Cunha, Mestnik & Mota_avaliacao Da Estratigrafia de Um Solo Residual Tropical Ensaios de Campo

8/19/2019 Cunha, Mestnik & Mota_avaliacao Da Estratigrafia de Um Solo Residual Tropical Ensaios de Campo

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Avaliação da Estratigrafia de um Solo Residual Tropical do Centro OesteBrasileiro via Ensaios Avançados de Campo

Cunha, R.P.

Universidade de Brasília, Dep. Engenharia Civil e Ambiental, Brasília-DF, rpcunhaunb.br

!estni", #.Universidade de Brasília, Dep. Engenharia Civil e Ambiental, Brasília-DF

!$ta, %.!.B.Universidade Federal de R$raima, Dep. Estrutura, B$a &ista-RR

Resum$' Este artig$ apresenta $s estud$s lab$rat$riais e de camp$ utili(ad$s para acaracteri(a)*$ granul$m+trica de um depsit$ terr$s$ de uma $bra de ediica)*$ deengenharia civil l$cali(ada na cidade de Brasília DF Brasil. F$ram reali(ad$s ensai$s

lab$rat$riais c$nvenci$nais de caracteri(a)*$ c$m am$stras de$rmadas de s$l$ retiradas acada metr$ de pr$undidade, at+ uma pr$undidade de /0 m, al+m de ensai$s d$ tip$ c$ne penetr$m+tric$ 1CP23 e dilat4metr$ de !archetti 1D!23, n*$ distantes mais de 5 metr$sentre si. C$m base n$s resultad$s $btid$s $i p$ssível aerir c$rrela)6es empíricas deinteresse pratic$ para caracteri(a)*$ ge$t+cnica de s$l$s tr$picais via ensai$s avan)ad$s decamp$.

Abstract' 2his paper presents lab$rat$r7 and ield studies aiming the granul$metriccharacteri(ati$n $ an earth dep$sit in a civil engineering 8$r"ing site l$cated in the cit7 $ Brasília DF Bra(il. C$nventi$nal characteri(ati$n lab$rat$r7 tests 8ere carried $ut 8ithdisturbed samples ta"en at each depth meter, up t$ /0 m, t$gether 8ith c$ne penetr$meter

1CP23 and !archetti dilat$meter 1D!23 tests, less than 5 m $ distance apart. 9t 8as p$ssible t$ assess empirical c$rrelati$ns $ practical imp$rtance s$lel7 based $n the $btainedresults. 2hese c$rrelati$ns are related t$ the ge$technical characteri(ati$n $ tr$pical s$ilsvia advanced in situ tests.

Palavras Chave' Ensai$ de Camp$, Caracteri(a)*$ :e$t+cnica, ;$l$ 2r$pical

/. 9ntr$du)*$

?entemente c$m base emresultad$s de ensai$s de Penetra)*$ ;tandard 1;P23. Estes ensai$s s*$ empregad$s naestimativa de par@metr$s ge$t+cnic$s d$s s$l$s de Brasília a partir d$ empreg$ de

c$rrela)6es empíricas e p$r aplica)*$ direta, via m+t$d$s empíric$s, na estimativa dacapacidade de carga das unda)6es l$cais. P$uc$s dad$s de ensai$s dilat$m+tric$s 1D!23 ec$ne penetr$m+tric$s 1CP23 s*$ disp$níveis na literatura s$bre $s s$l$s c$luvi$nares

p$r$s$s >ue $c$rrem em países tr$picais, em h$ri($ntes muit$ h$m$gne$s e espess$s.Estes s$l$s geralmente causam pr$blemas s estruturas neles assentes, principalmente emra(*$ de sua baia capacidade de carga e alta c$lapsividade 1Ferreira, et. al., /GH3.

Emb$ra $ s$l$ se=a ge$l$gicamente $ mesm$ em t$da a regi*$ de Brasília, eistem pe>uenas dieren)as de estratigraia, p$sici$nament$ de camadas, len)$l reItic$, etc. >ueinviabili(am a generali(a)*$ d$s resultad$s =I $btid$s em pes>uisas anteri$res. Daí anecessidade de se ampliar $ banc$ de dad$s eistente.

J. Ensai$s de Camp$

J./. Dilat4metr$ de !archetti


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< ensai$ dilat$m+tric$ $i desenv$lvid$ na 9tIlia pel$ pr$ess$r ;ilvan$ !archetti1!archetti, /KL3. A t+cnica, c$ncebida em mead$s da d+cada de /KM, $i patenteada na9tIlia em /KK e n$rmali(ada n$s Estad$s Unid$s em /GH 1A;2!3. %a Eur$pa estat+cnica $i n$rmali(ada em /L 1CE%N2C JLMN;C3. Desde ent*$, $ D!2 tem se m$strad$

c$m$ um m+t$d$ prItic$ e c$niIvel de determina)*$ de estimativas iniciais d$s par@metr$sge$t+cnic$s d$ s$l$, tend$ sid$ empregad$ n$ Brasil a partir de mead$s de /GH 1Oachichet al., /H3. De $rma geral, $ dilat4metr$ de !archetti c$nsiste em uma l@mina metIlica

plana de 0 mm de largura, /L mm de espessura e J5L mm de c$mpriment$, c$ntend$ umamembrana leível de HM mm de di@metr$ c$mp$sta de a)$ leível e l$cali(ada em apenasum lad$ desta l@mina plana 1ver ilustra)*$ da Figura /3.

HM mm

Cab$s

;istema de medi)*$Dilat4metr$

Calibra)*$de

;eringa

;eringaDilat4metr$

FleEível!embrana

!embranaFleEível

Dut$ pneumItic$

0 mm

/L mm

Figura 1 – Ilustração do dilatômetro e sistema de medição.

< ensai$ + reali(ad$ a cada JM cm de penetra)*$, durante a interrup)*$ da crava)*$estItica da l@mina metIlica. C$m $ us$ de regulad$res de press*$ + p$ssível se mensurar as

press6es deste ensai$, den$minadas de press*$ de desplacament$ da membrana 1A3 e de

desl$cament$ de /./ mm 1B3. Estas press6es s*$ p$steri$rmente c$rrigidas para as press6es pM e p/, >ue p$r sua ve( $riginam $s par@metr$s dit$s intermediIri$s d$ D!2,vind$ a ser utili(ad$s em t$das as c$rrela)6es desenv$lvidas pel$ ensai$ dilat$m+tric$.

Dentre $s par@metr$s, p$dem$s $bter $ ndice de !aterial 19 D3, >ue estI relaci$nad$c$m $ tip$ de s$l$, $ ndice de 2ens*$ O$ri($ntal 1Q D3 >ue representa a tens*$ lateraln$rmali(ada em t$rn$ da l@mina d$ D!2. ;egund$ !archetti 1/GM3 $ peril de Q D +similar $rma d$ peril de ue + $btid$ da utili(a)*$ de pM e p/ c$m a te$ria da elasticidade, levand$-se em c$nta asdimens6es apr$priadas e c$ndi)6es de c$nt$rn$ deste ensai$. A 2abela / apresenta adetermina)*$ d$s par@metr$s intermediIri$s d$ D!2.

Tabela 1 – Parâmetros Intermediários do DMTPARM!TR"# I$T!RM!DI%RI"# D" DMT

MM

M/

u p

p p I D

−

−

=

vo

D

u p K

S

MM

σ

−

=

!D & '()* +,1 − ,-

,- & ,ressão ini/ial do dilatômetro0,1 & ,ressão inal do dilatômetro0σ23 & tensão 2erti/al eeti2a in situ0u- & ,oro4,ressão de e5uil6brio

As hipteses ad$tadas n$ desenv$lviment$ d$ ensai$ assumem' 1a3 as perturba)6esgeradas pela inser)*$ d$ dilat4metr$ n$ s$l$ s*$ ineri$res m+dia $bservada em $utras

t+cnicas de penetra)*$ e 1b3 as medidas s*$ $btidas para pe>uenas de$rma)6es d$diaragma e c$rresp$ndem a$ c$mp$rtament$ d$ s$l$ na ase elIstica. A eperincia tem

J


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m$strad$ a aplicabilidade d$ ensai$ c$m$ indicativ$ d$ tip$ de s$l$, emb$ra em algunscas$s a=ustes l$cais devam ser reali(ad$s 1uisi)*$ de dad$s, >ue $rnece as planilhas devaria)*$ da resistncia de p$nta 1>c3 e atrit$ lateral 1 s3 a$ l$ng$ da pr$undidade. %esteensai$ $s dad$s de resistncia de p$nta e atrit$ lateral 1>c e s3 devem ser medid$s a cadaJ,L cm e a vel$cidade de crava)*$ estItica utili(ada deve ser de J cmNs, c$n$rme a A;2!D 500/-L.

5. Ensai$s de Wab$ratri$

Ensai$s de lab$ratri$ $ram usad$s para caracteri(ar $ s$l$ estudad$. W$g$,segund$ as dimens6es das suas partículas, e dentr$ de determinad$s limites c$nvenci$nais,as ra)6es c$nstituintes d$s s$l$s recebem designa)6es prprias >ue se identiicam c$m asacep)6es usuais d$s term$s. Essas ra)6es, de ac$rd$ c$m a escala granul$m+trica

brasileira 1n$rmati(ada pela AB%23, s*$'• Pedregulh$' c$n=unt$ de partículas cu=as dimens6es 1di@metr$s e>uivalentes3 est*$

c$mpreendidas entre KH e 0,G mmT• Areia' entre 0,G e M,ML mmT• ;ilte' entre M,ML e M,MML mmT• Argila' ineri$res a M,MML mmT

0. Resultad$s d$s Ensai$s

0./. :e$l$gia e Peril :e$t+cnic$

Esta $bra se l$cali(a na >uadra ML da Asa ;ul, na cidade de Brasília - Distrit$Federal e esta representada na Figura J a seguir.

5


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Figura 7. – 8o/ali9ação da 5uadra +lo/al de reali9ação dos ensaios na Asa #ul em

desta5ue no desen:o ; es5uerda) a obra na 5uadra o emdesta5ue a 5uadra


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c$rresp$nde a uma abertura de M,0J mm3. Durante a segunda etapa e(-se $ peneirament$in$, c$m a utili(a)*$ d$ granul4metr$ e eliminand$ assim $ pr$cess$ de sedimenta)*$.

C$m as curvas granul$m+tricas, $btidas atrav+s d$s ensai$s acima descrit$s para cadametr$ de pr$undidade, classiic$u-se $ s$l$ c$m$ send$ argila, >uand$ as partículastiveram di@metr$ m+di$ men$r >ue M,MMJ mmT silte, >uand$ $ di@metr$ m+di$ esteve

c$mpreendid$ entre M,MMJ mm e M,MH mmT areia, >uand$ $ di@metr$ m+di$ das partículasesteve c$mpreendid$ entre M,MH e J,Mmm e pedregulh$ >uand$ $ di@metr$ m+di$ das partículas $ram mai$res >ue J,Mmm, segund$ deini)*$ da AB%2.

C$m a anIlise das curvas granul$m+tricas, $bserv$u-se >ue n*$ $ram enc$ntradas partículas c$m di@metr$ mai$r >ue J,M mm 1pedregulh$3. ue a

p$rcentagem granul$m+trica de cada material se enc$ntra representada na Figura 5.

Figura ' 4 Por/entagem de material ao longo da ,roundidade.

P$de-se $bservar uma pred$min@ncia de areia a$ l$ng$ da pr$undidade, seguida p$r silte e p$r im pela argila. ue entre cinc$ a de( metr$s de pr$undidadeesta rela)*$ se m$diica, havend$ ent*$ uma pred$min@ncia de silte, seguid$s p$r argila eareiaT estas ltimas c$m praticamente a mesma p$rcentagem.

0.5. Ensai$s de Camp$

Reali($u-se ensai$s d$ tip$ CP2 e D!2 na mesma $bra citada n$ item 5./. ue 5,/M metr$s.

0.5./. Ensai$ de C$ne El+tric$

%$ ensai$ de c$ne el+tric$ reali(ad$ $bteve-se >c, s e R . Estes val$res $ramt$mad$s a cada /M centímetr$s de pr$undidade e est*$ representad$s em $rma de grIic$na Figura 0. A pr$undidade limite d$s ensai$s de c$ne el+tric$ $i de ≈/0 m.

L

-

17

'

(

=

*

B

<

1-

11

17

1'

1(

1=

- 1- 7- '- (- =- - *- B-

porcentagem de material

p r o f u n d i d a d e ( m )

areia

argila

silte


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M

/

J

5

0

L

H

K

G

F

/M

//

/J

/5

/0

/L

M L /M / L J M J L

qc (Ma!

r o f " ( m !

M

/

J

5

0

L

H

K

G

F

/M

//

/J

/5

/0

/L

M,M M,L /,M

fs (Ma!

r o f " ( m !

M

/

J

5

0

L

H

K

G

F

/M

//

/J

/5

/0

/L

M,M L,M /M,M

Rf (#!

r o f " ( m !

Figura ( – Resultados obtidos no !nsaio de /one elCtri/o.

P$de ser $bservad$ um aument$ signiicativ$ n$s grIic$s de >c e s a partir de tre(emetr$s de pr$undidade. \I n$ grIic$ de R , $bserva-se uma tendncia de decr+scim$ a$l$ng$ da pr$undidade.

A classiica)*$ granul$m+trica d$ s$l$ utili(and$-se $s resultad$s d$ ensai$ de c$neel+tric$ $i eita atrav+s de d$is m+t$d$s. Um m+t$d$ pr$p$st$ p$r R$berts$n et al. 1/GH3,$u R$berts$n 1/M3, e $ segund$ m+t$d$ $i pr$p$st$ p$r Eslami e Fellenius 1/K3. Cadaum destes m+t$d$s lan)a m*$ de Ibac$s, $nde s*$ estabelecidas Ireas especíicas de

granul$metria. Wan)am-se $s val$res de >c, s e R nestes Ibac$s, tra)and$-se ret@ngul$s a$l$ng$ da Irea d$ Ibac$. Para este cas$, $ram esc$lhidas trs camadas de s$l$ para l$ca)*$.Estas camadas $ram limitadas de ac$rd$ c$m $ ensai$ de granul$metria reali(ad$ n$lab$ratri$. A primeira camada, representada p$r >uadrad$s, vai da pr$undidade /,Mm at+a pr$undidade Hm. A segunda camada, representada p$r círcul$s, vai da pr$undidade Hm

pr$undidade /5m. A terceira camada, representada em tri@ngul$s, vai da pr$undidade /5m pr$undidade /0m.

c, s e R enc$ntrad$s em cada camada, dependend$ da característica de cada m$del$. %$ m$del$

pr$p$st$ p$r R$berts$n et al. 1/GH3, utili(a-se $s val$res de >c e R . %$ m$del$ pr$p$st$ p$r Eslami e Fellenius 1/K3, utili(a-se $s val$res de >c e s. A classiica)*$ granul$m+trica

d$ s$l$ se a( $bservand$ a Irea $cupada p$r cada ret@ngul$.


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LEGENDA:

1 /amada +1)- a =)< m7 /amada +)- a 17)< m

' /amada +1')- a 1')< m

Figura =4 %ba/o ,ara a

determinação do ti,o de solo +!slami e Fellenius) 1uant$ >ue na terceira camada a dispers*$ + mais evidente,n*$ c$nigurand$ uma camada de s$l$ representativa e m$strand$ apenas tendncias declassiica)*$.

P$dem$s $bservar >ue a primeira camada 1representada p$r >uadrad$s3 estI pred$minantemente dentr$ d$ camp$ de nmer$ trs, c$m p$uca parte dentr$ d$ camp$ denmer$ 0. A segunda camada 1representada p$r círcul$s3 estI men$s signiicativa, n*$caracteri(and$ um s$l$ especíic$ p$r+m tendncias. Para a terceira camada 1representada

p$r tri@ngul$s3 tem$s tamb+m p$nt$s bastante distribuíd$s, n*$ caracteri(and$ um s$l$especíic$. ;erI discutid$ melh$r este Ibac$, de $rma c$mparativa, mais rente. Ressalta-se >ue as camadas citadas $ram delimitadas em un)*$ d$ ensai$ de granul$metria emlab$ratri$.

K

-)1-

1)--

1-)--

1--)--

1)-- 1-)-- 1--)-- 1---)--fs (kPa)

q c ( M P a )

Argila;ensível-C$lapsível

;ilte Aren$s$Areia

;ilte Argil$s$

Argila ;ilt$sa

Argila


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Figura 4 %ba/o ,ara a determinação do ti,o de solo +Robertson) 1ue se baseia n$s par@metr$s 9D e ED, e servem para indicar $ tip$ de s$l$.

A seguir na Figura K est*$ indicad$s $s par@metr$s intermediIri$s 9D, ED e " d d$ s$l$em anIlise.

Figura * 4 Resultado e ,arâmetros intermediários do DMT da obra da 5uadra


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P$de ser veriicad$ um pic$ n$ grIic$ de Ed, $ >ue delimit$u n$ss$ ensai$. Para $grIic$ de 9d vem$s >ue prevalece $ s$l$ argil$s$ para este ensai$ de D!2. Estesresultad$s se enc$ntram mais bem discutid$s a seguir.

L. Discuss*$ d$s Resultad$s

Para a anIlise da estratigraia, $ram utili(ad$s c$m$ reerncia $s dad$s $btid$s emlab$ratri$ em ensai$s de caracteri(a)*$. As am$stras em >uest*$ s*$ de$rmadas e $ramc$letadas a cada metr$ de escava)*$, at+ atingir a pr$undidade de /0 metr$s. Aps aeecu)*$ d$s ensai$s e anIlise d$s resultad$s $btid$s, p4de-se m$ntar um >uadr$c$mparativ$ entre $ peril estratigrIic$ $btid$ atrav+s de cada um d$s m+t$d$s ep$st$anteri$rmente, c$n$rme a Figura G.

Figura B 4 @uadro /om,arati2o da estimati2a da estratigraia ,elos distintos mCtodos.

De maneira geral, n*$ h$uve grandes dieren)as n$s resultad$s $btid$s c$m as >uatr$c$rrela)6es da Figura G. 2$d$s $s m+t$d$s indicaram a presen)a de silte at+ a pr$undidadeapr$imada de /5 metr$s, send$ >ue uma dieren)a entre $s m+t$d$s estI n$ at$ d$ ensai$

de c$ne ter apresentad$ uma presen)a mai$r de argila nesta aia de pr$undidade,en>uant$ >ue pela anIlise granul$m+trica e pel$ ensai$ de dilat4metr$ a presen)a de argilase restringiu a$s d$is primeir$s metr$s de pr$undidade. Em t$das as met$d$l$giasaplicadas a presen)a de areia ic$u c$nirmada a partir da pr$undidade apr$imada de Kmetr$s, send$ >ue, at+ /J $u /5 metr$s, a areia se enc$ntra misturada a$ silte em

pr$p$r)6es variIveis. A partir de /J $u /5 metr$s, e at+ a pr$undidade inal analisada1/0 metr$s3, t$d$s $s m+t$d$s indicaram a presen)a pred$minante de areia.

H. C$nclus6es

EPT 4 Robertson et.

al

Argila a argila siltosa

#ilte argiloso a areia

siltosa

Argila siltosa a siltearenoso

1'

1(

11

17 Areia siltosa

Areia

#ilte arenoso a areia

Areia

Pro1undidade+m.

<

1-

*

B

(

=

7

'

#ilte arenoso

Areia siltosa

Argila arenosa

#ilte arenoso

1

!nsaio

ranulomCtri/o

#ilte arenoso

Argila a argila siltosa

#ilte arenoso

Argila siltosa

#ilte argiloso

EPT 4 Fellenius

Areia siltosa

DMT

Argila siltosa a areiasiltosa


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Pela anIlise em c$n=unt$ d$s >uatr$ peris estratigrIic$s $btid$s, c$nclui-se >ueh$uve uma mai$r pr$imidade entre $ peril $btid$ c$m $ dilat4metr$ de !archetti e $

peril $btid$ c$m a anIlise granul$m+trica. A estratigraia $btida c$m $ ensai$ de c$neindica um s$l$ pred$minantemente argil$s$, en>uant$ >ue, de $utra $rma, $ dilat4metr$ e

a granul$metria indicam um s$l$ pred$minantemente silt$s$.As dieren)as $c$rridas entre $s peris p$dem ser eplicadas pela alta de c$rrela)6es>ue levem em c$nsidera)*$ $s s$l$s típic$s da regi*$ Centr$ ue sec$nsiderar as p$ssíveis imprecis6es nas c$rrela)6es pr$p$stas pel$s aut$res, =I >ue estasc$rrela)6es $ram $riginalmente desenv$lvidas para s$l$s aluvi$nares saturad$s esedimentares. %$ geral, entretant$, $ D!2 apresent$u melh$res resultad$s >ue $ CP2,cu=as c$rrela)6es devem ainda ser ainadas para representar as características l$caisestratigrIicas d$s s$l$s d$ Distrit$ Federal, s$l$s estes de $rigem tr$pical, residual n*$saturad$s. De maneira prItica, n$ entant$, $ ensai$ D!2 =I p$de ser usada nesta regi*$

para interpreta)*$ granul$m+trica d$s s$l$s pr$spectad$s. C$nclus*$ similar tamb+m $i$btida p$r !$ta 1JMM53.

Bibli$graia

CA!PA%EWWA, R.:. E R

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