Estudo do comportamento e processo de formação de fissuras em um solo devido ao ressecamento

Abstract

A presença de fissuras na massa de solo gera um impacto nas estruturas de solo de forma que provoca alterações em suas principais propriedades mecânicas e hidráulicas. Em locais em que ocorrem períodos de secas por tempo prolongado, as fissuras verticais formadas alcançam profundidades maiores, expõem os solos mais profundos a prolongadas e intensas correntes de ar, aumentam a capacidade de infiltração do solo mobilizando a retração ou expansão potencial de solos mais profundos, afetando, o desempenho de elementos estruturais de casas, edifícios verticais, reservatórios, pavimentos, aterros e taludes de corte, podendo ocasionar a ruptura dessas estruturas. Este trabalho teve como objetivo analisar o processo de formação e propagação das fissuras dos solos, permitindo que a amostra de solo se casse ao ar e assim verificar as consequências desses efeitos no solo. O material selecionado para realizar as análises foi uma mistura entre agregado miúdo e bentonita. Com esta finalidade, foi projetado um equipamento capaz de monitorar amostras de solo submetidas à secagem ao ar, onde a temperatura e umidade do ambiente e a temperatura da amostra, foram monitoradas através de sensores e o peso da amostra registrado através de célula de carga. Os dados são registrados automaticamente através de um programa desenhado para este equipamento, permitindo a visualização de todos os sensores. As imagens são obtidas por meio de uma webcam, são capturadas automaticamente por meio de intervalo de tempo predeterminado e armazenadas no computador. Através das imagens obtidas foi possível verificar a formação das fissuras sobre a superfície de cada amostra, sendo possível estudar o comportamento do solo. Desta forma, foi utilizado o processamento de imagens para obter dados como área das células fissuradas e área das fissuras e posteriormente correlacionar os parâmetros geométricos com as propriedades da amostra de solo. O método de processamento de imagens consiste em aplicar sobre as imagens as ferramentas de transformação binária, segmentação por rótulos e análise dos rótulos para, obter a relação entre a área de superfície das fendas e a área total da superfície analisada e correlacionar os parâmetros geométricos obtidos da imagem com as propriedades da amostra de solo analisado. Os resultados mostram a queda da umidade ao longo do tempo e desta forma é possível calcular a taxa de perda de umidade. Para determinados intervalos de tempo, as análises foram realizadas sobre cada amostra e revelou a influência das dimensões das amostras sobre a espessura das fendas abertas, quantidade de células fissuradas e taxa de perda de umidade. Desta forma, a aplicação dessa metodologia mostrou-se apropriada para análise do processo de formação e comportamento das fissuras do solo em processo de ressecamento ao ar com ambiente controlado.