Teoria do Adensamento - SOL - Professorprofessor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/17430/... · Qual o valor do coeficiente de adensamento (c v) do solo? ... Traçar

Teoria do Adensamento

Tópicos complementares

GEOTECNIA II

SLIDES 08 / AULA 13

Prof. MSc. Douglas M. A. [email protected]

SLIDES 08 / AULA 13 – Teoria do Adensamento 2/2

GEOTECNIA II – Prof. MSc. Douglas M. A. Bittencourt

Ensaio de Adensamento

Ensaio de compressão edométrica

Compressão de uma amostra de solo contida em um molde que

impede qualquer deformação lateral

2





Emprego de amostras indeformadas

Atenção: evitar amolgamento

Amostra colocada em um anel metálico (5cm ≤ D ≤ 12cm)

Confinada no topo e na base por pedras porosas

Permite-se a saída de água

Sobre a pedra porosa:

Placa rígida de aço pela qual se aplicam as cargas

Anel metálico:

Restrição da deformação lateral

Permite apenas o adensamento

3





Aplicação dos carregamentos em etapas, em diversos

intervalos de tempo, até a sua estabilização

Mede-se a variação de altura em função do tempo

Novo acréscimo de carga:

Usualmente o dobro da tensão anterior

Repete-se o processo

Descarregamento em pelo menos três estágios

4




Curva de compressibilidade

5




O que acontece durante a aplicação das cargas?

Compressão inicial:

Deformação inicial devido à saída de bolhas de ar

Não segue a Teoria do Adensamento

Adensamento primário:

Saída de água dos vazios

Variação no estado de tensões efetivas

Adensamento secundário:

Deformação residual lenta sob tensão efetiva ~ constante

Saída de água dos vazios com gradientes muito baixos

6




7




Interpretação do ensaio de adensamento

8

Quando iniciou o adensamento primário?

Quando terminou o adensamento primário?

Qual o valor do coeficiente de adensamento (cv) do solo?

Método de Casagrande Método de Taylor

t

HTc d

v

2




Método de Casagrande ou log t

9





Passo 1: determinar a altura inicial do CP

Correspondente ao início do adensamento primário!

Escolher um tempo inferior ao necessário para ocorrer 50% do

recalque:

Por exemplo: t = 1 min

Traçar um linha vertical até interceptar a curva

Ponto A da figura

Traçar uma linha horizontal

Fazer uma linha vertical correspondente a

t/4 até interceptar a linha horizontal

10





Passo 1: determinar a altura inicial do CP

O ponto que esta linha intercepta a curva é o ponto C

O ponto que esta linha intercepta a linha horizontal é o ponto B

Replicar a distância do segmento BC para cima e obter o ponto D

Verificar a altura inicial do CP no eixo das ordenadas

11

Altura inicial do CP

H0





Passo 2: determinar 100% do adensamento primário

Prolonga-se o trecho reto

Traça uma tangente

passando pela parte final

da curva de adensamento

Obtém-se a altura do CP

ao fim do adensamento

Primário (H100)

12





Passo 3: Obter H50 e t50

H50 = (H0 + H100)/2

Obter t50 pela interceptação

com a curva e o valor H50

Calcular cv (U = 50%)

13

50

2

50

2 )5,0(197,0

t

H

t

HTc d

v




Método de Taylor (raiz quadrada do tempo)

Representação gráfica:

14




Método de Taylor

Determinação do 0%

de adensamento

Prolongar o trecho

reto da curva até

interceptar o eixo y

Reta AB

15




Método de Taylor

Determinação do 90% de

adensamento

Em qualquer parte do trecho reto

traçar uma horizontal até tocar na

curva

Aumentar o comprimento desta

horizontal em 15%, marcando o ponto

Unir o ponto de 0% de adensamento

com o ponto marcado anteriormente

O ponto em que a nova reta intercepta

a curva de adensamento corresponde

ao recalque de 90% (U = 90%)

16

90

2

90

2 )5,0(848,0

t

H

t

HTc d

v




Determinação de cv

Casagrande e Taylor dão resultados próximos

Dependendo do tipo de solo, um dos métodos será mais

adequado

Alguns não exibem a linearidade proposta por Taylor

O adensamento secundário pode inviabilizar Casagrande

O cv varia de acordo com os incrementos de carga

Deve-se determinar cv para o nível de tensões da obra

17



Adensamento no campo

Fluxo lateral no adensamento

Condição unidimensional é válida

apenas sob uma área de

carregamento relativamente grande

No campo as bordas abaixo da área

carregada contribuem para a

dissipação das poro-pressões

Os recalques acontecem mais

rapidamente

18




Influência de lentes de areia

Permitem a dissipação de poro

pressão na horizontal

Reduz o valor de “Hd”

Aceleram-se os recalques

No exemplo, a distância é reduzida

a 1/3. Logo, o tempo reduz-se

para 1/9!

19

2

d

v

H

tcT




Retroanálise de casos reais

A partir dos recalques medidos em campo pode-se obter os

valores reais de cv

Normalmente, o recalque no campo ocorre mais rapidamente

que o previsto a partir dos ensaios

Itens anteriores:

20




Efeito do amolgamento

Amostras deformadas versus amostras

indeformadas

Qualidade das amostras indeformadas

Efeitos do amolgamento:

Aumento dos recalques

Diminuição da tensão de pré-adensamento

Aumento do índice de compressão

21




Efeito do amolgamento

Amostras deformadas versus

amostras indeformadas

Qualidade das amostras

indeformadas

Efeitos do amolgamento:

Aumento dos recalques

Diminuição da tensão de pré-

adensamento

Aumento do índice de

compressão

22



Adensamento Secundário

Evolução de recalques

Compressão inicial (bolhas de ar)

Adensamento primário (dissipação de poro-pressões)

Adensamento secundário

Adensamento secundário

Compressão lenta que ocorre após o adensamento

Pequenas poro-pressões???

Deformação viscosa/fluência???

Com o tempo, o contato entre os minerais argila se desfaz,

descarregando as forças nos contatos vizinhos

23




Coeficiente de adensamento secundário

24

• Definido em termos de

variação de deformação

específica ou de índice de

vazios

• Valores típicos de Cαε =

0,5 a 3%

• Valores são maiores

para argilas plásticas

01 e

CC e

)log(t

eC e

)log(tC v




Exemplo H0 = 10m

Adensamento primário depois de 2 anos

Considere Cαε = 1%

Qual o acréscimo de recalque após 20 anos de construção? E após

200 anos?

25

00 )log()log(

/

)log(HtCH

t

HH

tC v

mHH 10,0102log20log01,0 :anos 20 Tempo

mHH 20,0102log200log01,0 :anos 200 Tempo




Efeito na tensão de pré

adensamento

Recalque sob tensão constante

Passagem do ponto A para o

ponto B causou no solo uma

“pseudo tensão de pré-

adensamento”

Comum em argilas muito

plásticas

26



Processos para acelerar os recalques

Pré-carregamento

Aplicar uma carga maior do que a carga real de projeto

durante o período de execução da obra

Ao se alcançar o recalque o previsto para a obra, retira-se

o carregamento

O solo “não mais se deformará”

Não esquecer do adensamento secundário...

27



Processos para acelerar os recalques

Drenos verticais Função: acelerar recalques por

meio da diminuição dos caminhos de

percolação

Recalque total não será afetado, a

não ser que o processo construtivo

provoque amolgamento

Cálculos: teoria de adensamento

em termo de coordenadas cilíndricas

Executar tapete drenante para

conduzir a água

Os drenos podem ser de:

Areia

Geossintéticos

28



Recalques durante o período construtivo

Velocidade de carregamento

Ensaio de adensamento: carregamento praticamente

imediato

Pequeno aterro: poucas semanas

Edifício: aumento do carregamento ao longo de alguns

meses

Barragem: construção ao longo de alguns anos

29




Teoria de Adensamento de Terzaghi

Considera carregamentos imediatos

O próprio Terzaghi propôs uma forma de considerar

carregamentos não imediatos

Carregamento linear → recalque ao fim do carregamento é

igual ao que ocorresse se fosse carga imediata no instante

médio

Recalques admitidos como proporcionais aos

carregamentos (hipótese necessária para t < tc)

tc = tempo de construção

30




31

Curva

teórica

Curva

real




32

Para todos os pontos

da curva real

(corrigida), além do

tempo tc, por exemplo

ti, as ordenadas são

iguais às curva teórica

num tempo ti – tc/2

Documents

Teoria do Adensamento - SOL - Professorprofessor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/17430/... · Qual o valor do coeficiente de adensamento (c v) do solo? ... Traçar