, a CETESB (1993), a exemplo da maioria das legislações e regulamentações ambientais em todo o mundo, recomenda que o coeficiente de permeabilidade da camada de impermeabilização de fundo de solo compactado (CCL ou compacted clay liner) em aterros sanitários seja menor ou igual a 10'POT.-9' m/s. O material mais utilizado para este fim é a argila; porém, esse material já está escasso na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), na qual são abundantes solos saprolíticos derivados de rochas ácidas. Estudos anteriores mostraram que a permeabilidade de um solo saprolítico siltoso de filito da RMSP, da ordem de 5x10'POT.-8' m/s no ponto ótimo de compactação na energia normal, diminui para 6x10'POT.-10' m/s com adição de 5% de bentonita em peso seco e compactação na energia modificada. Este estudo visou a conhecer os efeitos da adição da bentonita no comportamento à resistência e compressibilidade desse material na presença de água e na presença de lixiviado, pois mudanças das propriedades mecânicas e hidráulicas do solo de revestimento podem comprometer sua integridade, levando à contaminação do solo e da água subterrânea. Foram realizados ensaios de cisalhamento direto, adensamento edométrico e expansão com o solo natural e com uma mistura de solo com 5% de bentonita, compactados na energia modificada. A adição de 5% de bentonita ao solo saprolítico de filito causou pequena alteração na resistência (aumento da coesão e redução do ângulo de atrito, mas gerando envoltórias de resistência praticamente coincidentes na faixa de tensões estudadas) e ligeiro aumento da compressibilidade e da expansão. Portanto, o material torna-se adequado em termos de permeabilidade sem que sejam alteradas significativamente suas demais propriedades geotécnicas. A percolação de lixiviado pelo solo natural e pela mistura do solo com 5% de bentonita causou uma redução do coeficiente de permeabilidade para 3x10'POT.-10' m/s, um aumento pouco significativo na compressibilidade, uma redução na expansão e uma pequena alteração nos parâmetros de resistência, a qual praticamente não modifica as envoltórias de resistência na faixa de tensões estudadas. Pode-se concluir que os dois materiais são compatíveis com o lixiviado. Tendo em vista os resultados obtidos, a mistura de solo saprolítico de filito com 5% de bentonita compactada na energia modificada é um material adequado para a construção de revestimentos de fundo de aterros sanitários.
Título em inglês
Use of saprolite soil mixture with bentonite in the construction of landfill liner.
Palavras-chave em inglês
Bentonite
Leachate
Sanitary landfill
Tropical soils
Waterproofing
Resumo em inglês
The Environmental Protection Agency from São Paulo State (Brazil), as most environmental regulations in the world, recommends a permeability coefficient equal or lower than 10'POT.-9' m/s for the bottom mineral liner in sanitary landfills. Clays are nowadays scarce in the Metropolitan Region of São Paulo (MRSP), whereas saprolitic sandy silts derived from acidic rocks are abundant in the area. Previous studies showed that the permeability of a saprolitic silt derived from phyllite from MRSP, which is 5x10'POT.-8' m/s at the optimum water content under normal Proctor effort, decreases to 6x10'POT.-10' m/s with the addition of 5% bentonite (dry weight) and compaction under modified Proctor effort. This research aimed at verifying the effects of bentonite addition on the shear strength and compressibility of this material in the presence of water and leachate, since alterations in the mechanical an hydraulic properties may damage the bottom liner and cause the pollution of the subsoil and subterranean waters. Direct shear, edometric compression and expansion tests were carried out with the natural soil and a mixture of soil and 5% bentonite, compacted under modified Proctor effort. The addition of 5% bentonite to the soil caused a slight alteration in the shear strength (increase of cohesion and decrease of friction angle, however resulting in practically coincident strength envelopes for the range of applied stresses), and slight increase of compressibility and expansion. Therefore, the material is adequate in terms of permeability without significant alteration of other geo-mechanical properties. Leachate seepage through the natural soil and through the mixture resulted in a reduction of permeability to 3x10'POT.-10' m/s, and a slight increase of compressibility, a reduction of expansion and a slight alteration in shear strength parameters, which however practically did not modify the strength envelopes for the range of applied stresses. It can be concluded the both materials are compatible to the leachate. Based on the results of this research, a mixture of the saprolitic soil of phyllite with 5% bentonite compacted under modified Proctor energy is an adequate material for the construction of bottom liners in sanitary landfills.
 
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Data de Publicação
2012-11-28
 
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