Modelação do comportamento evolutivo de margas compactadas considerando a presença dos fragmentos

Abstract

Alguns aterros da Autoestrada A10 foram construídos com margas compactadas, que consistem num conjunto de fragmentos cujas dimensões e arranjo dependem do processo de compactação. Porque as margas são materiais com comportamento evolutivo, os fragmentos de marga sofrem forte degradação física quando sujeitos às acções atmosféricas (essencialmente molhagem e secagem), de onde resultam assentamentos que poderão ter consequências no comportamento dos aterros. Foram efectuados ensaios edométricos de material compactado de modo a caracterizar o seu comportamento quando sujeito a ciclos de molhagem-secagem. Observou-se uma evolução de um comportamento típico de materiais tipo enrocamento, quando ainda não há degradação dos fragmentos, para um comportamento típico de materiais argilosos, após haver degradação. Neste artigo apresenta-se o estudo efectuado para compreender este fenómeno e para definir um modelo constitutivo para as margas compactadas. Na primeira parte é efectuado o estudo do mecanismo de degradação de um fragmento rochoso devido a saturação, com base num modelo de elementos finitos, recorrendo a com um modelo constitutivo aplicável a solos não saturados. Na segunda parte apresenta-se o modelo constitutivo definido para o fragmento considerando a sua degradação física através de um parâmetro de dano. Este modelo é depois incorporado no modelo definido para as margas compactadas, que se apresenta na terceira parte. Trata se de um modelo elastoplástico com endurecimento e amolecimento, definido em termos de tensões totais e que inclui a sucção como variável de estado. Considera a existência de dois níveis estruturais (o do arranjo dos fragmentos e o dos próprios fragmentos) e a sua interacção através de funções de interacção. Este modelo foi usado para reproduzir vários ensaios edométricos.