AULA 2) Adensamento e Compressibilidade

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  • 7/24/2019 AULA 2) Adensamento e Compressibilidade

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    Faculdade Vale do Ipojuca FAVIP

    Curso: Graduao em Engenharia Civil

    2) Aula:

    Compressibilidade & Adensamento dos Solos

    Disciplina: ec!nica dos "olos II#

    Pro$essor: "aul %ar&osa Guedes'

    Caruaru(PE)* de Agos+o de ),-.

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    Adensamen+o / Compressi&ilidade dos "olos

    -0 In+roduo:De um modo geral1 +odos os ma+eriais so$rem uma variao de

    volume 2uando su&me+idos a um es+ado de +enso' 3o caso dos solos

    no e4is+e di$erena' 5uando um solo 6 su&me+ido a um es+ado de

    +enso ou a um carregamen+o1 o mesmo so$re uma reduo de volumedevida 7 compressi&ilidade dos gros1 compresso da 8gua e ar

    con+idos nos seus va9ios ou devido 7 e4pulso da 8gua e do ar

    e4is+en+e nos va9ios CA;VA1 ),,?0'

    Como a compressi&ilidade dos gros1 da 8gua e do ar so

    despre9@veis1 a reduo de volume 2ue ocorre no mesmo pode ser

    a+ri&u@da 2uase 2ue +o+almen+e 7 sa@da(e4pulso da 8gua e do ar dos

    va9ios CA;VA1 ),,?0'2

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    >s principais concei+os relacionados com a reduo de volume

    2ue ocorre em um solo1 considerando 2ue e4is+a de$ormao somen+e

    na ver+ical e no em ou+ra direo1 so:

    a0 Adensamen+o: a reduo de volume no solo ao longo do +empo#

    &0 Compressi&ilidade : a reduo de volume no solo sem levar em

    considerao o +empo#c0 ;ecal2ue: a de$ormao ver+ical devida 7 ao de uma +enso'

    >%"B-: > recal2ue +o+al ro+al0 6 de$inido como sendo o soma+rio do

    recal2ue imedia+o rImedia+o01 do recal2ue prim8rio rPrim8rio0 e do recal2ue

    secund8rio r"ecund8rio0'

    ro+al0 rImedia+o0 rPrim8rio0 r"ecund8rio0

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    > recal2ue6 uma medida de de$ormao do solo en2uan+o 2ue

    o adensamen+o 6 um $enmeno em $uno do +empo' >s +ermos

    compressi&ilidade e adensamen+o so Hsinnimos1 em&ora a di$erena$undamen+al seja $ei+a pela considerao da vari8vel +empo'

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    )0 Fundamen+ao %8sica da eoria do Adensamen+o:

    Para um en+endimen+o do processo de adensamen+o1 considere uma

    camada de solo compress@vel1 +o+almen+e sa+urada e limi+ada porduas camadas de solo de maior permea&ilidade Figura -0'

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    Camada de Areia

    Camada de Argila

    Camada de Areia

    Nvel de guaN.A

    Figura - Processo de adensamen+o em uma camada de argila

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    Aplicando um carregamen+o JK0na super$@cie haver8 um aumen+o

    na poroBpresso JL0na camada de argila' Por+an+o1 o aumen+o da presso

    neu+ra ser8 igual ao aumen+o ocorrido na +enso +o+al'

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    Aps um +empo N ,1 a 8gua da camada de argila comea a escoar

    nas direOes das duas camadas drenan+es de areia redu9indo assim o valor

    da poroBpresso e comeando a surgir uma +enso e$e+iva1 de +al modo 2ue:

    N , MJKo+al JKE$e+iva JL01 com JKE$e+ivaN , e JKo+alNJL0

    Con+inuando o processo de drenagem a+6 um +empo 1 +emBse:

    MJKo+al JKE$e+iva1 e1 JL ,

    7

    Figura . Processo de adensamen+o em uma camada de argila

    M JKo+al JKE$e+iva M JL ,

    Camada de Areia

    Camada de Argila

    Camada de Areia

    Nvel de guaN.A

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    A reduo da presso neu+ra L0a+6 o valor 9ero1 devida a sa@da de

    8gua1 resul+ar8 em uma reduo de volume da camada de argila sendo 2ue

    es+a reduo de volume 6 dependen+e do +empo e denominada de

    Adensamento ou processo de adensamento'

    8

    Figura ? Processo de adensamen+o em uma camada de argila

    M JKo+al JKE$e+iva M JL ,

    Camada de Areia

    Camada de Argila

    Camada de Areia

    Nvel de guaN.A

    Recalque

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    .0 Ensaio de Adensamen+o:

    .'- >&je+ivo: o o&je+ivo do ensaio de adensamen+o 6 de+erminar as

    propriedades de compresso de uma camada de argila1 para seremu+ili9adas nas avaliao do recal2ue'

    .') De+alhes do Ensaio: Em s@n+ese1 6 um ensaio de compresso

    con$inada no des+ru+iva1 onde se u+ili9a uma amos+ra sa+urada

    inde$ormada ou de$ormada1 re+irada de uma camada de argila'

    9Figura Q Procedimen+os para cole+a de amos+ra do +ipo inde$ormada

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    Figura R Procedimen+os para cole+a de amos+ras do +ipo inde$ormada

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    Figura S Procedimen+os para cole+a de amos+ras do +ipo de$ormada

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    .0 Ensaio de Adensamen+o:

    A me+odologia u+ili9ada para reali9ao do ensaio de adensamen+o

    dos solos se2ue a seguin+e se2TUncia de+alhada de $orma resumida:- B ColocaBse a amos+ra de solo no anel r@gido#

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    Figura * Processo de oldagem das amos+ras inde$ormadas nos an6is

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    .0 Ensaio de Adensamen+o:

    ) B De+erminaBse os @ndices $@sicos necess8rio a de+erminao dos

    @ndices de adensamen+o1 ou seja:

    B peso espec@$ico aparen+e do solo 0#

    B densidade real dos gros do solo D0#

    B umidade do solo h0#B @ndice de va9ios inicial e,0'

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    .0 Ensaio de Adensamen+o:

    . Em seguida iniciaBse o processo de mon+agem da c6lula

    oedom6+rica pap6is $il+ro1 pedras porosas1 anel cen+rali9ador da

    amos+ra e anel cen+rali9ador da carga0

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    Figura W Processos de mon+agem do corpoBdeBprova para ensaio de adensamen+o

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    .0 Ensaio de Adensamen+o:

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    Figura -, De+alhes do Processos de mon+agem do corpoBdeBprova para ensaio de

    adensamen+o

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    . B ColocaBse o anel com amos+ra1 na ma2uina de adensamen+o#

    ? B AplicaBse o primeiro es+8gio de carga1 medindoBse as de$ormaOes

    ver+icais duran+e o per@odo de e4ecuo do ensaio a+6 a suaes+a&ili9ao'

    >s in+ervalos de +empo para a lei+ura das de$ormaOes devem

    ser os mesmos para +odos o es+8gios de carga' 3ormalmen+e1 procuraB

    se ado+ar in+ervalos de +empo1 sucessivamen+e o do&ro do an+erior1 comajus+es no caso de arredondamen+os'

    Assim1 uma se2TUncia 2ue a+ende esse es2uema seria: Q seg1

    -Q seg1 ., seg1 - min1 ) min1 ? min1 * min1 -R min1 ., min1 - hora1 )

    horas1 ? horas1 * horas e assim por dian+e1 se necess8rio#

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    . B ColocaBse o anel com amos+ra1 na ma2uina de adensamen+o#

    ? B AplicaBse o primeiro es+8gio de carga1 medindoBse as de$ormaOes

    ver+icais duran+e o per@odo de e4ecuo do ensaio a+6 a suaes+a&ili9ao'

    >s in+ervalos de +empo para a lei+ura das de$ormaOes devem

    ser os mesmos para +odos o es+8gios de carga' 3ormalmen+e1 procuraB

    se ado+ar in+ervalos de +empo1 sucessivamen+e o do&ro do an+erior1 comajus+es no caso de arredondamen+os'

    Assim1 uma se2TUncia 2ue a+ende esse es2uema seria: Q seg1

    -Q seg1 ., seg1 - min1 ) min1 ? min1 * min1 -R min1 ., min1 - hora1 )

    horas1 ? horas1 * horas e assim por dian+e1 se necess8rio#

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    a0 &0

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    c0 d0Figura -- a0 Prensa >edom6+rica# &0 Pesos# c0 De+alhes da colocao dos

    pesos e d0 e4+ensme+ro para medida da de$ormao ver+ical'

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    Q B Aps a es+a&ili9ao do primeiro es+8gio1 aplicaBse o segundo

    es+8gio de carga1 o do&ro do primeiro1 repe+indoBse as lei+uras de

    de$ormao nos mesmos in+ervalos de +empo'Aps a es+a&ili9ao da de$ormao nos mesmos in+ervalos de

    +empo' Aps a es+a&ili9ao da de$ormao no segundo es+8gio de

    carga1 passaBse ao +erceiro es+8gio1 com carga do&rada1 em relao ao

    segundo1 e assim por dian+e'As pressOes corresponden+es 7s cargas recen+es em cada

    es+8gio1 medidas em Xg$(cm)1 devem ser: ,1-)Q# ,1)Q,# ,1Q,,# -1,,,#

    )1,,,# ?1,,,# *1,,, e de -R1,,, Xg$(cm)' Geralmen+e1 $i4aBse o limi+e

    m84imo de -R1, Xg$(cm)para os es+8gios de carga'A cada es+8gio de carga1 deveBse aguardar a es+a&ili9ao das

    de$ormaOes#

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    R B Aps a es+a&ili9ao das de$ormaOes do Yl+imo es+8gio de carga1

    $a9Bse o descarregamen+o do corpoBdeBprova1 em 2ua+ro es+8gio de

    carga1 com cargas decrescen+es'A descarga1 en+o1 6 $ei+a nos es+8gios: -R1,,,# ?1,,,# -1,,,e

    ,1-)Q Xg$(cm)1 sempre aguardando a es+a&ili9ao das de$ormaOes1 no

    $im de cada es+8gio' Assim1 o corpoBdeBprova 6 descarregado a+6 al@vio

    +o+al de pressOes'Dos dados o&+idos com a reali9ao do ensaio de

    adensamen+o1 podemBse +raar +rUs gr8$icos1 2ue permi+em o&+er +odos

    os resul+ados rela+ivos ao compor+amen+o do solo'

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    ?0 Par!me+ros >&+idos Aps a ;eali9ao do Ensaio de Adensamen+o:

    Ap