Mechanical behavior of urban solid waste

Nesta tese estuda-se o comportamento mecânico de resíduos sólidos urbanos provenientes do aterro sanitário Bandeirantes (SP - Brasil) por meio de ensaios de campo e de laboratório, bem como, através de dados de monitoramento de recalques in situ. Os dados são analisados e algumas conclusões a respeito do comportamento do resíduo sólido urbano são apresentadas. Resultados de ensaios de campo, tais como, sondagens de simples reconhecimento com medida de SPT (Standard Penetration Test), ensaios penetrométricos tipo CPT (Cone Penetration Test), ensaios de infiltração, sondagens a trado para coleta de amostras, ensaio cross-hole e ensaio de resistividade elétrica são apresentados e discutidos, enfatizando as dificuldades de execução e a faixa de valores obtidos. Os ensaios de laboratório foram executados em amostras remoldadas, coletadas em dois furos de trado (40 cm de diâmetro), até cerca de 30 m de profundidade. O resíduo tem cerca de 15 anos de aterrado e os ensaios físicos e químicos executados mostraram que este é composto de cerca de 50% de uma fração pastosa com baixos valores de DQO (demanda química de oxigênio) e STV (sólidos totais voláteis), os quais demonstram que o resíduo já atingiu um avançado grau de decomposição. A resistência ao cisalhamento do resíduo foi avaliada a partir de ensaios triaxiais não drenados (CU) e drenados (CD), utilizando corpos de prova saturados e não saturados de grandes dimensões (15 x 30 cm e 20 x 40 cm). Desses ensaios obteve-se que os parâmetros de resistência ao cisalhamento do resíduo sólido urbano são largamente dependentes da deformação da amostra, e não foi observado nenhum pico ou valor último nas curvas tensão-deformação. Os valores obtidos estão de acordo com alguns resultados disponíveis na literatura para ensaios de laboratório e retro-análise. Os ensaios de compressão confinada, executados num consolidômetro de grande diâmetro (385 mm), mostraram uma rápida compressão inicial e primária e uma grande compressão secundária. As medidas de campo também mostraram deformações dessa natureza, as quais podem ser divididas em duas etapas: a primeira, relacionada à fase inicial do aterro e a segunda, associada, principalmente, à degradação química e biológica do resíduo.This thesis deals with the mechanical behavior of urban solid waste from Bandeirantes sanitary landfill (São Paulo, Brazil). Field and laboratory tests, as well as data from field instrumentation (settlement) were obtained and used in the analysis. Results of in situ tests such as standard penetration test (SPT), cone penetration test (CPT), infiltration tests, auger boring for sampling, cross-hole test and electric resistivity are presented and discussed focusing on the difficulties in performing them as well as their potential as a source of design parameters. Laboratory tests were performed using remolded samples collected in two boreholes about 30 m in depth. The waste is about 15 years old and physical and chemical tests showed that about 50% of it is composed of organic past with low values of COD and TDS, which denote that it is degraded to a large extent. Shear strength of waste was studied by means of consolidated-drained (CD) and consolidated-undrained (CU) triaxial compression tests on large specimens, tested both at natural water content and saturated. It is shown that shear strength properties are largely dependent on deformation, since no peak or ultimate value was achieved on stress-strain curves. The values obtained are in accordance with some of the few results available in the literature, either from laboratory and back analysis. Confined compression tests carried out on large samples (385 mm diameter) showed quick initial and primary consolidation and large secondary compression. This in accordance with the field behavior, although in this case secondary compression seems to be composed of two parts: the first, related to the early stages of the fill and second one, which seems to be commanded mainly by chemical and biological degradation