ANaLISE DA RUPTURA DE UM ATERRO SANITaRIO
SOBRE A ARGILA MOLE DO CAJU
Renato Pinto da cunha
TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇlO DOS PROGRAMAS DE
PGS-GRADUAÇlO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE
JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSaRIOS PARA A OBTENÇlO
DO G.RAU DE MESTRE EM CIENCIAS (M.Sc.) EM ENGENHARIA CIVIL
Apr.ovada por:
------------------ ------------------------------
p
Prof. WI IY Alvarenga Lacerda Presidente)
----- -1:.~~c§?~-----------f. M4rcto ~~ouza soares de Almeida
rof.
-------------~--~-- ~----------------------Prof. Francis Bogosslan
-----------~~---------------Prof. Jos4 Alberto Ramalho ortlglo
RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL
SETEMBRP DE 1ij88. ·~-- .
i i
CUNHA, RENATO PINTO DA
A n á.J I se d.a Ruptura d e um Aterro San i tá r I o sobre a
Argila Mole do Ca)u (Rio de Janeiro) 1988.
XII, 241p., 29,7 cm (COPPE/UFRJ, M.Sc.
Engenharia Clvi 1, 1988)
Tese Universidade Federal do Rio de Janeiro,
COPPE.
1 .
1 •
Argila Mole
COPPE/UFRJ 11. Título (Série).
i 1 1
A memória do Eng. Gldeon Abraham\,
cuJo patriotismo e perseverança nos
faz ter fé num futuro melhor.
1 V
AGRADECIMENTOS
* Ao meu pai, Aldo da Cunha Rosa e minha mãe, Acilea Pinto da
Cunha, que através do seu esforço e Incentivo durante toda a
minha vida conseguiram com que eu chegasse até onde estou.
* A todo corpo técnico da Diretoria de Geotécnica, em especial
ao Dr. Urbano He I ne e Dr. Mauro Baptl sta, cuJ o rea I apo I o à
presente pesquisa foi de vital lmportancla para a realização
da mesma.
* Ao Prof. Márcio Almeida, pelas lndmeras e valiosas
contribuições dadas ao longo de toda a pesquisa e na fase de
revisão do texto.
* Ao Prof. WI 11 y Lacerda, pela sua orientação e I ncentl vo dados
ao longo de todo o trabalho.
* A empresa Geomecanlca S.A., em especial ao Prof. Francis
Bogosslan, que através do empréstimo dos amestradores ao
laboratório da CDPPE tornou viável a execução desta tese.
* Ao Prof. Ramalho Ortigão, que através do empréstimo do
programa computacional PCSTABL5 tornou possível a real lzação
das anil 11 ses efetuadas.
* Ao Prof. de Mecânica dos Solos Fernando Emmanuel Barata, que
através do seu entusiasmo e estímulo me Incentivou a
ingressar nesta área do conhecimento humano.
V
* A todo corpo de funcionários do Laboratório de Mecantca dos
Solos da GOPPE, em especial aos técnicos GI lson Fernandes e
Demetrlus Goutsoukal Is e ao engenheiro Serglo lórlo.
* Aos colegas mestrandos Serglo Ladeira e Emldlo Lira, pelas
Inúmeras sugestões.
* Ao fotógrafo Ary Maciel por sua dedicação na real lzação de
todas as fotos apresentadas.
* Aos desenhistas Jorge Couto, Rosangela ArauJo, Fátima Dlniz
e Edna Secundo.
* As datl lógrafas Denise cunha, Denise Mina e Marl lza Murta.
* Ao apolo financeiro proporcionado pelo CNPq.
* A Daniela Podcamenl pela revisão da datilografia.
* A Rosane Nobre pela dati lografla apresentada nos si Ides.
* Ao colega Luiz Carlos pelo apolo dado.
* A todos que direta ou indiretamente contribuíram para a
real izaçllo deste trabalho.
V 1
Resumo- da Tese Apresentada à ·c·oPPE/UFRJ como parte
do6 requlslto6 neces5árlos para a obtenção do grau de
Mestre em Ciências CM.Se.)
IN.LII! DA IUl'TUIIA DI VII ATIIIO IANITallO
lotllll I Al81LA IIOL! DI CAJU
Reneto Pinto•• C••'•
let•••ro - 11H
0,1,atefer: w111, Alvere11e Leoerfe
,,,,, ... : 1n1••••••• c1,11
D pre6ente trabalho apresen~a a anál lse da ruptura de
um aterro de I lxo e entulho, indiscriminadamente lançado sobre
um depósito de argl la mole do Calu/RJ.
foram
Ensaios
executados
de caracterização completa
com vistas ao total
e granulometria
conhecimento das
características do material estudado, dando subsídios
comparação com outras argilas Já conhecidas. Ensaios mais
específicos, como ensaios oedométrlcos, de palheta de campo e
de laboratório e trlaxlals, também foram realizados.
Análises de estabilidade via teneões totais são
apresentadas, procurando-se determinar qual foi a parcela de
resistência mobl I lzada no aterro e solo de fundação durante a
ruptura, tendo-se concluldo que para uma coesão no aterro entre
o e 20 kPa, a razão entre os valores de su retroanallsados e os
de Su ln sltu pós-ruptura situa-se numa ordem de grandeza
equivalente à senslbl ! Idade da argl la.
V 1 1
Abstract of Thesls presented to COPPE/UFRJ as partia!
fulfl I lment of the requlrements for the degree of Master of
Sclence CM.Se.>
AIALYIII OPA IANITARY I ... NIC .. NT PAILUlll
OVlR THf IOPT OLAY AT OAJU
R1111to Plnto •• 0111•1
11,t1att1r - 1n1
0•11rM1t1 WIIIJ a1,ar1a11 La11r•a
D1P1ftal1t1 Olfll llllltllfllll
Thls dissertatlon presents the analysls of an
embankment fal lure on a soft clay deposlt ln the distrlct of
caJu/RJ. The embankment conslsts of a sanltary fl 11.
lndex tests were performed to obtaln the geotechnlcal
characterlstlcs of the soft clay material, wlch were compared
with another wel I known clays. Oedometer tests, ln sltu. and
laboratorv vane tests, and trlaxlal tests, were also carrled
out.
Total stress stabil lty calculatlons were carrled out
ln order to back analvse the fallure and to obtaln the
mobl l lzed strength at both the fl 11 and clay foundatlon. lt was
concluded that for an embankment coheslon of o to 20 kPa, the
ratlo between the back analvsed su and the ln sltu post-fal lure
su has a magnitude similar to the soft clay sensltlvlty.
V 11 1
rNDtOE
Página
1 , 1 NTRODUOIIO ....................................•...
1 .1 - Apresentação . • • . . . • • • . • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 2
1.2 - GonslderaçOes Prel !minares ••••••.••••••••••• 3
1.3 - Obl etl vos do Traba I ho • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 6
' 1 .4 - De ser I ção dos Gapítu I os • • • • • • . • • • • • • • • • • • • • • 7
li, DESCRIÇIIO DA RUPTURA OCORRIDA E
CARACTERIZAÇIIO GEOT!CN!CA DO LOCAL ..•............. 10
11.1 - Introdução ......... ; ....................... 11
11.2 - Descrição da Ruptura ••••••••••••••••••••.•• 11
li" . 3 - e; ar a e ter r s t I e as G e o t é c n I e as d o Lo e a 1 • • . • • • • 24
11 .4 - Obtenção das Amostras .••••.•••••••••••••.•. 26
11 .5 - Ensa I os de G•aracter I zação e Granu I ometr Ia •. 30
111. ENSAIOS OEDOlffTR I CDS ..........................•.•. 58
111.1 - Introdução ................................ 59
111.2 - Equipamento e Procedimento de Ensaio •••••• 59
111 .3 - Resu I tados Obtl dos •••••••••••••••••••.•••• 62
111 .4 - DI scussão dos Resu I ta dos •.•••••••••••••••• B5
li 1 .5 - Gomparação com outras Argl las ••••••••••.•. 73
IV. ENSAIOS DE PALHETA DE CAMPO E LABORATdRIO .•.... ~. 100
IV.1 - Introdução ................................ 101
IV.2 - Revisão Bibliográfica •••••••••.••••••••••• 101
IV.3 - Programa de Ensaios Real lzados ••••••••••.• 105
IV.4 - Equipamento e Procedimento de Ensaio •••••• 106
IV.5 - Resultados Obtidos ........................ 113
IV.B - Discussão dos Resultados •••••••••••.•...•. 11B
IX
PE!g I na
V. ENSAIOS TRIAXIAIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
v .1 - 1 ntroaução .. .. . • .. • • • • .. • • • • • • .. .. • .. • • • • • • 133
V.2 - Ensaios Trlaxlals em Solos Argilosos, Revisão
BI bll ográf I ca • • • .. • .. .. .. .. • • • .. • • .. • • • • • .. 133
V.3 - Tipos de Metodologias adotadas nos
Ensaios Trlaxlals .......................... 137
V. 4 - E q u I p ame n tos e Pro e e a I me n to d e E n s a I o . . • .. . 137
V.5 - Correção aos Resultaaos .. • • • • • • .. .. .. • • • . . . 144
V.6 - Resultaaos Obtidos • • .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. • . . 148
V. 7 - 01 scussão aos Resu I ta aos .. . • • • .. • . .. .. . .. .. 151
V.8 - Comparação aos Valores de Su obtidos por
Diferentes Métodos 157
V 1 • ANALISES DE ESTABILIDADE 176
V 1 • 1 - 1 n troa u ç ll o • • . • • • . • . • • . . • • . . . • . • • • • • • • • • • . • 1 77
Vl.2 - Revisão BlbllogrE!flca ..................... 177
VI .3 - Métoao ae AnEll lse Adotaao .. .. . . .. .. • .. • .. . 182
Vl.4- oaaos para a Anílllse ...................... 184
VI .5 - Resultaaos Obtlaos .. .. .. .. • .. • .. .. • . • .. .. • 189
Vl.6 - Análise aos Resultados ..••..•.•..•.••••..• 190
Vl.7 - Recomendações Propostas •••••••••..•••.••.. 193
VII, CONCLUSOES E SUGESTOES PARA PESQUISA ............. 202
Vll.1 - Conclusões............................... 203
Vll.2 - Sugestões para Pesquisa
REFERENCIAS B1BLI08R4f1CA8 ...................... .
APENDICE A - fDTOGRAflAB
APENDICE B - CALIBRAÇIO DA MOLA DO ENSAIO
DE PALHETA DE LABORATORIO ........... .
207
209
227
237
X
SINIOLOGIA
su - resistência não drenada ao clsathamento
su (h), su (v) - su na direção horizontal e vertical
su (p), su (a) - su de pico e amolgado
Lc - extensão l lnear do desl lzamento
H - altura do aterro e altura da palheta
6u - acréscimo de poro-pressão
LL - I Imite de l lqutdez
LP - llmlte de ptastlctdade
IP - índice de ptastlcldade
h - umidade natural
ynat - peso específico aparente natural
ynat - peso específico aparente saturado
yw - peso específico aparente da água
hf - umidade correspondente à ruptura
ho - umidade correspondente ao final da consol ldação lsotrdplca
( OGR ) 1 )
G - densidade real dos grãos
eo - índice de vazios Inicial
K - permeabl I Idade
Gv - coef. de adensamento
Gc - índ Ice de compressão da curva
Gs - 1 rlndi ce de expansão da curva
GR - índ Ice de recompressão
SR - índ Ice de compressão
AR - índice de expansão
e X log CT'
e X IOg CT'
mv - coef. de compresslbll Idade volumétrica
Ea - deformação específica vertical
vc
vc
xi
~f - deformação específica vertical de ruptura
OCR - grau de pré-adensamento
z - profundidade ao longo da sondagem
a'vo - tensão efetiva vertical ln sltu
a'vm - tensão de pré-adensamento
a'vc - tensão efetiva verti cal de consolidação
a'c - tensão de consolidação lsotróplca (OCR = 1)
a'oc - tensão de consolidação lsotróplca (OCR > 1)
a'ps - tensão lsotróplca efetiva da amostragem perfeita
a's - tensão lsotróplca efetiva após o amolgamento em lab.
ar - tensão de correção dos ensaios trtaxlals
ad - tensão desvio
(ad)c - tensão desvio corrigida
(ad)m - tensão desvio medida
(J I , I a1 - tensão efetiva e tota 1,
(J '3' 03 - tensão efetiva e tota 1 ,
a, 1 + ª'3 pf - ---------- na ruptura
2
a1 - 03 qf - na ruptura
2
na direção
na direção
tp - tempo ao final da compressão primária
t24 - tempo de 24 hs
Ko - coef. de pressões no repouso
Kf - coef. de pressões na ruptura
vertical
horizontal
kfp - carga suportada pelos drenas de papel fl ltro por unidade
de comprimento.
AP/P - relação de carregamento nos ensaios oedométrlcos
AV - variação de volume na fase de adensamento ou expansão
AP - acréscimo de carga ou preasão
X 1 1
v - velocidade I lnear da ponta da palheta
W - velocidade ângular da palheta
D - diâmetro da palheta
T - torque na mola
X - constante de ca 1 1 bração da mo Ia
e - angu I o da curva de ca 11 bração da mo Ia
a, b - constantes da curva de ca 1 1 bração
r - coeficiente da correlação
P - peso do prato+ pesos no sistema de cal lbração
CP.- corpo de prova
Vo - volume Inicial do CP
d - d I ame t r o I n I c I a I d o c P
Ao - área I n I c Ia I da seção transversa I do CP
Pe - perímetro coberto do CP
M - módulo de compressão da membrana
\l - mlcrons
~' - ângulo de atrito Interno o
~u - ângulo de atrito não drenado(= D )
a - coef. angular da reta Kf
A, Af - parâmetro de p~ro-pressão de Skempton - normal e na
ruptura
B - parâmetro de poro-pressão de Skempton
C' - coesão
ESP - traJetdrla de tensão efetiva
TSP - traJetdrla de tensão total
NA - nível de água
NT - nível do terreno
1
CAPÍTULO 1
INTRODUÇIIO
2
OAPrTULO 1
INTRODUÇAO
1.1 - APRESENTAÇÃO
o presente trabalho teve origem em função da ruptura
em 10 de setembro de 1986 de um aterro sanitário próximo h Baía
de Guanabara. A área na qual ocorreu o acidente é
caracterizada pela deposição de solos orgânicos de argl la mole,
e encontra-se no bairro denominado caJu. Segundo VARGAS [1191,
tratam-se de depósitos de argl la orgânica recentes do ponto de
vista geológico, ou sela, ainda em sedimentação. A região total
compreendida por estes estende-se ao longo da orla marítima da
Baixada Fluminense, desde áreas adlacentes h BalH'a de
Guanabara, como é o caso do caJu, até trechos mais Interiores.
o Interesse dos órgãos competentes a nível municipal
se deu em função da obstrução do canal Oom Carlos quando da
ruptura do aterro, canal este que margela toda a extensão do
mesmo e que recebe a contribuição de águas pluviais coletadas
em galerias existentes na Av. Brasl I e bairros de São Cristóvão
e Benfica. Trata-se, portanto, de uma via estratégica para o
perfeito funcionamento do sistema de drenagem da Av. Brasl 1,
principalmente em épocas chuvosas. Na ocasião do acidente foi
mobll lzada a equipe da Diretoria de Geotécnlca, órgão vinculado
h Secretaria Municipal de Obras e Serviços Pdbllcos do Rio de
Janeiro, a fim de resolução do problema.
3
Houve a posslbl lldade, portanto, de se coletar
Inúmeros dados pertinentes ao problema em questão, através da
realização de sondagens, topografia, ensaios in sltu, e
extração de amostras lndeformadas. Com Isso, Iniciou-se uma
pesquis~ a nível de mestrado a fim de se estudar mais
profundamente, e com um maior embasamento teórico, a ruptura
ocorrida.
A singularidade do problema está relacionada à enorme
heterogeneidade, sob o ponto de vista mecanlco, dos alementos
constituintes do corpo do aterro e do solo de fundação, visto
que, segundo diversos relatos colhidos no local, trata-se de
região permanentemente suJelta a alteamentos indiscriminados de
aterros de entulho e I lxo, que levam a constantes
desl lzamentos, amolgamentos e até expulsão de subtrechos de
argila mole do depósito existente.
Em I inhas gerais, trata-se de uma contribuição ao
conhecimento do comportamento e anál lse de solos moles
extremamente heterogeneos, sob o aspecto mecan1co, subJacentes
a aterros de material diversificado e Indiscriminadamente
lançado.
1.2 - CONSIDERAÇOES PRELIMINARES
A execução de obras de engenharia sobre camadas
compressfvels de terreno fraco tem levado Inúmeros engenhe I ros
e pesqul.sadores ao desenvol.vlmento de novos métodos de
execução, novas teorias e procedimentos de anál lse, e novos
mecanismos de monltóração da obra real lzada. A importancla
disto se dá na necassidade cada vez maior de expansão dos
centros urbanos e viários sobre estas áreas, face ao
crescimento normal de nossa população e economia.
Torna-se fundamental para qualquer construção em
solos de argl la mole um considerável conhecimento das
características geomecantcas dos mesmos, em virtude da
necessidade de uti I lzação de tais dados na realização de
proletos de aterros condizentes com os fatores de segurança
mínimos preconizados. Outras alternativas de construção podem
também ser adotadas, como por exemplo:
(1) Evitar de se construir sobre o solo mole, através da
relocação do aterro para camadas mais resistentes de
terreno;
(2) Remoção
material
do solo mole ou sua
de características
eventual
de
substituição
resistência
apropriadas, caso sela tecnlcament~ viável;
(3) Tratamento do solo, melhorando suas propriedades.
por
mais
Torna-se evidente que ai lado ao método executivo,
tempo disponível para a obra, e capital de giro da empresa, os
fatores econõmlcos terão um peso fundamental na escolha do
tipo de s-01ução adequada ao proJeto em questão. A lmport8ncla
do aprimoramento técnico das alternativas de construção
previamente expostas se dá em função direta do crescente
Interesse de uti I lzação de tais áreas, iá que em função das
condições naturais existentes estas tendem a ser, em geral, de·
baixo custo.
5
Na real Jzação de um proleto de aterro sobre tais
depósitos moles temos que levar em consideração a I guns
requisitos, a saber:
(1) O fator de segurança adotado deverá ser condizente com a
final Idade e Importância da obra proletada;
(2) As deformações ao longo da execução e vida útl I da obra
deverão ser compatíveis com a utl I Jzação que se desela dar
para a mesma;
(3) As deformações adlacentes à obra não pode(ão causar danos
às construções existentes.
Uma perfeita previsão do comportamento do aterro em
termos de deformação e resistência requer o conhecimento de
inúmeros dados que nem sempre são disponíveis de se obter, face
à complexidade e heterogeneidade dos materiais envolvidos, ou
sela pelas Incertezas Inerentes aos métodos de anál lse e
acompanhamento. Obviamente não se trata ae um problema
insolúvel, porém o engenheiro deverá ter o bom senso de saber
utl 11zar bem todas as ferramentas dJ.sponívels, a fim ae tornar
o proleto compatível com o melo ambiente. Diversos fatores
podem Influenciar os dados dlponívels num proleto deste tipo,
como por exemplo aqueles que atuam sobre a resistência não
drenada da argl la mole, como é o caso da história geológica das
tensões no solo, a anisotropla de resistências, o efeito de
velocidade de deformação e carregamento, a ruptura progressiva
6
ou o efeito de fluência. Em muitos casos t~ls efeitos possuem
pequena Influência sobre o valor final da resistência, podendo
ser desprezados.
No caso de taludes, um método de anál lse que venha a
prever com acurácla as deformações ~corridas deve Incluir
relações tensão-deformação representativas dos materiais
envolvidos, anlsotropla, distribuição variável de pressão
neutra e heterogeneidades presentes nos solos anal lsados. Ao
se extrapolar tal observação para o caso presente fica claro
que algumas destas variáveis de anál lse não tem como ser
simuladas, face ao pouco conhecimento das diversificadas
características de deformação e resistência dos ma.terlals
existentes no Galu.
I.S - OBJETIVOS DO TRABA~HO
Face às condições singulares em que ocórreu a ruptura
da argila e aterro do Galu, um plano Intensivo de estudo foi
programado com os seguintes obletlvos:
(1) caracterização e conhecimento do depósito de ar g 1 1 a
orgênlca mole do Galu/RJ, além de comparação de resultados
com outras pesquisas em solos de mesma formação geológica;
(2) Explanação dos fatores envolvidos na ruptura, procurando-se
conhecer cri~ri esta ocorreu, sua forma de propagação, as
caracterítlcas dl~ens1·oria1s, e ·~ Influência que a
heterogeneidade mecan1ca do solo de fundação teve sobre a
mesma;
7
(S) Análise e comparação dos diversos resultados obtidos nos
ensaios ln sltu e de laboratório real lzados. Comparações
de valores "teóricos" de retroanál lse de establ I Idade com
valores de resistência ln sltu pós-ruptura, com vistas à
exp I anaçllo de qual fo I a res i stênc Ia mob 111 zada durante a
ruptura do aterro e da argl la, respectivamente.
As fases distintas que envolviam a presente pesquisa
tornou-a ampla, Já que estas eram compostas de diferentes
ensaios, anál Ises computacionais, reconstituição histórica do
local e comparações com outros solos. Não é do escopo do
trabalho, portanto, elaborar extensas revisões blbl lográficas
sobre cada uma das fases de pesquisa (ou ensaios, etc.)
adotadas, visto que para cada uma destas Já existem teses
e s p e c ff I c as e bem d I r e c I o na d as, que me I h o r poder I am ex p I a na r
o~ mecanismos físicos e teóricos envolvidos nas mesmas. Além
disso, a revisão teórica de assuntos pertinentes às distintas
etapas da pesqul.sa estará dissolvida no contexto de cada
capítulo, não vindo a se situar como um ponto a parte da tese,
1,q - DESCRIÇÃO DOS CAPÍTULOS
O capítulo 2 descreve e caracteriza o depósito de
argl la orgânica estudado, dando ênfase aos ensaios
laboratoriais de caracterização realizados, além de fornecer
1 nformaçlles sobre as mod I f I cações h i stór I cas da regi ão e · sua
local lzação. Néste capítulo é ainda apresentado o programa de
sondagens e de extração de amostras indeformadas, sendo
realizado alguns comentários acerca dos mecanismos teóricos
envolvidos na ruptura ocorrida no CaJu.
8
No capítulo 3 é apresentada a metodologia de
real lzação dos ensaios oedométrlcos e os resultados dos mesmos,
resultados estes que são comparados com aqueles referentes a
outras argilas existentes.
No capítulo 4 são comparados os resultados dos
ensaios de palheta de campo e de laboratdrlo efetuados,- além de
ser apresentado o perfl I de resistência não drenada Su para as
duas I lnhas de sondagem programadas. Com relação aos ensaios
laboratoriais é discutida a Influência da velocidade da palheta
nos valores obtidos.
No capítulo 5 são apresentadas as propriedades tensão
- deformação - reslstancla da argl la estudada, sob o enfoque de
dois procedimentos, o primeiro baseado no adeneamento das
amostras à tensão efetiva vertical final de campo, e o segundo
baseado na metodologia proposta por LADD e FOOTT CBBJ,
denominada SHANSEP. Os parametros Intrínsecos do solo, as
comparações deetes com aqueles obtidos por outros autores, e as
correções dos resultados, são apresentados. Ao final do
capítulo são tecidos comentários acerca da comparação dos
resultados aqui obtidos com os referentes ads ensaios de
palheta.
No capítulo B são apresentadas as retroanál ises de
establ I Idade efetuadas, que procuraram simular a ruptura. do
aterro com base em dados oriundos do levantamento topográfico,
dos ensaios de caracterização, da estimativa do perfl I pré
ruptura, e através da variação dos valores médios de
9
resistência mobl I lzada no corpo do aterro e fundação. A
discussão dos resultados com base em hipóteses assumidas, e
uma metodologia proposta de anál lse em proJetos futuros, são
apresentados ao final do capítulo.
No capítu.lo 7 são apresentadas as conclusões da pesquisa e
sugeridos procedimentos a serem adotados em futuras pesquisas,
de forma a comprovar os resultados aqui obtidos.
Ao final do trabalho são apresentados drils apêndices
que, pela singularidade de seus assuntos, não tiveram como ser
Incluídos no corpo da tese.
O apêndice A apresenta as fotos aéreas do local,
tiradas logo após o acidente, enquanto que o apêndice B
apresenta o sistema de cal lbração da mola do aparelho de ensaio
de palheta de laboratório.
1 D
CAPÍTULO li
DESCRIÇÃO DA RUPTURA OCORRIDA E
CARACTERIZAÇÃO GEOTECNICA DO LOCAL
1 1
CAPíTULO li
DfSCRIÇao DA RUPTURA OCORRIDA f
CARACTfRIZAoao GEOT!CNICA DO LOCAL
11,1 - INTRODUÇIO
Este capítulo é dividido em duas partes. Na primeira
descreve-se a ruptura ocorrida, apresentando-se em paralelo uma
breve revisão blbl lográflca sobre des112amentos sem~lhantes. Na
segunda parte apresentam-se resultados de
caracter l zaçl'lo da ar,g 11 a e do aterro.
11,2 - OfBCRIÇIO DA RUPTURA
' 11.1., - Hletdrtco da Re1110
ensaios de
Com base em indmeras Informações coletadas na região
ao longo da fase de desenvolvimento das sondagens e topografia,
constatou-se ser a área na qual houve a ruptura do aterro
formada por deposição de argl la orgânica mole que sempre esteve
sulelta às modificações Impostas pelo homem, principalmente no
tocante à real lzaçl'lo de aterros sanitários e à modificação do
curso natural de canais naturaJs existentes.
Uma visualização destas modificações ocorridas ao
longo de 10 anos passa11os é dada através da figura (11.1). Esta
mostra a local lzaçl'lo, na parte hachurada, do aterro em questão
e sua distância ao canal Dom Carlos, distancia esta que,
como se observa, diminuiu drásticamente face a uma retificação
12
do leito natural do mesmo, ,ou em função de um gradativo desvio
de curso, dado pelos constantes aterros Indiscriminados que
vinham sendo alteados entre sua margem esquerda e a Av. Brasl 1.
Pode-se observar que através das fotos aéreas presentes no
aneKo A que a curvatura natural do canal realmente sofreu
modificações, o que nos leva a afirmar que o solo de fundação
hipoteticamente também foi influenclado. A locallzaçllo do
aterro e um croquis esquemático da situação pós-ruptura são
apresentados na figura CI 1.2).
11.2.2 - Origem Geológlca do Depósito do cal~
Com relação à origem geológica do depósito do Calu,
ORTIGAO C95J apresenta dados significativos sobre um trabalho -
realizado na década passada CIPR C52J) sobre as características
pedoldgtcas e mlneralóglcas da argila mole da BalKada
Flumtnense, no qual afirma-se tratar-se de depósitos fldvto
marlnhos do período quaternário CaproK. BOOO anos), cula camada
argl losa tem cor cinza devido ao teor de matéria organtca
presente, podendo, em alguns casos, ser preta. Segundo este
trabalho o teor de matéria orgânica destas argl las é de 5%,
valor este coerente com aqueles obtidos na argl la de Sarapuí
CORTIGAO [951), porém um pouco superior aos obtidos por ARAGAO
C5J para todo o depósito de argt la do l ltorat da Baía de
Guanabara. Neste dltlmo trabalho silo relatadas eKpresslvas
colaborações real tzadas por FROES ABREU [391, MOSSINHO e AMADO
C84J e LAMEGO CB8J, acerca dos processos de sedimentação e
formação nas áreas da BalKada Fluminense, Baía de Sepetlba e
Litoral da Baía de Guanabara, na qual, em termos resumidos, silo
associados os mecanismos de deposição sedimentar a processos
erosivos 1 !gados a Serra do Mar.
1 3
11.2.a - cronologla do Acidente
Com ba~e na• observações ln sltu e nos relatos
coletados com moradores da região, que culminaram com os laudos
de vistoria HEINE et ai C"l71 e HEINE e CUNHA C"IBl realizados na
Diretoria de Geotécnlca, alguns pontos podem ser constatados,
a saber:
(1) Trata-se da ruptura de uma extensa área aterrada, na qual
situa-se o depósito de veículos da Delegacia de Roubos e
Furtos e uma comunidade,
"Comunidade de Boa Esperança".
mais a Jusante, denominada
Ta I reg l ão está I oca I l zada
ao longo do canal de descarga de águas servidas e pluviais
da V 11 RA e Av. Bras 11, denoml nado por Cana I Dom Car I os. o
croquis esquemático da ruptura e das sondagens programadas
encontra-se apresentada na figura (11 .3);
(2) Conforme se observa às f I guras ( 11 ."!), ( 11 .5) e fotos
anexas, principalmente, podem ser constatados dois níveis
básicos de aterro, alteados em épocas distintas. o
primeiro, de coloração mais e~cura e parcialmente coberto
por um manto vegetal, é de época mais antiga e encontra-se 1C
compreendido entre as cotas - 7 e+ 7m aproxlmadamenté .
Trata-se de aterro composto de material predominantemente
arenoso, com bolsões de matéria orgãnlca decomposta <11xo,
turfa) s material diverso. Com relação ao segundo nível de
*DBS.: Todas as cotas existentes neste trabalho referem-se
àquelas apresentadas na planta topográfica que, por sua
vez, não equivalem às cotas oficiais em relação ao
nível do mar, não obstante ~erem bem aproximadas.
1 "I
aterro, compreendido entre as cotas +7 e +12m, nota-se ser
este composto predominantemente de entulho de construção
c I v 1 1 pesada e material arenoso proveniente de saibrelras. 2
o mesmo se estende numa área de cerca de 1600 m, de forma
aproximadamente clrc~lar e espessura média em torno de 5m,
sendo este o grande causador da ruptura ocorrida;
(8) o trecho superior de aterro descrito em (2), com base nos
relatos locais, vinha sendo continua e progressivamente
alteado sem qualquer controJe técnico desde o final do ano
de 1985, numa extensão aproximada de 150m ao longo e a
montante do cana 1;
(1) A ruptura ocorreu às 1:00hs da madrugada do dia 10 de
Setembro de 1986, vindo a obstruir parcialmente o canal com
o material argiloso aflorado <ver fig. <11.3)). Esta
de ocorrencla causou sérios transtornos às áreas
contribuição de águas pluviais da região, como a Av.
Brasl 1, ameaçando-as com um estado de Iminente Inundação.
A ruptura ocorreu num período sem chuva no R.J., o que
reduziu drásticamente os transtornos criados;
(9) o trlncamento ocorrido no aterro, como se observa na fig.
(11.6), se desenvolveu ao longo de toda a extensão do
mesmo, vindo a caracterizar e delimitar perfeitamente a
região rompida. A ordem de grandeza da abertura destas
trincas variou desde valores mi 1 !métricos, a trechos com
mais de 130 cm de abertura, correspondentes, estes áltlmos,
a abatimentos do nível original do terreno de mais de
100cm. o trlncamento mais Importante é aquele que, nesta
figura, encontra-se de forma mais expressiva (denominado
15
"trlncamento principal"), visto que seria por este que
supõe-se ter a ruptura iniciado;
(1) o processo de trincamento, entretanto, parece ter-se *
Iniciado há mais de 1 mes antes do acidente relatado,
através de pequenas e sucessivas movimentações no terreno;
(7) lmsdlataments após o acidente houve a necessidade de
desobstrução do canal, serviço este feito através de retro
escavadeiras pertencentes ao Departamento de conservação de
Obras, conforme se observa nas fotos anexas. o
Interessante a se relatar, entretanto, é que ao longo das
escavações do material aflorado de argl la mole pode-se
constatar a continuidade do fenômeno em questão, através do
prosseguimento da ruptura e de novos afloramentos. Com a
escavação do material aflorado no pé, o fator de segurariça
voltava a se situar em valores abaixo do unitário, o que
pode ser explicado levando-se em conta que o que tornava,
na ocasião, o aterro aparentemente "estável" era este
material aflorante, visto que o mesmo atuava como berma de
equilíbrio
escorregada.
aos esforços 1 nstabl 11 zantes da massa
A partir do momento que este material era
escavado a situação geral do aterro voltava a se
1 nstabl 11 zar, levando a novos trlncamentos mais a montante
do original e causando um fenômeno de progressão retroativa
do deslizamento, como se observa à figura (11.7). f de se
supor, Inclusive, que tal ocorrência Induzia amolgamento
adicional à região originalmente cisalhada, que compunha a
superfície de ruptura.
*DEIS: Segu_ndo re I atos no I oca 1.
16
11,2,4 - Mecanlemoe da Ruptura, Revle&o Bibliográfica
Conforme pode ser observado ln sltu houve um
aba~lmento expressivo no topo do aterro, culminando com o
levantamento do pé do mesmo e apreciável expulsão de material
argl loso mole do solo de fundação. Esta ruptura levou com que
fossem programadas 2 1 lnhas de sondagem na região, d.e forma a
melhor caracterizar o perfl I geotécnico a procurando-se obter,
por Intermédio de Indicadores de superfície de
Informações pertinentes b real configuração da
crítica de deslizamento.
ruptura,
superfície
Os indicadores de ruptura, apresentados na figura
(11.8), eram Instalados ao final de cada sondagem aproveitando
se do furo deixado pelas mesmas, sendo compostos de um tubo de
PVC enfraquecido em trechos equidistantes, e um torpedo que
tendia. a "prender• caso alguma quebra destes subsegmentos do
tubo ocorresse. O erro associado a esta medição era grande,
pois a faixa de variação do valor obtido seria de dezenas de
centímetros, enquanto que a largura da superfície poderia ser
da ordem de mi I ímetros (MORGENSTERN E TCHALENKO [83) ). Nilo
obstante tais discrepâncias, decidiu-se pelo emprego dos
Indicadores de superfície de ruptura no local, visto que as
Informações assim obtidas seriam de grande valia nas análises
de establ I Idade a serem real lzadas. Os resultados, entretanto,
nao foram satlsfatdrlos, visto que quando se Instalaram tais
Indicadores (2 a 3 semanas apds o acidente), as movimentações
encontravam-se inexistentes ou de pequena ordem, não sendo
possível qualquer medição face à baixa acurácla da aparelhagem.
17
A forma de propagação da superfície de ruptura (ou do
trlncamento superior do aterro), .como apresentado na figura
(11.7), foi hipoteticamente sugerido com base apenas no
levantamento do topográfico pds-ruptura da região, tendo sido
observado que o eixo central do desl lzamento não se encontra,
como a princípio se supunha, perpendicular~ direção do canal
Dom Carlos. A retroatividade de um deslizamento destas
proporções, e suas causas, Já foi obleto de observações na
blbllografla existente, como é o caso da ruptura d·o canal
Klmola descrito por LEONAROS C70J. Neste caeo, tratou-se da
• ruptura de um canal escavado em solo levemente pré-adensado de
origem pds-glaclal, sobrelacente a camadas de areia e sllte.
lndmeros deslizamentos ocorreram ao longo da fase de
porém, aquele que levou a um maior afloramento de
escavação
material
argl loso
desta,
ráp I dei
ao pé da escavação, ocorreu 9 meses apds o término
e, similarmente como no caso do caJu, através de um
deslizamento planar paralelo~ camada subJacente de
fundação, com características típicas de retroprogresslvldade.
Ao anal lsar a ruptura do canal Klmola, KANKARE C5"1J e KENNEY e
UOOIN C56J, citados no trabalho de LEONAROS C70J, teriam
atribuído o desenvolvimento retroprogresslvo da ruptura em
função de um pequeno desl lzamento do pé da escavação, o que
1 e vou a um desconf I namento de toda a massa a montan_te e I n íc I o
do escorregamento. Uma conclusão semelhante chegou KENNEY
C55J ao analisar a ocorrência de lndmeras rupturas circulares
retroprogressl vas em so I o de arg 11 a sens íve 1 ( "qu I ck c I ay") do
desl lzamento de Selnes.
blbllografla consultada,
talude, ou escavação,
conforme se observou no caJu, e na
parece ser o desconflnamento do pé do
o fator primordial de Início de uma
ruptura retroprogresslva sobre uma super.fícle de desl lzamento
18
pré-existente ou não. Outro fato lntsressante ds ss observar é
que o afloramento ocorrido ao longo do canal se· deu,
basicamente, ao longo do trecho esquerdo do eixo de
deslizamento, como se observa na fig. ( 11.7). Isto está
obviamente 1 !gado à maior proximidade do canal nesta região.
Tentou-se, no presente trabalho,. obter-se dados
referentes à movimentação do trlncamento no período pds-
ruptura,
ao I ongo
função de,
através da Instalação de lndmeros piquetes de madeira
do trlncamento "principal" e "secundário", com a
através de medidas e triangulações entre os mesmos,
obter-se os valores de velocidade ou grau de abertura em função
do tempo. Estes valores, no entanto, não tiveram como ser
medidos, quer seJa pela pouca acurácla deste rdstlco sistema em
medir deformações mi llmétrlcas, ou pela aparente
"estanquetdade" de movimentação da massa escorregada após a
ruptura (cerca de 2 semanas após a ·escavação do material
aflorado).
11,2,5 - Geometria do Dea112amento
com base na figura (11 .7) pode-se observar que os
contornos do desl lzamento possuem diferentes características, o
que poderá levar a distintas anál Ises de establ I Idade com
vistas a real simulação da ruptura ocorrida. BALIGH e
AZZOUZ CJOJ, apresentam um método de anál lse de establ ! Idade,
base a d o no e q u r li b r I o 1 1 m I te, que I eva em c o n s I d era ç ão o
acréscimo no fator de segurança dado pelos efeitos
trl-dlmenslonals. Segundo estes autores, para se caracterizar a
existência de um deslizamento finito trl-dlmenslonal deve-se
19
ter uma relação Lc/H abaixo de 4, sendo Lc a extensão I lnear .do
desl lzamento e H ~ altura do aterro ou talude considerado.
Logo, rupturas que ocorressem nesta ou acima desta relação
poderiam ser consideradas bi-dlmenslonals, ou num estado plano
de deformação. Para casos em que esta relação fosse Inferior,
teríamos um acréscimo de resistência ao ctsalhamento dado pelo
trecho curvo e trl-dlmenslonal da ruptura, que se ·refletiria
diretamente no valor final do fator de segurança obtido na
análise. No caso do presente trabalho, onde temos um valor de
Lc conhecido através do levantamento topográfico e H estimado
como sendo a altura de aterro envolvido no desl lzamento,
constata-se ser o trecho direito do eixo central da ruptura de
características predominantemente trl-dlmenslonals, enquanto
que o setor esquerdo conserva características de estado plano
de deformação, como se observa esquematicamente na figura
(11.7). A Influência destas distintas formas de ruptura sobre
as aná 11 ses será posºter I ormente comentada.
Observa-se que em virtude da falta de um levantamento
topográfico quando da locação das sondagens (figura (11.6)),
estas não estão locadas perfeitamente ai lnhadas ao eixo central
do deslizamento, embora tenham sido utilizados os perfis
topográficos e geotécnicos assim obtidos nas retroanál lsee
efetuadas, o que poderá Induzir a alguns erros de difícil
aval lação.
·11.2.0 - Ruptura e Desenvolvlmento de Poro-Pressões
o desenvolvimento da ruptura e alguns dos mecanismos
físicos que estariam hipoteticamente associados a esta, ainda
20
serão obJeto de maiores comentários ao longo do presente
trabalho. No momento pode-se observar que esta teve origem em
função do gradativo aumento das poro-pressões Induzidas no solo
de fundação, dado pela rapidez do carregamento externo
Calteamento do segu~do, e mais recente, nível de aterramento).
Este carregamento e consequente ruptura deve ter se processado *
de forma "aproximadamente" não drenada , mobl I lzando um valor
de resistência não-drenada su, conforme apresentado na figura
C 11.9). o elemento A da mesma é representativo de um ponto
genérico da massa de solo, num período pré-carregamento, valor
este que tenderá a seguir pela traJetórla de tensões efetivas
(ver LAMBE e WHITMAN (67)) até o elemento B, Indicativo da
situação de ruptura, em virtude dos acréscimos, Au de poro
pressão Induzidos pelos sucessivos níveis de aterro. Serão,
portanto, estes acréscimos de poro-pressões Intersticiais que,
fundamentalmente; levarão a argila ·a se romper, através da
redução das tensões efetivas granulares. Métodos de
estimativas de Au com base no carregamento apl lcado foram
propostos por SKEMPTO,N (108), HENKEL (48), BURLANO (20) e
outros. Supõe-se, nestes casos, que o depósito de argl la
organ1ca esteJa saturado (fato este válido para o GaJu Já que o
lençol freático encontrava-se ao Interior da camada de aterro),
e que haJa uma proporcional Idade entre a tensão apJ !cada ao
nível do aterro e a poro-pressão Induzida na argl la.
*OBS: Na teoria considerou-se a ruptura como sendo de forma não
drenada, embora na prática haia a posslbi I Idade de uma
drenagem durante o clsalhamento.
21
ORTIGIIO C95J através de leituras piezométrlcas
real I zadas na argl Ia de Sarapuí, quando da construção do aterro
experimental, observou.que há um aJustamento Inicial das poro
press6ee, seguido de uma variação aproximadamente I lnear entre
·estas e a altura do aterro. Eeta tendência também foi
constatada por SEKIGUCHI e SHIBATA [10'11 através de análises
computacionais pelo método dos elementos finitos, no qual foi
simulada a construção em eta~as de um aterro sobre uma camada
de solo de comportamento elasto-vlscoplástlco, em condições não
drenadas e em estado plano de deformação. Ao se atingir o
estado de sol !citação máxima do solo, através destes sucessivos
acréscimos de óU, lnlcla-ee um processo de plastlflcação e
escoamento, concomitantemente com o clsalhamento do plano onde
atuam as tensões máximas.
acompanhado de crescentes
Todo este mecanismo de
deformações da massa
principalmente nos trechos adJacentes à potencial
ruptura é
argilosa,
região de
clsalhamento. Este fato expl !caria a ocorrência do trincamente
do aterro em período anterior a ruptura general lzada, pois ao
começar a se aproximar da condição crítica de establ lldade (FS
= 1), o depdsito de argila Já estaria suJeito à apreciável
deformação. Embora seJa teoricamente possível, tal hipótese é
passível de questionamento, visto que, segundo BJERRUM et ai
[171 o valor da deformação na ruptura depende, primordialmente,
do tempo dispendldo nela. Estes constataram através de ensaios
trlaxlals consolidados não drenados, na arglla marinha
normalmente adensada de Oslo, que há uma tendência de
decréscimo de deformação axial na ruptura com o aumento de
tempo nec~ssário ao rompimento da argila, tempo este que no
CaJu pode ter sido de 1 mês (Início do trincamente>, embora não
se tenha como comprovar Isto.
22
11.e.7 - Formaçlo da Superfície Final de oee11z1mento
Gom relação a formação da superfície final de
desl lzamento, através das lndmeras rupturas local lzadas nas
regiões potenciais de clsalhamento (trechos onde, como será
visto nos próximos capítulos, a resistência su encontrava-se
Inferior ou amolgada), pode-se dizer que houve uma
progressividade e redistribuição de tensões Induzidas ao longo
de toda a superfície de ruptura, dada pelos diferentes estados
tensão-deformação que cada uma das reg Iões englobadas
encontrava-se. LO C78J, através do estudo do desenvolvimento de
rupturas progressivas ao longo da superfície de clsalhamento,
afirma ser esta oriunda de deformações diferenciadas e estados
Iniciais de tensão distintos ao longo da massa de solo
considerada, de forma que, ao se Iniciarem os mecanismos de
ruptura haverá uma "transmissão" ponto a ponto em elementos
vizinhos de parte da carga atuante, quando um destes elementos
Já estiver atingido o patamar de escoamento. Este fato está
relacionado com os diferentes estados de deformação e
resistência dos distintos elementos de solo, que, com base nos
dados obtidos nos ensaios ln sltu, encontrava-se presente no
depósito do Galu. A existência destes subtrechos amolgados ou
de su Inferior levou, sem ddvlda, à formação de superfícies de
desl lzamento não circulares no acidente ocorrido no Galu, fato
este semelhante àquele constatado por MITGHELL e EDEN [821 na
ruptura de taludes de argl la sensitiva na região de Ottawa.
Este_s autores atrl bui ramo fenômeno à ocorrência de superfícies
pré-existentes não circulares de desl lzamento. No caso do
presente · traba I ho, estas superfícies poderiam estar
23
relacionadas à história de tensõss no depósito, no qual
diversos aterros foram aleatoriamente construídos e rompidos.
Um fato Interessante que comprova tal hipótese é a obtenção,
nos amostradores tubulares retirados em até 1Dm do Interior da
argila mole, de diversos materiais como prego, caco de vidro,
arame, etc. No depósito foi obse~vada a existência de camadas
d e e s p e s s u r a v ar I á v e 1 < cm a d e zen as d e cm) d e ar si I a f I u I d a d e
cor preta, trechos estes que podem ser antigas superfícies de
des 11 zamento.
SKEMPTDN [11DJ ,observa que nos casos em que existe
uma superfície de ruptura pré-existente, ou naqueles em que a
superfície vem sendo submetida a grandes deformações, a
resistência drenada é levada até o seu valor residual, o que
poderia exp 11 car, a "grosso modo", a bal xa res I stênc ia Su
obtida nestes subtrechos constatados, muitos dos quais não
recuperáveis pelos amostradores utilizados. Num trabalho mais
recente, SKEMPTDN [1111 ao comparar os valores de resistência
residual dos ensaios laboratorlals obtidos com o anel de torção
<"rins shear") e os valores calculados por retroanál Ises,
observou serem estes compatíveis, com uma faixa de erro que
variou de -3 a +5%. No presente trabalho não foi possível, no
entanto, real lzar tais comparações.
VYALDV et ai [1221 estudando os mecanismos báslcoa de
ruptura do solo no processo de clsalhamento, afirma que uma
deformação a longo prazo induz a uma reorientação da estrutura
do material,· causando um enfraquecimento das ligações Internas
dos minerais de tal forma que, quanto maior for o tempo de o
deformação, maior será o n. de llgaçlles que serão quebradas.
24
Este rearranJo das partrculas se dá na d I reção do
clealhamento, tendendo a reduzir a resistência do solo no
local, como era d~ se esperar. Os deslocamentos microscópicos
são acompanhados por uma reorientação das partículas e
consequente concentração de tensões em pontos adJacentes, o que
é propício ao desenvolvimento de mlcro-flssuramentos. As
pesquisas real lzadas conclulram que este processo se estende
até a ruptura do solo, através da formação de "grupos de
partículas orientadas" (PUSGH C101J) nas zonas adiacentes e
pertencentes à faixa de clsalhamento. Embora tais zonas tenham
espessuras pequenas, conforme relatado, é possível que o mesmo
mecanismo tenha ocorrido nos subtrechoe de lodo existentes no
Galu, em função, principalmente, de constantes deformações.
11,3 - CARACTERíSTICAS GEOTfCNICAS DO LOCAL
11,3,1 - Geologia e Perfil Geotdcnlco
A área em estudo é caracterizada por um depósito de
argl la organlca que vem sofrendo processos de carregamento
11 gados 11 ocupação humana desordenada, ao I ançamento 1 1 ega I de
aterros e à constante mudança de seus cursos naturais dos
afluentes d'água. Outrora manguezal, o caJu hoJe é uma das
regiões que mais vem se modificando topograflcamente, face aos
fatores acima mencionados. Isto se refletirá na complexidade e
heterogeneidade da história de tensfies, e das resistências
mecaft1cae ao longo da· profundidade do depósito. Esta região, no
entanto, Já foi obJeto de estudo de outro autor (ARAGno C5J),
que através de 376 sondagens de reconhecimento a percussão,
pode traçar um perfl I trp1co do subsolo existente ao longo da
25
orla marítima da Baía de Guanabara, mais precisamente, da área
compreendida entre a Ponta do CaJd e a foz do Rio Merltl. Este
perfl I encontra-se apresentado na figura (JJ.10-a) e retrata
bem como deve ter sido, no passado, o perfl I ge~JdgJco do
trecho atual em estudo, ~ com base nos resultados deste
trabalho que alguns dos dados aqui obtidos são comparados, com
vistas a uma melhor compreensão dos efeitos produzidos pelo
aterro sobre os parâmetros originais de resistência e
compressibl I idade da argl la. ~ Interessante ds se notar,
entretanto, que naquela época ARAGAO C5J Já constatava a
existência de aterros de entulho em área próxima a do presente
trabalho, na
cuJo perfil
desembocadura do Canal do cunha.
encontra-se apresentado na figura
Neste local,
(11.10-b), o
aterro encontrado possula espessura em torno dos 7m.
o ·obietlvo da real lzação de sondagens mistas foi de
·conhecer as resistências mecânicas do aterro e argl la, para,
com Isso fornecer elementos básicos à rstlrada de amostras
lndeformadas em furos executados exclusivamente com
propósito.
este
Ao todo foram realizadas 11 sondagens mistas e
retiradas 14 amostras lndeformadas, conforme tabelas (J 1 .1),
(JJ.2) e (11.3), respectivamente.
11.s.2 - Metodologle de Reallzaçlo das Sondagens
As sondagens mistas foram executadas por percurssão
com avanço por circulação de água, medição de resistência à
penetração, e coleta simultânea de amostras repre~entatlvas a
26
cada metro de profundidade, mediante a cravação de um
amostrador padrão de 35 e 50 mm de dl8metro Interno e externo,
respectivamente. A metodologia do ensaio seguiu as prescrições
dadas pela norma NBR 6484 e NBR 7250.
Nos trechos em que não havia a posslbi I Idade da
execução do ensaio, face a existência de blocos de concreto e
outros, a sºndagem era realizada por Intermédio de sonda
rotativa com circulação de água, com coroa de diamante de
dl8metro NX. A sondagem f I na 11 zava-se após ter sido
ultrapassada a camada de argila mole.
oe perfis Individuais de cada sondagem, nos quais é o
Indicado o n. de golpes necessários à cravação dos dltlmos
30cm do ensaio de penetração, são apresentados nas tabelas
(11.1) e (11.2). Nestes é dada a cota de referência de cada·
ensaio e apresentada a profundidade, a partir da boca do furo, o
que se encontram os mesmos. Nota-se que o n. de golpes do
ensaio varia de 2 a 25 na camada de aterro, e de 0145cm a 5 na
de argl la. Estes dados caracterizam a heterogeneidade do
aterro e classificam a argila, segundo TERZAGHI e PECK [1181,
como sendo de consistência multo mole a mole. Abaixo da camada
argilosa foi encontrada uma camada de areia de compacidade
crescente com a profundidade, variando de fofa a medianamente
compacta. A convenção dos solos encontrados e sua
caracterização geológica encontra-ee apresentada na figura
(11.4).
11,4 - OBT!NOIO DAI AMOSTRAI
As amostras utl I lzadas nos ensaios laboratoriais
foram obtidas através de 2 grupos distintos de amostragem, que
27
visavam fornecer quantidade razoável de solo para os ensaios de
caracterização e os de determinação de parametros de
compresslbl I Idade e resistência, respectivamente. Portanto
adotou-se 2 dlêmetros distintos para o amestrador, conforme
fosse a utll lzação da amostra coletada.
11,4,1 - Amestradores de Dtlmetro Igual a 75mm
Este amestrador foi empregado para a coleta de
material· visando os ensaios de caracterização e o
reconhecimento visual da variação da camada de argl la organlca
mole. o tubo utilizado possula 500mm de comprimento, sendo
feito de aço inox.
As amostragens realizadas são apresentadas na tabela
< 11.3), na qual são encontradas as cotas de realização de
coleta das amostras, a respectiva profundidade a partir da boca
do furo, e a recuperação percentual de cada amostra.
perceber que ma Is de 70% da amostragem rea 11 zada n·ão
resultados (recuperação nula), face, provavelmente,
Pode-se
obteve
11 baixa
consistência da argl la nesta região e ao reduzido comprimento
do amestrador. constatou-se, durante os serviços ln sltu, que
a argl la permanecia dentro do amestrador tubular até ser
encontrada a Interface nível d'água/atmosfera, despreendendo-se
do amestrador após ter sido ultrapassado este I Imite.
Foram rea 11 zadas amostragens a cada metro de
profundidade, em dois furos próximos entre si (SM4-1A e SM4-
1EI), procurando-se traçar o perfl I real do depósito de argl la
ao I ongo da profund Idade. /i. 1 oca 11 zação destes furos encontra
se apresentada na figura (11.6).
28
Os amostradores eram, após a retirada, parafinados na
extremidade e armazenados por 1 a 2 dias dentro de um caixote
com serragem molhada, até serem transportados ao laboratório da
COPPE. O material encontrado nestes amostradores e sua
respectiva posição em relação aos mesmos, encontra-se
apresentado às figuras (11 .11) e (11.12), podendo ser observada
a elevada heterogeneidade de materiais presentes à argl la
amostrada.
11."l.2 - Amostradores de D18metro Igual a 100mm
com exceção dos ensaios de caracterização, todos os
demais foram rea 11 zados com amostras obtl das por esse
amostrador. o tubo empregado possuía 1000mm de comprimento por
100mm de dlametro, com um coef. de comprimento da amostra Igual
a 10 e uma relação de área de 3,8%, valores estes que se
encontram coerentes com os sugeridos por HVORSLEV C51J para as
ar g 1 1 as mo I e s.
A recuperação das amostras nestes amostradores foi
multo superior àquela referente aos amostradores de dlametro de
75mm, como se observa na tabela (11.3). f provável que, em
função do maior comprimento deste amostrador, sela possível
explicar esta melhora nos resultados obtidos ..
A coleta de amostras se procedeu a cada metro de
profundidade, em dois furos próximos entre si (SM10-1A e SM10-
1B), tendo sido utl l lzado o seguinte procedimento:
< 1 ) R e a 1 1 z a r a m- s e furos específicos para a amostragem de
material lndeform•do, empregando-se o mesmo equipamento
29
utlllz~do na sondagem, dorém com dlametro de coroa igual a
15Dmm.·· As perfu-raç!íes forairf-e'·xecutadas com cl rculaçlio de
á~u•, sendo o furb reveâtido até 50cm acima da cota de
amostragem;
(2) Controlava-se o comprimento de cravação através de hastes
do equipamento de sondagem, procurando-se cravar cerca de
90'1. do comprimento ótl I ds cada amostrador, a fim de
proteger a amostra de uma cravação excessiva;
---·-ta).,pós a cravação esperava-se cerca de 15ml n. para permitir
uma melhor aderencla entre a p.arede do tubo e a argl la;
(4) Tendo sido retirado o amostrador, eram parafinadas as suas
extremidades e afixado, em seu corpo, uma etiqueta
contendo ~ados sobre o furo, sua profundidade e porcentagem
ds recuperação.
Não se utilizou a lama bentonítlca na realização
dos servlçus préviamente descritos.
com relação à preparação dos corpos de prova em
laboratdrlo, as seguintes etapas podem ser descritas:
(1) Com relação aos amostradores de dlêmetro Igual a 75mm,
dlvldta-se longitudinalmente o solo extraido em 2 seções.
uma destas era armazenada em camara ámlda para os
posteriores ensaios de caracterização, e a outra era
j:ioêta pafa s1l'car ao ar afim de ser submetida a uma anél lse
30
v I sua 1, conforme apresentado às f I guras < 11 .11 > e < 11 .12);
ra>-o· solo dos amestradores de dlametro igual a 100mm era
·e~tralWo · pa~teladamente, conforme a execução de cada
ensaio. Nestes, face ao amolgamento, eram excluldos dos
ensaios os primeiros e óltlmos 5cm da argila recuperada;
(3) Oã amostradores eram armazenados em câmara dmlda em posição
horizontal e em ordem conhecida, a fim de serem utl I lzados
posteriormente.
Encontra-se apresentado na tabela (11.'I) a utl l lzaçllo
geral de todos os amestradores empregados, as amostras do
atell~ cól~tadas, e os respectlvbs ensaios realizados em cada
um destes.
11,8 - INIAIOI II GAIAGYIIIZAOIO I IIANULIIIITIIIA
foram real lzados ensaios de caracterização e outros
nas •mostras coletadas com os amostradores de parede fina e nas
amostras deformadas do aterro,· conforme será descrito abaixo.
'lr.1.1-·'LIMltee de Atterber1 e UMldede Natural de Ar1111
"Os ensaios de limite de liquidez (LL> e plasticidade
(LP> da argl la do Calu foram real lzados em amostras coletadas
ao longo das sondagens, pelo amestrador Raymond-Terzaghl de
50mm e com amostras lndeformadas. A metodologia de execução
dos ensaios nas amostras l.nlcialmente citadas seguiu a
·o·rientação· do'NBR''"71BO,cula preparação das mesmas se deu
segundo o NBR B'\57, ou sela, com o prévio eecamento ao ar,
destól'roãiiíe·nto, ---quartEfamentó ·e pa·ssâife·m lia peneira de 2,0mm.
/
31
Estes ensaios foram executados pela empresa Geomecanica S.A. e
eiic:õntfâm-"se apresentados lls tabelas (11.5), (11.6) e (11.7>.
Qs valores encontrados situam-se na mesma faixa
obtida para a· argl la de Sarapuí, n!!o tendo sido observado,
entretanto, uma tendftncla a se obter umldades naturais (h)
superiores aos I Imites ds liquidez. BJERRUM C16J recomenda não
se utll lzar da secagem prévia para determinação doe I Imites de
Atterberg do material, providência esta que foi adotada nos
ensaios real lzados na COPPE e culos resultados são apresentados
na tabela (11.8), Cabe observar que pare o cálculo da média
dos parametros obtidos n!!o foram considerados os dados
referentes aos primeiros ensaios executados e aos Valores
referentes ao amostrador SM4-1A, 18,5 a 19, este ~!timo por se
encontrar na transição da argila para a camada de areia, não
sendo, portanto,. representativo. Os valores médios obtidos
são:
LL = 1D7'1> LP = 41,. IP= 67'1> h = 108,.
Embora o índice de plasticidade encontre-se um pouco
abaixo do esperado para este tipo da solo, os valores estão
condizentes com os obtidos por ORTIGIIO C94l para a argl la de
sarapul.
Na figura (11.13) é apresentada uma comparação,
através do gráfico de CASAGRANDE C23l e da atividade coloidal
de SKEMPTON C107J, entre os valores de ARAG~D C5J s os aqui
obtidos. Nota-se
plasticidade, podendo
que
ser
tratam-se de
classificadas
argilas
como CH
de alta
segundo a
32
·c1 ass I f I caçllo Unificada dos Solos. Com base nestas
semelhanças, na proximidade da ambos os depósitos, e na sua
mesma formação geoldglca, pode-se d I zer que as anil 11 ses
químicas pertl nentes à argl Ia do 11 tora I da Ba ra da Guanabara a
a do caJu serao semelhantes, ou dentro de uma faixa aproximada.
11.s.1 - ,,,o E1p1ort100 Ap1r1nt1, D1n1fd1d1 ft111 • an•11,1
Granutom•trloa da Ar9111
Os eneaios de peso específico aparente natural foram
realizados no momento da retirada das amostras coletadas no
amostrador de menor dl8metro, através da Inserção de um anel
rígido de área e volume conhecidos. Os valores assim obtidos
encontram-se apresentados à tabela li 1 .B) e, ao se. considerar
os dados obtidos nos ensaios oedométricos la serem apresentados 3
no capítulo seguinte), obtem-se uma média global de 14,3 kN/m
para a argila do CaJu.
A densidade real das amostras foi obtida sem secagem
prévia do material, utilizando-se, a partir de então, a
metodologia preconizada pelo NBA B50B. Os resultados obtidos
encontram-se na tabela li 1 .B) e, novamente ao es considerar os
resultados dos ensaios oedométrlcos, obtem-se uma média de
2,BB, que segundo MOTTA CB5J encontra-se dentro da faixa
esperada para os solos em geral.
As análises granulométrlcas realizadas seguiram as
prescrtçfles da norma NBR 6457 e NBR 7481, tendo sido realizado
ensaios de sedimentação com vistas ao completo conhecimento da
curva granutométrlca desta argila. Estas curvas encontram-se
33
plotadas na figura c11.1q>, onde se observa boa concord&ncla
entre
SHq-1A,
as mesmae, com exceção daquela referente ao amostrador
18,5 a 19, o que Jé era de se esperar. Os percentuais
de material obtidos nesta anlllfse, expressos na tabela <11.8>,
Indicam tratar-ae de um solo culo percentual de
ultrapassa os 60% em média.
a rg 1 1 a
Na figura (11.15) é feita uma comparação com os
resultados obtidos por outros autores para a arglla de Botafogo
e Sarapuf, tendo-se observado que tanto a argila estudada neste
trabalho, quanto a de Sarapuí, possuem características
.granulométrtcas semelhantes. A argila de Botafogo, por ser
mais arenosa, não é concordante com est.ee resultados.
11,B.3 - an,111e OranuloM,trlca e fnealos de Caracterlz•çlo no
Aterro
Apesar de serem conhecidas as enormes
heterogeneidades do aterro em estudo, tentou-se obter alguns
dados que caracterizassem, em média, o material existente no
mesmo. Portanto foram real lzados com esta final Idade ensaios e
coleta de material ln sltu em 3 pontos dletlntos do aterro,
denominados por "platO superior", "Intermediário" e "inferior",
conforme fosse sua cota em relação à crista deste. o material
denominado por "amostra global" refere-se a uma mistura dos
solos dos distintos platOs existentes.
Nos lugares descritos pode ser obtido o valor do peso
específico aparente natural através do ensaio do frasco de
areia, cuJa metodologia de realização encontra-ee em MOTTA
[ 86] •
34
A umidade natural nestes platos foi obtida através da
utilização do aparelho "Speedy", que consiste de um
reservatório metálico acoplado a um manOmetro. Neste é
inserida uma quantldade conhecida de solo dmido e carbureto de
cálclo, vindo a ser determinada a umidade Indiretamente através
da variação de pressão no aparelho.
Com o material deformado coletado ln situ procedeu
se, no laboratório da COPPE, a realização de ensaios
granulométri·cos segundo o NBR 6457 e o NBR 7481 além de ensaios
de caracterização completa, com base no NBR 6508, e no NBR
7180. Estes ensaloe possuem apenas uma diferença com os
preceitos de norma, dada ao ee considerar como "pedregulho"
(76mm > dlametro )4,8mm) elementos como caco de tllolo,
madeira, etc. presentes no aterro. os resultados obtidos estão
apresentados b tabela (li .8) e, como era de se ~sperar,
encontram-se pouco concordantes entre si.
Como se observa na figura (li .14), o aterro é oriundo
de material predomlnantemsnts granular, com uma taxa de areia
superior aos 50%. Os valores de umidade ln sltu, aparentemente
altos (principalmente ao se comparar com aquele obtido em
amostra seca ao ar em laboratório), podem ser explicados em
função da data de realização dos mesmos, cerca de 2 a 3 dias
após uma época chuvosa no Rio de Janeiro.
Os valores médios do aterro do Calu são dados,
portanto, por:
3 Ynat = 15,7 kN/m
h = 7,0 %
3 Ysat = 18,3 kN/m
G = 2,67
. PROF. SONDAGEM Cm) SM-11 SM-10 SM-9
-COTA Nº .GOLPES 30cmF. CAMAI>\ COTA N" G01JFES
30cm . t•= COTA I'" GOLPES 30cm F. tbTA
o 3,84 - 3,58 6,í5 9,29 1 2,84 5 ~ 2,58 4 5,15 6 8,29
2 1,84 7 1,58 1/15 4,15 J0/36 7, 29 3 0,84 9 0,58 2 3,15 17 6,29 4 -0,16 13 -0,42 7 2,15 18 _!;, 29 5 - l, 16 9 -1,42 2/45 J,15 7/34 4,29
\ 6 - 2,16 2 -2,42 2/45 0,15 5 3,29 7 - 3,16 4 -3,42 2/45 1\ -0,85 46/21. 2,29
- 4,16 1/45 \ 8 a4,42 2/45 - 1,85 10 1, 29 9 - 5,16 1/45 - 5,42 2/45 -2,-85 ·g 0,29
10 1/45 :\ -6,42 2 -3,85 li -0,71 -s.-1s :\ li - 7,16 -7,42 2 - 4,85 - 1,71 2/45 JO 12 -8, 16 2/45 - 8,42 2 5,85 7 - 2,71 13" -9,16 1/45 -9,42 2 - 6,85 2/15
,\ - 3,71
\ 14 -10,16 l/45 -10,42 2 . -7,85 2 - 4,71 15 -11,16 2145 -11,42 2 -S,85 2./50 - S.11171
\ 16 -12,16 2/45 -12,42 2/28 -9,85 2 -6,71 17 -13,16 2 -13;42 l/15 -10,85 3 -7,71 18 -14,16 1/15 -14,42 2 -11, 85 3 -8,71 ·. ,.
-19 -15,16 2 '. -15,42 9 -12,85 2 -9,71
' 20 -16, 16 4 -16,42 9 . ' -13,.85 2 \ - 10, 71 '. 21 8
... -14,85 - li, 71 -17.16 16 ''
-17, 42 . ' 22
',, ·.'' : '. 22 - 18,16 18 ! .. -15,85 7 \ \" . , . . ' 23 -J9,16 15 -16;85 5 .
24 ·'1 . ':t. ~ ·:::
' '. '-' -17,85 - li .
1 .. - ' /'
25 ' C - .. -'. ' - ·.
TABELA IL 1- TABELA · GERAL DOS ENSAIOS DE SPT LINHA DE SONDAGEM N~ 1
SM-8 N'"" GOLPES CAMADA COTA 30cmf.
li, 74
10,74
4/33 9,74
5 8,74
5 7,74
9/35 6,74
3 5,74
12 4,74
J5/33 3,74
9 2,74
7 ,, 74
7 0,74
JO -0,26
·2/15
~ - ,, 26
5 - 2,26 2/36 - 3,26
2/41 - 4,26
3 - -5,26
5 .,·.-\.'. - 6,26
20 ~\-\º - 7,26
14 " - 8,26 -32123 =
< =
SM-7 N" GOLPES 30 cm F.
31
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' FROF. SONDAGEM
SM-6 SM -5 SM -4 SM-3 (m)
COTA IN GOLPES CAMADA . COTA N GOLPES CAMADA COTA N- GOLPES CAMAOJ COTA Nº GOLFES
:!('.) QTI s:; 3oem·F.
o 2,79 - 2,45
1 1,79 12 1,45 1/45
2 0,79 12 . 0,45 1/45 .. 3 ·ü,21 9 -0,55 2/A5
4 1--1,21 17 -1.,55 1/45 .. 5 -2,21 16 -2,55 2/45
. 1 ' '
6' -3,?I 8 -3,55 i/45
7 -4,21 12 e\-\' . - -4,55 2/45
8 ·5,21 12 .. ,· -5,55 2/45
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2/15
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10 -7,21 2/45 -7,55 2/45
li -8,21 1/45 -8,55 1/45
1~ -9,21 1/45 -9,55 1/45
l3 -I0,21 1/45 -I0,55 2/45
14 -11,21 0/45 -11,55 l/45
15 -12,21 1/45 -12,5! 1/45
16 -13,21 1/45 -13,55 1/45
\ -14,5! f7 -14,21 2/45 2/45
18 -15,21 2/45 . .. -15,55 3
19 -16,21 2 ,' -16,55 7
20 i- J?,21 5 ,_. -17,55 7
21 -18,21 6 .. -16,55 12
22
23 ' ' 24 ..
25 '.
TABELA l!. 2 ·- TABELA LINHA
30 cm F. 3n cm F.
\ 3,66 5,71
2,66 6 4, 71 .8
1,66 li 3,71 li
0,66 16 2,71 IO
.\ ~
-0,34 20 ~-- t,71 · 13
-1,34 9 f---'- 0,71 22
\ -2,34 JO -0,29 25
-3,34 5 .-1','29 22
\ -4,34 2/45 . -2,29 20
\ \ -5,34 2/50 -3,29 20
-6,34 1/45 -4,29 2 /45
t-7,34 1/45 -5,29 2/58 -6,34 2/50
!\ -6,29 2/55
-9,34 . 1/45 -7,23 2/45
-10,3• 1/45 -6,29 2/45
-11,3< 1/45 -9,29 1/45
\ ,\ 12,3< 2/45 -K>,29 2/50
-13,3< 2/45 -11,29 2/60 ' . . . -14,34 2 -12,29 . 2/47 . .. - --l=,34 7 -B,2, 1/45 . ' ..
.. -16,34 12 . ' -14,29 2/45
-17,34 13 '· -15,29 2/45 . . -16,34 13 -16,29 4
.· -13,34 13 ' ' 17,29 5 . ~ ~
-18,29 l2
. ' . -19,29 16
GERAL DOS ENSA 105 DE SONDAGEM N~ 2.
DE
SM-2 .
t:AMAc.o COTA Nº GOLPES i-- em~
9,41 - 6,41 17
7,41 14
~ 6,41 12·
5,4[ 20
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3,41· 22
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SONDAGEM SM - 4 SM -10
1A JB 1A 18 PROF.~ m) REC. t)A REC. DA RE C. t)A R E 'C • .DA OBS
COTA .AMOSTRA(•/o) CAMADA . AMCOTA .
AMOSTRA {0/o) CAMADA OJTA
AM:>STRA (0/o) CAMADA COTA AMOSTRA [•/o)
CAMADA
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.. 2,42 <
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\ ~5~ 17 -13,34 t;:.-0v// -13,34 V~ 1\ -13,58 ~ \ -13, 92 . . . :,. . : z ...
18 · -14,34 VÁcrí~ -14,34 V~~ -14,58 .. '
-14,92 · . ' . ~ . ~ <t .. ' .. (1) ~ <C
l9 -15,34 . ~ ·5 ..... · .. : : -15,34 ·. :.., · .. ::·: -15,58 _: ·• ·• ~ ·-.- -15,92 . .. ·. ~ : . '· . 0(.J Z. '~- ' .
AMOSTREAOOR TUBULAR AMOSTREAOOR TUBULAR ti INT ~ 75 mm ' fJ INT = 100 mm • COMP: 500 mm COMP = 1000mm
TABELA lI.3- TABELA GERAL.DAS SONDAGENS REALIZADAS P/ EXTRACÁO OE AMOSTRAS INDEFORMADAS . AMOSTRADOR TUBULAR DE PAREDES FINAS
"' ..-..,
38
--------···--------------------------------------: , E H S A I O S 1 ------:-------------------------···---------------------:
: : TRIAXIAL : 1 t h (%) : y nat : 1 1 1 : :-----,---: AOENSAIIElffO : PALHETA DE :-------:------: : AllALISE : wms 0€ : 1 AMOSTRA ldc=d·10:a'c>o'vol : 1 LAB. : IN I LAB. : IH : G : GRAUUL0-1 I 1 } 1 i : LABORATÓRIO 1 1 SITU i I SITU i 1 111'.TilCA I ATIERBERG. 1 :------------1---:----1--------l---------:----:----:----:-----:-1----:---· -----: :ATERRO - GLOBAL l l : 1 1 1 1 1 : 1 t l 1 : t 1 :-- . -------:----:----:---------:-------:--:--:----:----:--1----:-------: :ATERRO-P.SUPERIORI 1 1 : : 1 t .: l 1 : : 1 1 1 :---------:-----:----:-----:---------:--:---:----:----:-:-----:------: . lATERRO-P.IIHERN. l l l I l l 1 1 : t : : 1 1 1 l .-----------l-----:----:----:---------:--:----1-- .:------:-:----: 1 :ATERRO-P.IHfERIOil : : l I l 1 . l l 1 : : 1 1 l :-----------:----:----1------:-----:--:--:---:--:-l-----:-----I 1SM4-1A, li a 11,5: 1 l l l O : 1 ! 1 1 l 1 :---------:-----:---:---------:------:----:--:---:---:--1----:-------J :SM4-18,14,5 e 15 1 1 l 1 . I O l I O ! : O l O l O 1 :---------l---l---:-----:------1--:--:----:---:--l-----:-----1 lSt\4-18, 17 a 17 ,5: : : l l O l : O : : O I O I O : :---------:----:----:-------:----!---:--:----:----:--:----: ---1 lS1B-iA, 18,5 a 191 1 : l : O l I O : ! O l O l O 1 :---------:----:---:----. --l---1----:--:----:---:--:-----:- 1 :s"1e-1A, a a 9 : : : o : o : o : : o l ! o : : 1 :-------:-----:-----: ----:------:---! . :---:--:--:----:---: :Sl'li&-18, 8 a 9 : : : l O I O : 1 : l : l l :------------:---1----:------:------1---:--:----:----l--l----:----... : :SH1e-1A, 9 a 11 : f : O I l O l : O l I O l : 1 :---------:------:------1-----1------:-----:---:--:-----:--l---:------1 :Sl'l19-18, 9 a 11 : O l : O : O l O : l O f : O l : 1 :---------:---:---:------1 -:--:---:---:----1-l---: t :SN19-1A, 11 a 12 : O · l I O I O l O 1 : O : : O I l 1 :------:--:---:-----:-----:--:---:----:----:--:----:-----: :SH1i-1A, 13 a 14 : O : . O I O l O l O l : O : : O 1 : 1 :-------:----:-.---:-----:--. --1--:--:--1--:-1-----: 1 :stiii-18, 13 a 14 : l : : O l 1 : : : 1 ! 1 :-------:--·----:------1-----:-----.--:--:--:--:--:--:---:-- 1 lSNit-18, -14 a 15 1 l l O : O l O : l O ! 1 O l l 1 :--------:------:-----:-----:----:--:--:----:---:--:---:----: lSH10-1B, 16 a 17 : O : O : O : O : O : l O 1 : O I l 1 :-------:--:---:------:-------1--1----:---:--:-:---1 .. , :s,ue-tA, 17 a 18 : ·: 1 o : o : o : : o l : o : : , ----·--·---·
TN!El.A 11.4 • !ABEi.A !DAI. OOS DISAIOS REILIZNJOS
MOSíiAS INDEfOl11W)AS E DEFOl11Wl/tS
O - Alastras lndeFcnadas
1 - ltlostras DeFor1adas
--------·----· SH·! SH-2 SH-3 SH-4
:-----------------:------------------:--------------------:--- '--------· tlIMITES DEt . . : LHIITES DE 1 : tlHIITES DE: : . :LHIITES DE: • • • :ATIERBERG : : • l ATTERBER!i : : : lATTERBER!i 1 • : :ATTER8ERG : • •
COTA : h : (%) : IP : COTA h : m : IP : COTA h : m : IP 1 COTA h m 1 IP : : (?) l-------l (%) : : (%) :-------: (%) : : (%) :------: (%) : : (%) :---------: (%) :
l li 1 LP : : : : .LL 1 LP : : : : Ll : LP : : : : Ll : LP : :------:----1---:----:----:------l--1--l--l---l-----l-----:---J----:---:----:---:---:---:---:
\ -2,55 - 6,59 - 4,29 - 4,34
• : 101,e: ,e: 21: 43 • : 87,6 : 103: 49 l 63 • 97 ,1 • : 76,2 : 76 : 21 : 55 :
: -3,00 7,04 - 4,74 - 4,79 1 1 I O I I I I I l I I 1 I I I I • 1 1 ' ,-------1---,---,---1----,-------,---,----,---,----,-------,---,---,---,----,-------,--,---,---,--,
: -5,55 . . . - 9,59 ' - 7,29 . - 7,34. • • ' ' • ' • • • : : ' • • . . . ' ' ' • : 92,21 56 : 17 : 69 l • : 113,U 119: 32 : 87 l • l '10,2 t - : - : - : • : 88,5 : 90 : 23 1 67 : : : : . . . • . : • : e.,,
• • • ' • • <D : -.6,00 . -10:,04 . . - 7,74 ' : : : - 7,79 • ' • • '· :--------:--:---:--:---:-----· :-----:--:----:---:---------:-----:--:--:---:----:--:-:--:--:
' . ' l -8,55 ·12,59 : : -10,29 . ·!0,34 ' : ' :
• : 187;3: 1311 35 : 96 : a 80,1! 1191 ·31 : 88 l • :114,5 : - : - : - 1 • : 87,9 : 107) 25 : 82 ! :
: -9,&0 • -13,04 • • • : -10,74 • ' -10,79 . . . • • . :-------:---:--l---:---t----------:-----:---:---t---:---------:---:--t----:---:--------:---:---:----1--:
• . . l -i1,ó5 -13,29 : -13,34 ..
• a 84,9: 101: 29 : 72 : • : 82,0 : - : - • : 79,1 : 111: 21 : 9t :
: : -1:3,74 ' : • ·!3,79 ' • t - 12,60
---------- .- - -- - - ---·
• Ol!S.: OS LIMITES DE ATTERBERB FORAK DETERMINADOS COK SECABEH PREVIA DAS AHOSTRAS.
TABELA U.5 • TABEI.A DE RESlH.TADOS DOS ENSAIOS DE CAR=IZAçAO
A!IOSTIIAS RECUPERADAS PELO AHOSTRADDR RATHO!ID·IDIZABHI DE 51 n (Sl'Tl
-------------------Sll-6 SK-7 SK-8 :-SH-5 :----------------:---------------------:------------------: :-·
: LIHITES OE t ' ' :LIHITES oe: ' ' ILIHITES OE: :LIHITES DEI ' ' ' '
lATTERSERG l ' ' :ATTERSERG : l ' lATTERBERG : l :ATTERSERG t ' ' '
h ' II) l IP COTA l h II) l IP : COTA h ' 1%) l IP : COTA l h ' (%) : IP : ' ' '
: (I) :--------: cu : : (%) :--------: (X) : : (X) :-----: (l) : : (X) :---------- : (X> :
' l : LL : LP ' ' ' : LL : LP : ' ' : LL : LP : ' ' ' ' ' '
1 COTA
: LL l LP t :--------:----:----:-----1--:--------:----:--:---1----:---------:-----:----:---:---:-------:---:--:---1---:
- 4,71 a : : 1·+ 1,45 a , , - 6,21 a 1 1 1 1 1 I I I I I 1 • 1
: 1 ' ' ' ' l 60,4 : _ , _ , ' - 2,26 a ' 1 - :
: - 2,71
' ' l 76,3 : - : - - : 64,8 : - 1 - -- '5,16 : 114,St - 1
- ' l - 6,66 : - 1,00 1----------:------:---:---:---:---------:----:---:---:----:----------:-----:---;---:---:--~----:----:--:---t---:
- 7 ,71 a -+ 0,45 a : : : - 7 ,21 a : - : 119: 3? : se : : - : 11s: 38 : 77 :
l - 7,66
l 76,5 : - l - : - : - 8,16 0,00
:--------:---:----:--:---:--------:-----:--:---:---:---------:----:--:----·:---:---------:---:--:---:--: : - 1,55 a - 9,21 a '
' : 120,21 - : - : - ' - 9,66 l 191,9l - : - : - : l - 2,00 :------:------:-:---:--:-------:----:-:--:---:---------:--:-:--:--: :--:-:-:---:
- 3,55 a -10,21 a - 1 113: 33 : 80 : l - 1108 : 39 l 69 :
: -10,66 : - 4,00 :----------:----:----: .:.--:----!----------:-----:---:----:--1---------:---:--:----:----:------:----:---:---:--: : - 5,55 a . , -12,21 a ' ' ' ' '
1 1 - : -
' ' ' ' : 103,91 - : - l -l 80,6, - ' : -12,66
1 - 6,00 l----------:---:--l----:--:-:-------:-,----:-~:----:---:-------:---:--:---:---:------:--1--:--:--: : - 7 ,'5'5 a -13,21 a
: - : 121: 34 l 87 : - 1 110l 38 l 72 : -13,66 : - 8,00
:--------l--J--:--:-----:---------l---:---:--:---:------:---:--1---:---:------:--:-:-:-: l-9,55a l
: 100,0: - : -: -10,00 :---------:---:---:-~:-----:------1----1-:----:---:------:---:-:---:--:------:---:-:---:---: : -11,S5 a
: - : 103: 32 r 71 : ' '
l -12.00 :-----------1---:--:---:---:-------:---:---:--1--:--------:--1--:---:---:--------:---:---:---:--:
-13,55 a ' ' ' ' ' ' l 123,1: - l - 1 --14,00 ----------------------------------------------------- -
1 oss.: os rnms DE ATTERBERG FORAH DETERHINAOOS CON SECAGEII PREVIA DAS AMOSTRAS.
TABELA ll,6 • TABELA DE RESULTADOS DOS ENSAIOS DE CARACTERIZACl\0 • AKOSTRAS RECUPERADAS PELO NIOST11ADOR RAYHOND-TERZAGIII DE 51 • CSPT>
_.,. o
Sll-9 ' 511-!e ' Sll-11 ' ' ' ' ' '
iLIJIIITS DEl ' ' :rnms DE: ' ' ll!Nlffi DEJ ' ' ' ' :mmm: ' ' lAITTRBER6: ' ' lAITTRBER6 l ' ' ' ' COTA ' h ' m : IP ' COTA ' h ' m : IP ' COTA ' h ' m : IP ' ' ' ' ' ' ' ' :m ' : (I} l : {I) :---: (I): l lI) ' : (I} : ' ' 1 ll : LP ' ' ' : LL : LP ' ' ' : ll : LP ' ' ' ' ' ' :--:-:--: ' :--:-:--: ' :--:-:--:--: ' ' - 6,85 a ' ' ' ' ' • 2,42 a ' ' ' ' ' - 4,ló a ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' : 55,1 1 71l 24 l 47 : : ss,e : uu 23 : 78 : l 112,~l - : - ' - ' ' '
- 7,311 ' ' ' ' ' - 2,87 ' ' ' ' ' - 4,61 ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' :--:-:--:--: :-. -:-:--. :--: :--:-:--:--: - 9,85 a ' ' ' ' ' - 5,42 a ' ' ' ' ' - ó,ló a ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' : S'i,7 l 1161 32 : 84 : : 78,7 l 99: 21 : 78 : ' - 1 1es: 31 l n: ' -18,31 ' ' ' ' ' - S,B7 ' ' ' ' ' - ó,ól ' ' ' ' ' .j>,
' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' :--:-:--:--: :--:-:--:--: :--:-·-:--:--: -~ -12,65 á ' ' ' ' ' - 9 ,42 a ' ' ' ' ' - 8,ló a ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' :n ' 82: 26 : Só : ' s1,e: 112: 24: 78 : ' 97,4: - : - ' - ' ' ' ' ' '
: -13,30 ' ' ' ' ' - 9,87 ' ' ' ' ' - 8,61 ' ' ' ' ,· ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' :--:-:--:--: :--:-:--:--: :---:-:--:--:
-12,42 a ' ' ' ' ' -11,ló a ' ' ' ' ' ' ' ' . ' ' ' ' ' ' ' : 70,8 l 1e4: 2S : 79: ' - 1 !Ml 28 : 'ló : ' . ' ' ' ' ' -12,87 ' ' ' ' ' -!e.61 ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' :--:-:--:--: :---:-:--:--: :--:-:--:--:
-12,16 a ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' 92,41 - : - ' - ' ' ' ' .,
' ' ' ' - 12,61 ' ' ' ' ' :--:-:--:--: :--:-:--:--: :--:-:--:--: - 14,!ó a
' ' ' ' ' ' ' ' ' - 1 uu 311 : 81 : ' ' ' ' ' ' ' ' ' - 14,61
1 OBS.: os LIHITES DE ATTERBERG FORAM DEIDHINAOOS C0H SECABEJI PREVIA DAS MósnAS.
TrdlU.A II,7 - TMUA DE RESllTAOOS DOS ENSAIOS DE CARACID!Wi!O - MOSTRAS RECUl'EtAMS PRO MOSTIADOR RATIIOND-TERZAGU DE 51 • (S'T)
42
i LJHJTES OE ATTERBERG
m
AHÁlJSE GRAHULOHt!RICA
------------------------------------------------: --------------------: ------------------------------------------ ·:
' 1
h : y nat 1 3 :
% : % 1 % : % X ' 1 1 1
AHOSTRA : PROFUNDIDADE i m : !kH/1 l: 6 LL LP IP i PEDREGULHO i AREIA i SILTE i ARGILA i ( 2
1--------------1-------------: -------: -----: ------: ------: ,. _____ : -------:-----------l -------: ----... -- J ------1-----: 1 SH4-tA 1 11 i1 11,5 l 95,96 l - 1 - l - l - : - : : - : - l - 1 .. l 1--------------: --------------: ------: --------1------ t ------ : ------- : -------: ------------ t ----- : -------:--------: 0
-----1 SH4-1D
o : 14,5 a 15 1145,97 : 12,IB i 2,68 : 116,& : 42,0 : 74,0 : 0,0 : 12,6 1 22,6 l 66,0 1 58,i 1 1, 25 CI
SHHB o I U,5 a 15 :135,50 : - : - : 118,5 l 45,5 1 73,0 l l - 1 - : - 1 - 1
2. 25 " :-------------: --------------l -------1------.... 1------:-------1------: .. ------: -----------: -------1-------1--------: .. ---1
SM4-rn o : 11 a !7,5 l 89,70 : 12,86 : 2,69 : 99,5 : 42,5 : 57,e : &,e l 18,0 1 16,0 : 66,0 : 59,0 l
1, 25 ca : ------------:------------- : ------ : -------1 ------1-------1 -------:------- : --------: -------1------- l--------: -------:
' 1 ' 1 SN4-1B o : 17 a 17 ,~ l 7~,68 l - l - : 95,0 l 36,5 :. 5B,~: : - : - : ~ l - l
2. 25 C1
: -----.-------: -·-----------: ............. 1-------: ------: -------1-------:-----:-----------: -------:-------: -------: -.. -.. ---: SNHA ' ' o : 18,5 a 19 : 56,46 : 15,08 : 2,79 : 55,e : 41,5 : 13,5 : e.e : 56,i I U,0 1 30,i : 27,0 1 1, 25 [I
1--------------: ---·-----------:----:------l-----1------- -------:------.. ------------ .. -----:------ -------- ------: ' ' ' 1 SMHA
o : 16,5 a 19 : 58,2:i : - l - 1 61,5 l 32,5 : 29,D : l - : - 1 - ' ' ' - 1
2. 25 ,. :----------:--------------:-----:-------l ----:-------:------:-------:------------1-------:------l-------:-----: : A !ERRO CAJU i
iAHOSTRA GLOBAL: ' 1
l 3,40 : - : 2,67 l 25,7 l 19,5 : 6,2 : 30,9 l ~2,i : 6,0 1 12,0 : 11,0 l :-------------:-------------1-------l --------: ------ : ------ : ----: ------- : ------------ : ------- : ------- : --------: ------l i ATERRO IPLATO SUPERIORI
' 1
: 10,46 1 14,90 l - l - l - : - : 69 10 : --------------:-------------- :------:-------l ------:-------:-------:-------1------------:------ · :------- :--------:-------: : ATERRO i
IPI.ATO INTERH. : ' 1
l 8,99 : 19,6& l - : - 1 - l - : 22,8 : 68,0 : - : 1i,i : - : : ..... -----------:--------------[-------:--------: -----: -------:-------:-------: ------------ :------:-------]-------:-------! : ATERRO lPLATO lNrERIORi : 12,1& : 12,8& : - l - 1 - : 20,6 1 62,i : - t 18,i l - 1 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- . ·- . ----
OflS.: 05 LINITES DE ATTER6ER6 FORAH DETERMINADOS SEN SECA6EH PR~VIA DAS AMOSTRAS
TABELA Il,P - TABELA liR/i DOS EllSt\105 DE l'JiRACT!ll-
/illOSTiAS IIIIJEFORU E MOSTiAS IIEfORIW>AS DO ATERRO.
- - - 'l\(V-c::!7~ '· 'I /·
1 !".\~-;p JfY\ 1 1'-- - - 1 'Q;.,< \ . ._
,' \ ', : \ '\.... l_.1. ~ / 1 -\y-- \\\ J )., _ 7 ;~ r \ \ - - \ \ \. c.....__71~--- 1 ·- , \--r----i
/
/ 1-;,\ \ \ - \ "' ;-1 \ --\-\ ' ~~\, } :\ ', il \ / ~I 'i::, \ \ 1 ;;j< ', , . -)~ - \-\ --+--·<~, / \ & 1
/
/ ,r ~~\\~ I>- - /;~ ~ J\~~7i'e - -- -~s:\, ' ( 13~ _,,) ~~/ \ -~ I , r~ . . ,/ , / fC'>'i~\ , ___ -_,__,, \ / ·º \
1 !\ \ \ -~'G" A' ~-'/:,~, \ -_ ----~, D' •' \ V\\ '\ / /,(/o+, - -------=..;:, R-" 1
~, ' / , o ____ .,, "" Q 11 __,,,,.... ..... ,,.. L _..>- / ,/,/ 1 ---------~"'
li_.---- / --, ---r \/ r' / // ~- - - - - - '\). ~ ~z.. / '----'~- / ,,.,/ 7,, \; / Ú) '-..o ~ /; , _ - -= ---= -=-\~ URSO ATUA / '., ---::::::
-~--~- \p ~/,/\~;;·, f~-1>~' ! Cl\f>J -= -- --"°"'- 'o-,JJ --------"-:::-:------------ :0v·/ \-, ,'v /---~-/,, DOM].GÃRLOS - -,- - -- - e::-)~// ~ ;} \ \ \ ?' ,, - - -,._ '\ "f JACAPE Â)/; ~'\'. y Y,/ ', -= ::_ • /
, " 4 e \, ' \, /,11 ', -- · J / / 4
'2 // ~\ A'\ ,', '\, /Y 1 ' - h / / \\ ' \:,, \,,_ ///1 ! '-, - A ka,/ .
G/' ç;.' o <) ">>s 1 _
:"----'/o::-..--:_;,; .~<" L.,.(·\, ~ º}. ,\ ~::-,,v .,,_<;f} / ~ ~ '\._~ '\o "í '\ ~ /o<P ·•, · " /·~ Ü ~; , \ // _,.,7, , ,e~-
', /U ~o~ ~~.3 <\ 1,,~,f&l .. ~ '/ i'lA~ ~ <º'\( Ü ~ .7':,~~ ;"' \) ~~~0º ." Nt030Jo!f~lJl0' _,... ::-. --\~--.;::/~//\_V 8R~I030H ~v~'Í> _ :/L s ANDR~_\ /~
FJG.n.1-AEROFOTOGRAMETRIA DE 1976 {Esc. l• 10.000)
+s
"'
O:l· ;' .. o:·/ . :::, .
---' ~i o' ui ,
44
DETALHE DA REGIAO ASSINALADA
ILHA DO GOVERNADOR
MUNICIPIO DO
RIO DE JANEIRO
OCEANO ATLANTICO
FIG. II.2- LOCALIZAÇÃO DO ATERRO
45
DEPÓSITO DA DELEGACIA DE ROU!lOS E FURTOS DO R. J.
-•· z ::;
ww o (!)
12i zZ .... :; Sl ' ::;
(1)
CASAS
SM-7
1
OBS.: SEM ESCALA
(a)YISTA
(b) SEÇÁO
' FIG. II.5 - CROQUIS ESQUEMATICO DA RUPTURA OCORRIDA E SONDAGENS PROGRAMADAS - VISTA E SEQÃO
2 a:
'<! 5 o a: a: w 1,.
<i ::; <! a:
/
10
o
-10
-20
51.4.-11 SM-10
; /'.
ESCALA GRAFI CA
O 10 20 -----lm
SM 10-IA
SMIO -IB SM- 9
SM-7
SM-8
~--=::5:_., .· .. CoNVENÇÃO: ur1uZADA . ~- - .. ~ .. í'=-
Éd ATERRO GRANULAR OE MATERIAL DIVERSO. ~ MARROM CLARO, DURO
~~= ARGILA SILTOSA COM MATÉRIA ORGÂNICA ~ MICA E FRAG. DE VALVA. CINZA ESCURA,•
MUITO MOLE A MOLE
l~'i1 ARGILA Srt.TOSA. CINZA CLARO, DURA.
~ SILTE ARGILOSO COM PEDREGULHO E MlC"9 ~ COR VARIEGADA, RIJO A OURA
K:.:\.-)4 AP.GILA ARENOSA COM FRAG.. OE VALVA, ~CINZA CLARO. MUITO CURA
~SILTE ARENOSA COM MICA.·CINZA CLARO-. ~MUITO DURO
~ AREIA FINA E MÉDIA cot.t ~.UCA. CINZA CLARO. ~ POUCO COMP!lCTA A COMPACTA.
FIG. II.4 - PERFIL GEOLÓGICO DA LINHA DE SONDAGEM N2 t
.p.
°'
10
o
-10 // 7 20
rsM-6 r SM-5
L
''
•
SM4- IA
[SM.4-18
lrsM-4 f" SM-3
, .
ESCALA GRAFICA
O 10 20 '-----lm
fSM-2
OBS,: A CONVENÇAO UTILIZADA ENCONTRA-SE NA FIG.JI.3
FIG.Jr.5 - PERFIL GEOLOGICO DA LINHA DE SONDAGEM N~ 2
SM-1 1,
_,,.
"
[N
r
4
3
SMlls~ 1
~ ' \ -
3~
~
~
/ .,
/~ cr.RL.05
~
' ESCALA GRAFICA O 10 20nt
CONVENÇÕES: + SONDAGEM MISTA
--- TRINCAMENTO
• AMOSTRAGEM TIPO
SHELBY
'111' CRISTA DE TALUDE
lz:;l CASA EXISTENTE
~
~,~6 ~3~
2:; 1 .
FIG.lI.6 - PLANTA TOPOGRAFICA E LOCAÇAO DAS SONDAGENS
_,,. co
~t
ESCALA GRÁFICA O 10 20 illlc:::lad m
CONVENÇÕES'
~ EIXO CENTRAL DO· t DESLIZAMENTO
(,'\ REGIÃO DE RUPTURA \_:__J TIPICAMENTE 20
r:::'\ REGIÃO DE RUPTURA \::_) TIPICAMENTE 30
· AREA NA QUAL HOUVE .,..-... ~ AFLORAMENTO DE ARGILA - __,. ---n-- MOLE
--. -:_ i:f-' ~ -·-TRINCAMENTO ----e- --------.....______
ANTIGO LEITO DO RIO ( HIPÓTESE)
V DIREÇÃO DO MOVIMENTO OCORRIDO NA RUPTURA [ HIPÓTESE)
l - "}REGIÃO NA QUAL A \ / RUPTURA SE DEU V PROGRESSIVAMENTE
7 t-~:;-~-
FIG. ll.7 - ASPECTOS PARTICULARES DA RUPTURA OCORRIDA NO ATERRO DO CAJU
+> CD
TAMPA
TUBO PVC l"
SE ÃO ENFRAQUECIDA A CADA 20 cm
FIO DE NYLO
PAREDE DO FURO DE SONDAGEM
REATERRO COM SOLO SOCADO SOB AGUA
PÊSO
TAMPA SIMPLES
50
CAIXA DE PROTE ÃO
ºFIO DE NYLON PRESO À CAIXA
TAMPA SIMPLES ROSQUEADA
DETALHE DO PESO
'7v LUVAS
E u
"' "'
FIO OE NYLON
ARGOLA
(11-lcm
DETALHE DA SEÇÃO ENFRAQUECIDA CORTE X-Y
-30% DA- EXPESSURA DO TUBO RETIRA-DA- NO TORNO
FACE EXTERNA- DO TUBO
FIG. Il. 8 - INDICADOR DE SUPERFICIE DE RUPTURA UTILIZADO
" o-
51
---- TENSÕES TOTAIS
---- TENSÕES EFETIVAS
fJ-o ... Mt = acréscimos de poro~pressões provocados pelo aterro f.
Pi' Su/senp' ex.' tg-• [sen 1/'].
" V)
• FIG.II. 9 - ACRESCIMOS DE PORO- PRESSÕES
INDUZIDOS NA FUNDAÇÃO PELO
ALTEAMENTO DO ATERRO
º1 -=-NA MAR J 0.60·._ .• -/. /"/;
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-6l,1LA/SlLT SA/ Ç>R~ÂNICÁ.,,<:OM / F}lAGMENT DE VALVAS/DETRITOS .VE AIS.
uit9 ·_ L E. __ - ci'N_ z_A· .ESCURA/- // ~ / .· / . / /
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~ I:~ ~~~+~ ~~~~A~T~RoirNAZ:ouco ARGI OSA
LL ' "" o A'-._A NQS (A IA ~A.'(_ Gl ~ c_m.1 EOf.lEGµL~os F os p~~
sJA,'-~ZA, (';ÇlM VEIO ,-- R N
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17,0IV'/'-/'-/'- A)\ Ã X V'("/)/) ()1
(A) - PERFIL TIPICO DO SUBSOLO ESTUDADO ENTRE A PONTA DO CAJU E A "FOZ DO RIO MERITI
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' l'Á'; 1\ ,, 1' ,, 1\ ,, 20 3 . ,, ,, ,, ,, ,, \\ \\ 1\ 1\ 11
21 '3 .'AREIA FINA E MEDIA, POUCO COMBICTA CINZA' ' AREIA MEDIA E GROSSA COM PEDREGULHOS
22..S COMPACTA. CINZA
(B) -- PERFIL DA ZONA ENTRE A PONTA DO CAJU E A ILHA DO PINHEIRO, ONDE DESEMBOCA O CANAL DO CUNHA
, , FIG. Il.10 - PERFIL GEOLOGICO 00 LITORAL DA BAIA DE GUANABARA
APUD ARAGÃO. 1975
u-, N
SM 4 - 1 A ESCALA GRAFI CA
10
SM 4 - 18
14,5 o 15
TOPO
c3 ~ w o. § Q:
êi IV) o ::,; <(
L_
PONTA
li a 11,5 o
MATERIA VEGETAL EM DECOMPOSIÇÃO
D
:i::r= - CONCREÇÃO ARGILOSA AMARELA
20 cm
--~ CONCHAS-h,
PEDAÇO DE LATA E TAMPA
:h"' 1 ~CONCHA ~MADEIRA
DE REFRIGERANTE
ARAME~ CONCREÇÃO ARGILOSA VERMELHA
PEDAÇO DE VIDRO CONCHAS
MADEIRA EM DECOMPOSIÇÃO
CONCHAS CONCHAS
CONCREÇÃO ARGILOSA
OBS' E;M AMBAS AS AMOSTRAS NOTOU-SE UM FOflTE CHEIRO DE MAT. ORGANICA EM DECOMPOSIÇAO DURANTE A EXTRAÇÃO DA ARGILÀ
PEDAÇO OE ) MADEIRA < 1 ~
flG.JI. li - MATERIAL ENCONTRADO NOS AMOSTRADORES TUBULARES DE 0 75 mm AMOSTRA SM 4- J A, 11 o .11,5 e SM 4-18, 14,5 o 15
TOPO
PONTA
u, [,l
TOPO
SM 4 - 18
17 e 17,5 . o
,..-,-~,.--CONCHAS 1 o-,í;.?' i
CONCREçÃO ARGILDSA CINZA-CLARO
PEDAÇO DE ARAME
ESCALA GRAFICA
10 20 cm
CONCREÇÕES ARENOSAS BRANCO E CINZA-CLARO
SM 4 - IA 16,5 11 19
--..,r-_-~, TOPO
CONCREÇÃO ARGILOSA~~
PONTA
CONCHAS
PEDAÇO DE MADEIRA DE APROX. 2 mm --
CONCREÇÃO ARENOSA CINZA-CLARO CONCREÇÃO ARENOSA
CONCHAS
CONCREÇÃO ARGILDSA MARRON MUITO DURA
085.: NA AMOSTRA SM 4-18, 17 o 17,5 NOTOU-SE A PRESENÇA DE UM CHEIRO DE MAT. OlG. EM DECOMPOSIÇÃO DURANTE A EXTRAÇÃO DE ARGILA
FIG. lI. 12 - MATERIAL ENCONTRADO NOS AMOSTRADORES TUBULARES DE 0 75 mm AMOSTRA SM4-tB.17a 17.5 e SM4-1B, is.s o 19
1 V' 1 PONTA
ln +>
FIG. Il. 13 -
ATIVIDADE COLOIDAL
( SKEMPTON)
&
&
CONVENÇAQ.; o PRESENTE TRABALHO
a ARAGÃO. 1975
-'-100 ao 60
140, _ ~ o
120~:
. ~ lOOr~
ª • e 80 ~
.. ... t; <[ ..J
• 60r;
40 - -
40 20 o FRAÇÃO DE A.RGILA Ili< 2f1,(%]
GRAFICO OE PLASTICIDADE
( CASAGRANDE)
o
o
'\~ o·
{? ~
20 40 60 80 100 120 140 160
LIMITE DE LIQUIDEZ LL (%)
_7,0\
\'-'"
, - . -INDICES OE CONSISTENCIA DA ARGILA DO CAJU E COMPARAÇAO COM A ARGILA DO LITORAL DA SAÍA OE GUANABARA
u, u,
llNTERNACIONAU ARGILA 1
SIL TE
SILTE 1 AREIA FINA 1 AREIA GROSSA 1 PEDREGULHO
ARGILA 1 1
AREIA FINA 'AREIA MEDiA 1 AREIA
1 PEDREGULHO
tABNT) GROSSA
100 o
90 10
ao 20
10 - 30
1 60 40 1 ~ ~
o 50 so o <t z o <t. .: "' 40 60 O) l,J
f o:: u,
°' 30 70 ::!E ::!E .... .., o e, <t <t 20 ao .... .... z z "' .... u o
"' 10 90 "-o Q n. o..
o 100 ' '
0,001 0,01 0,1 . l 10
DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
S!MBOLO AMv-, i"RA
o .SM4- IB, 14,5 o 15- 1~ 2S cm 1 1 SM4-1B.l7a 17 5-1~ 25cm
, FIG.II 14 - CURVAS GRANULOMETRICAS
o SM4-IA,18 1 S a 19-l~ 25cm
• ATERRO- PLATO !NTERM. ·
ARGILA CINZA E ATERRO DO CAJU • ATERRO- PLATÔ INFERIOR ... A TER RO- PLA TO SUPERIOR
• ATERRO- AMOSTRA GLOBAL
·,, ...
liNTER.).
C ABNT)
100
90
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1 60 e.. o §1 50 <iÍ "' '![: 40
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20
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ARGILA t SILTE
ARGILA f
SILT4
0,001 0,01
t AREIA FINA AREIA GROSSA. t PEDREGULHO
o o o
t AREIA FINA JAREIA MÉDIA J AREIA f PEDREGULHO
N~ 1 AMOSTRA I AUTOR SM4- IA, 18,5 o 19 !PRESENTE TRABALHO
SM4-1B, 14,5 o 15 !PRESENTE TRABALHO
SM4-1B, 17 o 17,5 (PRESENTE TRABALHO ARGILA CINZA B. FLUMINENSE
2 1 ARGILA OE BOTAFOGO
0,1 10
DIÂMETRO DAS PARTICULAS (mm)
FJ G. IC.15 - CURVAS GRANULOMÉTRICAS
COMPARAÇÃO COM RESULTADOS DE OUTRAS ARGILAS
o
10
20
30 ~ L
40 < Cl
50 !;; a:
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70 < 1-z
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58
CAPÍTULO 111
ENSAIOS OEDOM~TRICOS
59
CAPITULO Ili
1111111 OIDCNll!TIICOI
111.1 - INTIODUÇIO
Apresentam-se neste capítulo os resultados da uma
campanha de ensaios oedométrlcos visando principalmente a
obtenção da história de tensões da argila. Procurou-se,
adicionalmente, comparar os resultados aqui. obtidos como os de
pesquisas anterioras em argl las de mesma formação geológica
(COUTINHO [291, DUARTE [341, ARAGÃO [51 e .ORTIGÃO [951.)
111.I - IOUIPANINTO I PIOCIDININTO DI INIIIO
Os ensaios de adensamento foram real lzados sm corpos
de ptova (CP) obtidos nos amostradores da dlãmetro da 100mm ao
longo de toda a profundidada, com exceção do trecho
compreendido entre 15 e 16 m de profundidade, Já que nesta
região não foi possível a amostragem.
Os CP para estes ensaios foram moldados em anéis de aço
Inoxidável com 2Dmm de altura e dlftmetro Interno de 87,5mm, 2
correspondendo a uma área de aproximadamente BO cm Para a
moldagem s aJustamento final destes CP nas células de adensamento
e est~s nas suas respectivas prensas, algtins procedimentos se
faziam necessários, a saber:
60
"(1) O anel.de aço era lnlclalmente lubrificado internamente com
graxa de si li cone para, a seguir, ser introduzido na
amostra por cravação lenta;
(2) Esta cravação era feita com o amostrador no extrator
horizontal, fixando-se o anel na extremidade deste e
acionando-se lentamente o pistão do equipamento, de forma
que a argl Ia preenchesse totalmente o anel. Tomava-se o
cuidado, nesta fase, em se manter o alinhamento do eixo
centra I d o corpo d e prova com o a n e 1 :
(8) Tendo e l do rea 11 zadas as etapas < 1) e (2) iniciava-se a
moldagem final do CP, através da retirada cuidadosa do solo
exaadente" 1 impaza da anel e pesagem na balança da canJunto
anel + solo <cuia precisão era de 0,019);
(4) Montava-se a célula de adensamento, tomando-se cuidado em
se verificar o estado dos anéis de borracha, para, com Isso,
evitar o vazamento ao longo do ensaio. Em algumas células
fez-se neceeséria a Introdução de graxa de silicone nas
Juntas das mesmas, face ao lncovenlente citado. O papel o
f 11 tro utl I i zado no topo e base do CP fo I do tipo Whatman n.
(B) Colocava-se de forma cuidadosa a célula na prensa tipo
Blshop, com razão de cariegamento da ordem de 1:11 e
fabricação Wykehan ~arranca Ltd., procurando-se manter em
equl 1 (brio todo o sistema através de regulagens nos pesos
do braço de alavanca. uma eepecial atenção foi tomada em
relação a se manter a horizontalidade do braço ao longo de
todo o ensaio, através de constantes aJustes no sistema de
apl I cação de cargas;
61
(6) Enchia-se a bacia de saturação da célula cerca de 3 a 5
minutos
1 n r c I o
após a aplicação da carga inicial de
das leituras. Não se observou,
tendência ao inchamento do corpo de prova.
2,5 kPa, e
nesta fase,
Procurou-se nos ensaios obter-se sequências de
carregamento com pequenos acréscimos, através de uma relação
adotada de llp/p de 0,5, aplicada de forma a melhor definir o
valor de o'vm nos trechos Iniciais da curva, conforme
·recomendações de BJERRUM C141. Tal procedimento vem a tornar
mais dlfícl 1, segundo LADO [621, a obtenção do tempo final de
adensamento primário e cálculo do coef. de adensamento. Logo,
por esta razão, os ensaios executados com o obJetlvo de
comparação de o'vm com deformações ao final do primário (tp) e
a 24 horas (t24), foram real lzados com razões de carregamento
Igual a 1.
O resumo de todos os ensaios real lzados encontra-se
na tabela (111 .1).
No cálculo dos ensaios foi utl I lzada a curva
deformação específica vertical, em porcentagem,, ver.sus log. da
pressão vertical efetiva, conforme recomendação de LADD [621.
Os parâmetros de compresslbl I Idade foram determinados co~forme
a figura (111 .1), sendo que o valor da pressão de pré
adensamento foi obtido segundo o método de CASAGRANDE [231, com
as deformações finais de cada estágio de carga ( a 24 hs). o
coeficiente de adensamento foi obtido através de método de
TAYLOR [1161, ou de /t'.
62
111,S - RESULTADOS OBTIDOS
A ta b e I a < 1 1 1 . 2 ) apresenta os v a I o r e s d o r n d I c e .d e
vazios, da umidade Inicial, da massa espec(fica aparente, da
densidade real dos grãos, da pressão de pré-adensamento, da
razão de pré-adensamento, dos coef. de recompressão, compressão
e expansão e da tensão efetiva vertical de campo, além de
trazer observações pertinentes a qual idade das amostras
ensaiadas (em termos de amolgamento) em função da configuração
das curvas de deformação versus log. da pressão efetiva. Estes
dados encontram-se plotados em função da profundidade, sendo
apresentados ~s figuras (111 .2) e (111 .3). Correlações
1 lneares foram traçadas com os pontos obtidos,
também, apresentadas nestas figuras.
e encontram-se,
curvas deformação versus logarrt1mo do tempo estão
apresentadas nas figuras (111 .4) a (111 .11), correspondentes
aos diferentes estágios de carga que cada um dos ensaios foi
submetido. ;
Não são apresentadas, entretanto, as curvas de
expansão referentes aos descarregamentos real lzados.
curvas de deformação vertical espec(flca versus log.
da pressão vertical efetiva de consolidação encontram-se
apresentadas nas figuras (111.12) a (111 .15). Na figura
(111 .12) são apresentados os resultados dos ensaios real lzados
com li p / p I g u a I a 1 , com cá I cu I o d a d e f. verti c a I e s p e c r f I c a a o
final d e 24 h s, e a o f I na I d a cone o I i d ação p r i má r I a, esta
óltima calculada através da curva de rf1 para os estágios
inl~lals de carga, onde a configuração das curvas deformação
versus log.t não posslbl I ltava a determinação de tp. Nas
63
figuras (111 .13) e (111 .14) encontram-se plotadas as curvas EV
versus I og. cr'vc para os ansa I os restantes, no qua I a re I açi\o
de carregamento foi de llp/p Igual a 0,5. Flnallzando, a figura
(111 ,15) apresenta todas as curvas mostradas nas figuras
<111.12> a (111.14), com vistas a comparações entre as mesmas.
Os valores do coeficiente de adensamento,
compresslbl I Idade volumétrica, e permeabl I Idade, encontram-se
plotados contra a pressão vertical final de cada estágio de
carga ao longo das figuras (111.16), (li 1 .17) e (111.18),
respectivamente. Na figura (111 .19) encontram-se plotadas as
faixas ds valores de Cv obtidas por outros autores para a
arg 11 a de Sarapu í, e a fa I xa obtl da no presente traba I ho, a
título de comparação.
Visando a comparação dos diversos par~metros de
compressibilidade obtidos nos ensaios do presente trabalho, com
aqueles
formaçl!o
figuras
referentes a pesquisas anteriores em argilas de mesma
geoldglca, encontram-se apresentados ao longo das
( 111 .20) a ( 111.22) todos os resu I ta dos obtl dos para a
argl la do Caio, de Sarapuí e do I ltoral da Baía de Guanabara.
Algumas observações com relação a estas comparações devem ser,
entretanto, dadas,
(1) Na superposição de resultados obtidos na argila do Calu
com aqueles referentes a argl la de Sarapuí, através de
dados apresentados em DUARTE [34), COUTINHO [29], e ORTIGno
[951, procurou-se avaliar qual foi a lnflul'!ncia do aterro
do caJu sobre os parametros originais da argila,
considerando-se, neste caso, que ambos os depósitos
64
comparados possulam há ddcadas atrds as mesmas
características oedométrlcas ao longo da profundidade, Já
que são argl las de mesma formação geológica e encontram-se
geograficamente próximas;
(2) Gom relação ao Item (1) considerou-se arbitrariamente a
profundidade (6) da argl la do Galu como sendo Igual ao
nlvel superficial do depósito da argila de Sarapul <cota
zero), Visto que supõe-se, hipoteticamente, que antes do
aterramente da orla marítima os depósitos encontravam-se
topograflcamente nivelados;
(S) As hipóteses levantadas nos Itens (1) e (2) não tiveram
como ser comprovadas, face a excassez de dados referentes a
topografia do Galu em período anterior à ocupação urbana~
v i á r I a ;
(1) As hipóteses apresentadas em (1) e (2) também são válidas
para as comparações efetuadas na figura <I 11.20) e
(111.22), entre os dados obtidos na argl la do Galu e
aqueles referentes ao depósito de argila estudado por
ARAGÃO C5J, apresentado à figura (li .10-a>. Neste caso
pode-se supor, face à proximidade destas regiões, que
tratam-se de áreas que tiveram aproximadamente o mesmo
perfl I geológico antes do aterramente;
(B) Gom relação ao Item (4) considerou-se o nível inicial do
depósito do litoral da Baía de Guanabara <cota D,60), como
sendo equivalente àquele referente a argl la do Galu;
65
(B) Os ensaios complementares de adensamento para a tese de
ARAGAO [5l foram executados no depósito de argl la orgânica
apresentado à figura (11.10-b), cujo perfil se assemelha
aproximadamente a situação. atual do trecho em estudo no
Caiu (furo SM1Dl. As Informações apresentadas neste
trabalho foram utl I lzadas, na presente pesquisa, com o
obJetivo de ressaltar algumas observações particulares
pertinentes ao atual caso em estudo, como o subadensamento
e o amolgamento da argila:
(7) Todas as comparações real lzadas neste capítulo servem
apenas como 11 ustraçao da I nf I u@nc Ia exerc Ida pe I o
aterramento sobre os parâmetros orlginiis, físicos e
oedométricos, do depósito de argila. Estas comparações sd
devem ser ana 1 1 sadas qua 11 tat I vamente, Já que a mesma só se
dá ao longo de um perfi I Isolado da região (furos SM1D-1A e
SM1D-1B) que não representa, obviamente, as distintas
seções geo l óg I cas transversa Is ex I stentes no Cal u.
Ili ,4 - DISCUSSAO DOS RESULTADOS
111 .4.1 - História de Tensões
os ensaios de adensamento evidenciaram a existência
de um subadensamento ao longo de toda a camada,
observado através dos valores de OCR da tabela
como pode ser
1111.2). Isto
pode ser expl lcado em virtude do recente alteamento do aterro
de entulho do CaJu, que levou com que as poro-pressões
Induzidas na camada de argl la não tivessem tempo, ainda, de se
dissiparem totalmente. Esta suposição leva a conclusão de que
66
as tensões efetivas verticais atuais do depósito devem ser bem
Inferiores ~quelas Inicialmente supostas, estando provavelmente
com valores próximos às pressões de pré-adensamento. ARAGno [5J
através dos seus ensaios oedométricos chegou às mesmas
conclusões acima expostas. Cabe ressaltar, Inclusive, que
outros trabalhos (ORTIGno, [851 e DUARTE C34J) constataram serem
normalmente adensados os perfis geológicos originais da argila
da Baixada Fluminense, o que justificaria esta proximidade dos
valores atuais de o'vo e o'vm.
o cálculo de OCR (o'vm / o'vo) se realizou
utl I lzando-se do valor encontrado para o'vm pelo método de
Casagrande e o valor final de adensamento de o'vo, valor este
obtido com os dados apresentados no capítulo 11. Para a
obtençáo do va I or de o'vm a I gumas observações devem ser
consideradas e comentadas, a saber:
(1) Real lzaram-se ensaios com razão l\p/p de 0,5 até 40 kPa,
visto que o valor de o'vm situava-se nesta ordem de
grandeza;
(2) Rea 1 1 zaram-se 3 ensa I os oedométrlcos com laço de
descarregamento e carregamento, em amostras obtidas em
distintas profundidades do depósito.
A adoção do procedimento descrito em (1) se deve às
recomendações dadas por LADO C62J em se utl I lzar pequenos
Incrementas de tensão na vizinhança da pressão de pré
adensamento, posslbl I ltando com Isto uma melhor definição da
curva EV x log o'vc. LEHDUEIL et ai [74J, citado em COUTINHO
67
C30l, cone I u Iram que o va I or de o'vm pode ser adequadamente
estimado .por ensaios oedométrlcos convencionais, com
deformações calculadas a 2q hs e relação ~p/p de 0,5.
GRAWFORD C31 l observa que o processo usua I de ~p/p l gua I a 1 em
ensaios oedométricos leva a incrementas de
excessivamente superiores àqueles que ocorrem
compressão
ln sltu,
ocasionando uma quebra da estrutura Interna do solo e vindo,
consequentemente, a reduzir o valor de ci'vm medido. 1: sugerido,
por este autor, que a razão de Incremento de carga seia
suficientemente pequena de forma a não induzir significantes
acréscimos de poro-pressão. LEONARDS e ALTS~HAEFFL C72l através
de ensaios com Incrementas de carga extremamente reduzidos,
observam que as argl las normalmente adensadas suJeltas a longos
períodos de compressão secundária não Irão apresentar variações
de deformação, ao longo da reta virgem, compatíveis com o
modelo Ideal lzado pela teoria de Terzaghl, caso um substancial
a e rés e I mo d e e a.r g a tenha s I d o a p 1 1 e a d o. Neste e as o, os autores
conclulram que a relação ~p/p Igual a o,q Já é satisfatório à
obtenção de curvas do tipo I da classlflcação de LEONARDS e
GIRAULT [71J.
Com relação ao segundo procedimento deecrlto, tentou
se obter o valor de o'vm através do método de S~HMERTMANN C103l
cuJa metodologia de análise visa corrigir os efeitos de
amolgamento na relação e x log o'vc. Tal procedimento
entretanto não foi possível de se real lzar, visto que não se
conhecia o real valor da tensão efetiva vertical de campo nos
pontos consi&erados. Porém tornou-se possível, através do laço
descarregamento-carregamento obter-se uma melhor razão de
recompressão (RR) na anál lse destes ensaios.
68
Determinou-se tambdm em 2 ensaios distintos os valores
de º'vm calculados com deformações equivalentes ao final da
consolidação prlmdrla, e a 24 hs de carregamento. Os valores
obtidos demonstraram, como era de se esperar, resultados
superiores de G'vm para as deformacões tp, conforme a figura
(111,121. Tais resultados encontram-se de acordo com os valores
obtidos por GRAWFORD C31l, no qual foi demonstrado que a
localização do trecho virgem e o valor da pressão de pré
adensamento dependem dos tempos de duração dos estégios de
carga.
Os valores de G'vm presentes à tabela (111.2)
equivalem a deformações de 24 hs do ensaio convencional, tendo*
se obtido a seguinte correlação com a profundidade :
º'vm = 2,225 z + 7,975 ( 1 1 1 • 1 )
Onde zé a profundidade, em metros
ltt,4,1 - lttttll TIAllt-llflrMltll
Grande parte dos ensaios apresentaram na curva
EV vs. log o'vc uma elevada declividade no trecho inicial, e
*º''' Não se considerou o dado referente ao ensaio SM1D-1B, 16
a 17, por este apresentar um valor extremamente baixo em
função do amolgamento, não sendo representativo para a
,variação real de o'vm.
B9
11 near Idade no trecho v I rgem, resu I ta dos estes atíp I cos para a
argl la da Baixada Fluminense. Estes resultados, apresentados às
figuras (111.12) a (111.15), denotam o elevado amolgamento
presente em subtrechos do depósito do CaJu, em função da
distinta história de tenslles existentes nesta região, como
descrito na capítulo 11. Entretanto, não se acredita que o
amolgamento presente aos ensaios tenha sido provocado pelo
processo de amostragem, ou estocagem, visto que existem
ensa I os com resu I tados de boa qua 1 1 d ade, e que ARAGJIO [5J ao
estudar o depósito de argl la existente à desembocadura do Canal
do Cunha chegou a resultados slml lares.
Observa-se na tabela CI 11 .2) que há uma tendência a
um maior amolgamento na região
profundidades 14 e 17 do furo SM1D,
compreeneflda entre
Justamente em torno
as
do
trecho no qual a amostragem teve recuperação nula. Esta é uma
uma forte evidência que tenha sido nesta região que a
superfície de ruptura e as maiores deformaçlles clsalhantes
tenham ocorrido. Nesta mesma tabela pode-se observar que o
amolgamento ocorre sistematicamente, em maior ou
proporção ao longo da profundidade, resultado este que
contribui àquela hipótese de que antigas superfícies de ruptura
e trechos lndeformados estariam presentes ao de,póslt.o de argl la
estudado.
A heterogeneidade, em termos de compresslbl I Idade,
pode ser melhor aval lada ao se compararem as curvas tensão
deformação obtidas para as amostras SM1D-1A e 18, nas
profundidades 9 a 10m. Tratam-se de amostras equidistantes 2m
ln situ, o que levaria a suposição de que as curvas obtidas
70
deveriam ser Idênticas caso o depósito fosse "homogêneo",
resultado este não comprovado, segundo a comparação destas
curvas apresentada à figura (111 .15).
As curvas deformação vs tempo, apresentadas às
figuras (111.4) a (111 .11), mostram resultados compatíveis com
o nível de tensão atuante, onde para valores em torno e acima
de 40 kPa o comportamento da curva tendeu a seguir uma forma
sim 1 1 ar à típica observada por Terzaghl nas argl las
lnorgan1cas. As curvas referentes a níveis de tensão Inferiores
não apresentaram, entretanto, esta concordância.
Os resultados dos parâmetros RR, GR e SR,
correspondentes respectivamente aos trechos de recompressão,
compressão virgem e expansão da curva EV. vs. log. o'vc, assim
como os resultados de índice de vazios e índice de compressão
ao lon~o da profundidade, encontram-se apresentados às figuras
(111 .2) e (111 .3). As curvas de correlação I inear com a
profundidade são dadas, respectivamente, por:
RR = 0,202Z + 0,523 ( 1 1 1 . 2)
GR = -0,257Z + 28,044 ( 1 1 1 . 3)
SR = 0,048Z + 4, 1 99 ( 1 1 1 . 4)
eo = 0,069Z + 1,725 ( 1 1 1 . 5)
Gc = 0,006Z + 0,810 ( 1 1 1 . 6 )
Onde zé a profundidade, em metros.
Todas as correlações apresentadas servem como base a
uma estimativa "aproximada" da variação dos parâmetros com a
71
profundidade, lá que verifica-se face aos baixos coeficientes
de correlação,· não serem estas .aceitáveis estatisticamente.
Resultado semelhante foi obtido por ORTIG·AO [95J nos solos
organlcos da Baixada Fluminense - RJ.
111,4,1 - P1rlm1tro1 01dom•trloo1
Para determinação do coef. de adensamento a partir
dos ensaios oedométrlcos podem ser utl I lzados dois tipos de
gráficos, ou sela, o logarítlmo do tempo e a raiz do tempo
contra uma variável que represente a compressão, como por
exemplo a leitura defletométrlca (MARTINS [BOll. Estes
procedimentos são conhecidos como os métodos de Casagrande e de
Taylor, reepectlvamente, cula diferença nos resultados obtidos
situa-se na ordem de 2± D,5, segundo LADD [621, onda o maior
resultado é referente ao método da IF'. Segundo ORTIGAO [941
para qualquer que sela a metodologia adotada os valores de Cv
serão subestimados nos ensaios laboratoriais.
No presente trabalho utll lzou-se apenas do método da
lt' para obtenção de cv nos distintos estágios de carregamento
de cada ensaio, conforme os resultados apresentados à figura
(li 1.16), lá que nos pequenos valores de carregamento não era
possível se utl I lzar a metodologia de Casagrande. Como se
observa nesta figura há uma grande dispersão de valores para os
pequenos estágios de carga, dispersão esta que tende a sofrer
um grande decréscimo para os resultados obtidos com
carregamentos superiores a 40 kPa. Esta redução está
correlacionada sem dóvlda a tend~ncla de decréscimo de Cv
segundo LADD CB2J, com o acréscimo e a aproximação do valor da
72
pressão de consol ldação com a pressão de pré-àdensamento. Esta
tendftncla de elevadas dlspersõea nas fases Iniciais do ensaio
também foi constatada por outros autores na argl la de Sarapuí,
conforme se observa na figura (111.19), tendo sido obtido um
valor mddlo
aproximadamente
de CV
1 , 5 X
no trecho -"I 2
10 cm /s,
normalmente
para ambas
adensado de
as argilas
comparadas. Observa-se, entretanto, que a argl la do presente
trabalho tende a possuir uma faixa de dispersão razoavelmente
Inferior ~quela obtida para a argila de Sarapuí, nos trechos
Iniciais de carregamento. A razão desta discrepancla pode ser
explicada ao se observar a fórmula de cv obtida na teoria de
Terzaghl, que é Igual a:
K CV = (111.7)
mv .yw
Segundo LADD CB2l o valor de cv tende a diminuir,
durante a recompreasão, em função do decréscimo de K e
acréscimo considerável de mv. Ao se atingir a pressão de pré-
a relação K/mv adensamento,
essencialmente
e após esta,
constante, levando a valores
permanecerá
Invariáveis
<teoricamente> de cv. A menor faixa de dispersão obtida para o
CaJu pode ser expl lcada em função do amolgamento da argl la que,
durante a fase de recompressão, Induziu a um acréscimo ainda
maior do parametro mv, levando a valores menores de cv para
esta argl Ia (quando comparados com Sarapu r>. AI dm d Ia to , em
função de um provável adensamento deste depósito arg11oso, os
valores de permeabl I Idade existentes encontram-se Inferiores
aos valores das outras argl las. Isto pode ser comprovado ao
longo da figura <I 11.20), na comparação do índice de vazios e
peso específico ao longo da profundidade.
73
Conforme as figuras (111.17) e (111.18) obteve-se no
trecho normalmente adeneado os seguintes reeuttados médios para
a arglla do Caiu:
-9 2 K = 5,0 x 10 cm /s
-"I mu = 2, 5 x 1 O
2 m /kN
o valor de K encontra-se Inferior à média dos
resultados obtidos por ORTIG~O [9"11 para a permeabl tidade da
argila da Baixada Fluminense.
Apesar de condizente com o que era de se esperar para
argila do CaJu, deve-se levar em conta nestas comparações e em
todas as outras feitas ao longo deste trabalho que estas só
devem ser anal tsadas qual ttatlvamente, Já que só se uti l tzou de
um perfil Isolado da região, que ~ão representa as distintas
seções geológicas existentes no caiu.
111,1 - OIMPAftlCIO OOII IUTIII ÁIIILII
Visando um melhor esctarectmento da mudança ocorrida
nos partimetros originais da argt ta, em função do adensamento
causado pelo antigo aterro alteado na região, comparou-se,
nesta fase do tra_batho, os resultados obtidos na argt ta do Caiu
com os valores "originais" referentes a argi ta de sarapuí e ·do
t ttoral da Bafa de Guanabara (figura 11 .10-a>.
Na figura (111.20) são apresentadas a variação da
a' vm, e o e Yn a t com a prof u n d t d a d e, par a os d e p d sitos d e ar g 1 1 a
comparados. Observa-se haver uma tendftncta, na argila do caiu,
74
da existência de valores inferiores de cr'vm e eo. A razão
destes resultados pode estar associada em parte ao amolgamento
ln sltu da argl la e principalmente ao adensamento parcial do
depdslto. Esta dltlma hipótese também expl Jcarla os valores
superiores de ynat no trecho Inicial da profundidade. Conforme
será observado posteriomente, parece haver a tendencla de um
maior adensamento nestes trechos Iniciais do depósito que nas
reglOes mais profundas do mesmo.
o amolgamento pre~ente à argl la do Calu pode ser
melhor avaliado através da comparação de resultados de CR e SR
apresentado na figura (111 .21). Observa-se que no caso de CR,
os resultados do presente trabalho situam-se numa faixa de
valores consideravelmente Inferior aquela representativa das
outras argl las comparadas. o mesmo ocorre em relação ao
parametro SR, embora numa proporção menor.
Uma melhor descrição dos efeitos do amolgamento sobre
os resultados do ensaio oedométrlco, mais precisamente sobre as
características da curva EV vs. log cr'vc, pode ser encontrada
em MARTINS CBOl. Com base nas comparações efetuadas e nos
resultados obtidos ao longo de todos os ensaios oedométrlcos,
pode-se afirmar que as observações dadas pelo autor acima com
relação as principais características de amolgamento são
comprovadas nos resultados aqui apresentados, entre as quais
citam-se:
(1) Qualquer que sela a tensão vertical efetiva, o índice de
vazios é menor para a amostra de qual Idade Inferior;
(2) Há um aumento
75
de compress I b 111 d ade na \
reg Ião de
recompressão e decréscimo desta no trecho de compressão
virgem.
Na figura (111 .22) são apresentados os va I ores
referentes a argl la do Ca]u e argila do I Iterai da Bala de
Guanabara. Os resultados são plotados segundo o gráfico de
relação entre o índice de compressão e a u111ldade natural do
solo, proposto por LAMBE e WHITMAN CB7J após a anál lse de uma
gama variada de solos submetidos ao adensamento. Observa-se que
os valores encontram-se coerentes com a faixa típica e esperada
de resultados.
76
i CARACTE - i SEQUÊNCIA DE AMOSTRA A P/P : R!BTICA !CARREGAMENTO (~Pai l
:-----·----··------·-··l-----·-········------··-:-·----------'l-·-·-·----··----·-------
lBM10-1A,9 a 10 1,0
BMi0-lA, 13 a 141 1,0
' . ' l BEM LAÇO
H
2,5; 5,0; 10; 20
401 801 1601 320
6401 1601 401 10
,BM10-1A, 8 a 9 0,5 ati 40kPa, COM LAÇO
1 IBM10-18, 11 a 121
1SM10-1A, 17 a 181
H
H
' '
28,51 401 1601
801 401 801 1601
1320; 6401 1601
:•••--·------·---·--•••- -----•--•-•N•-·----:-•••••--•--------1-----------•••-••----
ISM10-18, 9 a 10 H
ISM10-i8, 14 a 151 H
ISM10-18, 16 a 171 ' '
H
TABELA III,1 - RESUMO DAS
REALIZADOS
BEM LAÇO
H
"
3,5; 12,7; 19;
28,51 40; 80;
1601 3201 6401
401 12,7
CARACTERXSTICAS DOS ENSAIOS
:y nat : O'vo O'vm AMOSTRA PROF : eo I G h: a: oc~ RR
m CR m
SR I Cc : QUALIDADE I OBS (%) l (kH/1 l l CkPa) CkPa) (X) :
--------:----:-----:----:---:----:-----:----:----:-----l----:-----:-----:------:----1 I • 1 1 1 I I I , r i 1 1 , , ,
l SH10-1A B A 9 \ 1,8 \ 2,7 l 67,5 \ 16,1 \ 79,2 22,0 0,27 \ 2,65 1 21,51 \ 3,04 \ 0,60 \ BOA \ (1)
:-----l----:-:---t---:---:----:-----:----:-----1-----:-----:---:----:-----:----: :
: SH10-1A 9 A 10 t 2,7 2,6 :1G5,6 1 14,4 83,2 r 18,0 0,21 l 2,57 : 25,80 : 5,20 : 0,95 REGULAR
:---------:-------:-----:----:-----:--------l-----:------:----:----:----:-----:----:------:----1 ' ' : SHHHB : 9 A 10 : 2,2 : 2,7 : 82,4 : 15,3 : 8~,2 57,0 0,68 : 1,84 : 29,61 l 5,53 l 0,95 l BOA
:---------l------J---:----l-----1-----:------:----- -------:----:------:---:----:--------:--: 1:
: SH10-1A l 11 A 12 t 3,2 t 2,7 Ji20,S : 13,8 : 91,2 : 14,0 : 0,15 : 3,32 : 25,30 l 4,98 l 1,06 : ANOLGADO 1 (0
:---. -----:-------:------1----:-----:-----:-----:-------:-----:----r-----:-----:------:-----:-----:
: SH10-1A : 13 A 14 : 2,2 : 2,7 : 84,5 : 15,2 99,2 : 47,0 0,47 l 2,32 t 26,80 : 4,87 : 0,87 : BOA ' ,. :
:-------:------:----:-----:----:------1-----:------:----:----:------r-----:----:-------:------: , MUITO
: SM!i-18 l i4 A 15 l 3,2 2,7 JH)9,S l 13,8 r 103,2 t - : 22,58 : 5,31 : 0,9S AMOLGADO l
:---- ' \----- \----\----- \----- \-----:------:-----:----\-------:-----:-----:----:---------:-----: ' ' : SH10-1B : 16 A 17 : 2,8 : 2,7 :103,5 l 14,S : 111,2 : 13,0 0,11 : 4,99 l 24,17 : 5,11 1 0,91 AHOLGAOD :
------:-------:------:------:-----:------:------:----:----:-----:-----:-----:----:--------:-----: MUITO
! SH10-1A : 17 A 18 i 2,7 J 2,3 1123,7 : 13,7 l 115,2 t - 3,48 l 22,58 : 4,42 l 0,83 : . 'º AMOLGADO l
---------:------:----:-----l-----:-------r------:----r-- -:----:----:-----:----:--------:---: \
OBS : (2J
li) ENSAIO REALIZADO COM LAÇO DE CARREGAMENTO E DESCARREGAMENTO
(2) ESTE VALOR FOI OBTIDO C()NSIDERANDO-SE A PROF. MEDIA DO SHELBY EXISTINDO, PORTANTO, UMA FAIXA OE VARIAC!o DEt2,0 kPa.
TABELA III.2 - REstll!O DOS ENSAIOS OEDOml!ICOS
..._,
..._,
78
Log PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDAÇÃO ( Log ã'vc)
l (Jv~
i (Ev"I----=-.. __ __J <( u j:: CC LJ.J > <( u LL. ·u LJ.J a. lf) LJ.J
o l<C u<(
:'i: CC o LL. LJ.J Cl
o
RR (Cr)
SR ( Cs)
OBS. : O PONTO 3 CORRESPONDE, NESSE TRABALHO, A UMA PRESSÃO VERTICAL DE 12, 7 kPo
E:v a 6 e
1 + e 0
RR • (E:vl - (E:vl1 RR a cr
' 1 + e0 ( 6 log CYvc }0 _ 1
C R • ( 6 E:v )i - 2
CR• Cc
( 6 log CY~c ) 1 _ 2 1 + e0
SR - ( 6 E:v l 2-3
SR • Cs
a
1 6 Jog cr~c } 2 _ 3 1 + e0
FIG. m.1- ENSAIO OEDOMÉTRICO - OBTENÇÃO DE PÂRAMETROS DE COMPRESSIBILIDADE
E -1 w ~ o º1 z :::, "-0 I ct a.
17
cr;0 e O"vm ( kPa l
1 ' 1-
1 ' 1 \
•' • 1 ' - 1 1
• 1 • .. )-
1 1 1 1 1 erva 1 1
- 1 1 1 1
• 1 • '-
1 1 1 \ 1 \ 1 \ - 1 1 \ 1 • •
- 1 \ 1 \ 1 1 1 \ . 1 \
-
.
,.
.
>
-E
)
1,0
eº 2,0
• \ 1 . \ . \
ea=0,069Z + 1,725 \
1 1
• \ \
Cc
3,0 o 9.s
:1 •
0-1
Ili
• ·12~
E w o <! o 1514 z :, • "-015 ct 1
1 •' \
w o <! o õ z :, "o ct a. a. Cc '0,0062 + 0.810 \
1 1 . 1 \
• 1 f . 1 1 1 \~ 1 •
. CJ"vm 0 2,225Z+ 7,975
16-I
17~
18'
,·
i . \ l'
FIG. m.2 - ~RÂMETROS cr;o, cr;m, eº e Cc vs. PROFUNDIDADE
ENSAIO OEDOM~TRICO
1,.0
1• 1
1 1
1 • 1
1
.! 1 ___, <O
1
I• 1
1
1 , • 1
1
RR (%) CRI%) SR(%) o 1 2 3 4 5 o 10 20 30 o 1 2 3 4 5 6
8~ \ 1 8 1
\ . l • 1 • 1 \ 1 9~ \ 9 9 1
• 1. '· • 1 •• X 1 1
101 \ 10 1 10 SR=0,0482. + 4,199 1 \ 1 1
li~ \
li 1 li 1 \
RR'0,202Z+0,523 \ i. • 1
• 1 1
121 \ -12 1
_1 1 1 E ·e 1 - 1 E \ "' CR' -0,257Z + 28,044
~ 13 1
-13 \ 013 1 1 ·~ <( e'§ 1 ex,
e'§ • \ o 1 • , i5
o
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"- o 1 o o 1 [15 [15 1 a:: 1 1 1 a. 1
\ 1 \ 1
161 \ 16 1 16 1
\ • ,. i-17-I \ 17 1 17
• \ J • 1
18 \ 18
1 1 1
FIG.JII'.3- PARÂMETROS RR. CR e SR VS. PROFUNDIDADE ENSAIO OEDOMÉTRICO
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TEMPO DECORRIDO ( MINUTOS)
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PROF: 17al8
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0 FURO SM 10 - IA 1 PROF.9 a 10 • 124
4 FURO SM 10 ·IA, PROF. 13a 14 • IP
• FURO SM 10 - IA, PROF. 13a 14 - 124
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PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDAÇÃO, cr~c ( kPa)
FIGlll. 12- CURVAS ENSAIO
év vs. log O"vc • OEDOMETRICO ~API P • 1,0
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8 FURO SM 10-IB, PROF. 16 o 17
0 FURO SM 10-IB, PROf 140 15
10 10 • PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDAÇÃO, O"vc ( kPo)
' FIG. m.13-CURVAS ev vs. log Ove ENSAIO OEDOM~TRICO- AP/P "0,5
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~ i= o:: UJ
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30
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0 FURO SM 10- IA, PROF. B a 9
[) FURO SM 10-IA, PROF. lla 12
0 FURO SM 10 -IA , PROF.17a IB
91
PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDAÇÃO, cr'vc ( kPa)
FIGm.14-CURVAS Ev VS. log O"vc
' ENSAIO OEDOMETRICO (COM LAÇO)-AP/P 11 0,5
92
13 014
8 a 9 ro
li a 12
9 a 10
16 a 17
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"' ...J <( u >--o:: 14 o 15 w > o
l<t e.;
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17 o 18 o u. w Q
40
CONVENÇÕES
... V ___ ~I FURO S M 10 - IA
21 FURO SM 10 - 18
50
10 1o2 PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDAÇ:ÃO,cr,;, (kPo)
' FIG.m.1s- CURVAS Ev vs. log (j'yc ENSAIO OEDOMÉTRlCO
o 1-z w :::, vi z w ~ w o w 1-z w ü e;:
93
SIMBOLO
o
• ô
• o • o
•
SM
SM
SM
SM SM
SM SM SM
AMOSTRA
10 • IA, PROF. B o 9 m
10 • IA, PROF. 9 o IOm 10 "IA. PROF. li o 12m 10 -IA, PROF. 13 o 14 m
10-IB, PROf 14 o 15m 10 • IB, PROF. 16 a 17m 10- IA PROF. 17 o IBm 10- IB, PROF. 9 a IOm
~ u5
Oa-.----------'-,------------'--.,------------' 1 10 10 1a3
PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDA/:ÃO, CJ";c (kPo)
FIG. m.16 - CURVAS Cv VS. log 0-vc - ENSAIO OEDOMÉTRICO
94
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10
SIMBOLO
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• e,
• o • o
•
AMOSTRA
SM 10- IA, PROF. 8 a 9m
SM 10 - IA, PROF. 9 a IOm
SM 10- IA, PROF. 11 a 12 m
SMIO-IA, PROF.13al4m
SM 10- IB, PROF. 14015 m
SMIO- IB, PROF.16al7m
SM 10- IA, PROf 17 a 1.Bm
S M I O - 1 B , PROF. 9 a I O m
10
PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDAÇÃO, O'vc ( kPo)
FIG. m.17- CURVAS mv vs. ,
log crvc-ENSAIO OEDOMÉTRICO
1o3
8,0.
7,0
6,0
::j"4p "' o _J
rn "' w 2 o: w 0..3,0
2,0
IP
95
SIM SOLO
o
• o
• o • o •
AMOSTRA
SM 10- IA, PROFBo 9m
SM 10- IA, PROF 9 o IOm
SM 10- IA, PROF II o 12m
SM 10-IA, PROF 130 14m
SM 10-18, PROF 140 15m
SM 10-18, PROF 16 o 17m
SM 10- IA, PROF 17 o 18m
SM 10-18, PROF 9 o /Om
19 102 PRESSAO VERTICAL DE CONSOLIDAÇÃO, mie I k Po 1
FIG. m.18 - CURVAS ENSAIO
, K VS. log 0-vc OEDOMÉTRICO
~
"' a 1 " v
'Q .. ~
> u o 1-z w ~ ~ w o
"' w A w 1-z "' ~ ~ (J
96
• SIMB. REFERENCIA
FAIXA DE RESULTADOS 1:1 • DUARTE (1977)
\ FAIXA DE RESULTA DOS
1 COUTINHO 0976)
\ • PRESENTE TRAaA~HO
\ 1 •
1 \
\ •
\ ' 10 1 \
\ •
\ \
1 •
tll \ 1 \ \ ·~\
• '
Q..._ _____ ~--'-----~----'--~-~~-i PRESSÃO VERTlcÀ'?. DE CONSOLIDAÇÃO lfv, ( ~p~~2
~ , FIG.Jl[.19-PARAMETRO Cv VS. 1..0GCívc
COMPARAÇÃO COM RESULTADOS DE OUTROS TRABALHOS ENSAIO.. OEOOMÉTRICO .
(J";m I kPo)
0o 10 20 30 40 so 50
w 1· 7~ / / ~ l / ~ ::i I r ~2~"1=1 ~ \0,\ ::i u\00 oi39 \fO'
... ~ \
4f-10 \º O \ 1 \ \ \
5tll \o ºº\ • \ 1
6-H2 1 \
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FIG. m. 20- PARÂMETROS eo. tsnot e CJ'Vm VS. PROFUNDIDADE COMPARAÇÃO COM RESULTADOS DE OUTROS TRABALHOS
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w 1 7 1 1 U) 1 1 z 1 1
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\ \ 10 e 16 \ \ co
• li Ll7
• lo
SIM BOLO REFERENCIA
o DUARTE ( 197 7) ----- ORTIGAO !19801
o COUTINHO (1976J
-+- ARAG AO ( 1975)
• PRESENTE TRABALHO
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• •
SIMBOLO REFERENCIA
FIG.m.21-PARÂMETRQS CReSR vs. PROFU COMAI\RN;AO COM RESULTADOS D TRABALHOS- ENSAIO OEDOM~
ô COUTINHO (1976)
O DUARTE ( 1977)
~ ORTIGAO [ 1980) e PRESENTE TRABALHO
\D co
~ ... º UI+ 2
99
CONVENÇAO: ol--------------------t:,""'p=R-ES-EN_T_E-TR,-A-BA-L-H0--4
$ARAGÃO, 1975
10 20 30 40 50 so 10 ao 90 100 200 UMIDADE NATURAL h ( %)
FIG. m. 22 - RELAÇÃO ENTRE O ÍNDICE DE COMPRESSÃO E A UMIDADE NATURAL
( AFTER LAMBE a WHITMAN, 1969)
100
CAPÍTULO IV
ENSAIOS DE PALHETA DE
CAMPO E DE LABORATORIO
1 D 1
ca,fTULG IV
!IIAIOI D! P&LttlTA Dl CAM,o ! O! LAIORATtllll
IV.1 - INTRODUÇIO
Este
campo e ·de
caprtulo apresenta os ensaios de palheta de
laboratório realizados na argila do CaJu.
Inicialmente será apresentada uma revisão bibliográfica
relativa ao assunto, com ênfase nos fatores que influenciam os
resultados dos ensaios de palheta.
IV.e - R!VISao BIBLIOQR.~IOA
a desenvolvimento do ensaio de palheta remonta ao fim
dos anos cinquenta, tendo sido desenvolvido para medida ln sltu
da resistência ao clsalhamento não drenado das argilas e de sua
sensibilidade, sendo larga e continuamente empregado e
desenvolvido até a época atual, face a rapidez de obtenção de
reeultados e conflabl I Idade dos mesmos. Uma pormsnorizada
descrição histórica da introdução e desenvolvimento deste
ensaio pode ser encontrada em FLDDIN e BRDMS C3BJ.
Através dos anos I nllmeros estudos real lzados por
diversos pesquisadores, muitos dos quais citados em CDLLET C27J
e ROY e LEBLANC C102J, demonstraram ser a resistência obtida
através deste método de ensaio dependente de Inúmeros fatores.
Estes, por sua vez, nem sempre concordavam com as premissas
básicas da eq.
apresentadas,
de cálculo convencional, que são abaixo
102
(1) As operações precedentes~ real lzação do ensaio, como a
cravação das hastes e palhetas, não causam pertubação na
a rg l Ia;
(2) A resistência Su é mobl I lzada simultaneamente em torno de
uma superfície cll índrica, tanto na direção vertical quanto
na hor i zonta 1;
(S) Não há consolidação (ou processo de dissipação de poro
pressão) ao longo do ensaio de palheta;
(4)· O ma teria I argl I aso é cons I derado I sotrópi co;
(5) As tensões de clsalhamento são consideradas uniformemente
distribuídas.
GOLLET [27l em seu trabalho descreveu os inámeros
fatores, coletados na blbl !agrafia então existente, que
Influenciam a obtenção de su das argl las moles. Estes são o
processo de execução. do furo, as dimensões da palheta, a vel.
de rotação, o tempo decorrido entre a cravação das hastes e
Início do ensaio, e a ruptura progressiva, entre outros. GOLLET
[27l também concluiu que além dos fatores acima o atrito
desenvolvido entre os componentes d.o equipamento "convencional"
uti llzado (similar ao empregado no presente trabalho), e os
erros provenientes da cal lbração da mola, tendiam a tornar as
Incertezas dos resultados obtidos ainda maiores, Já que naquela
ocasião haviam dificuldades em se obter valores precisos de
atrito e torque na haste ao longo da profundidade. Tão maior
103
seria a dispersão dos valores quanto menor fosse o momento
resistente obtido na argl la (ou quanto menor fosse o diâmetro
da pa I heta ).
através
Num trabalho mais recente, ORTIGAO e COLLET [97J
do aprimoramento do equipamento convenclonalmente
utll lzado, de forma a dei xi-lo praticamente Isento de atritos
internos e de solo-haste, conseguiram resultados de Su com um
grau de confiabl I Idade relativamente superior. Estes concluiam
ser o ensaio de palheta de campo a melhor maneira de se obter,
no momento, um perfl I de resistência não drenada para o uso em
proJeto em solos moles, ao se empregar o equipamento
apropriado. Segundo estes autores, deve-se ter cuidado ao se
uti I lzar os resultados obtidos com a aparelhagim convencional,
Já que esta, comprovadamente, não el lmlna totalmente os atritos
nem possl bi I ita a correta determinação dos mesmos( face a
elevada dispersão. VEY e SCHLESSINGER (120) e BENNET e MECHAM
[11l, citados neste trabalho, Já chamavam atenção para as
dificuldades existentes~ determinação do atrito solo-haste.
AI guns dos fatores Inicialmente estudados em
bibliografia sd agora começam a ficar melhor compreendidos, em
função dos Intensivos estudos que vem sendo desenvol.vldos nesta
área de pesquisa. Um destes é o ganho de resistência não
drenada com o tempo de espera após a inserção das palhetas.
FLAATE [37l relata estudos real lzados com as argl las marinhas
norueguesas, onde obteve-se su crescentes com o aumento do
tempo de espera. Na ocasião não existia exp 11 cação
satisfatória para o fenômeno, sendo atribuldo a uma ação
combinada da consolidação e migração Interna d'água para a
104
reg Ião na qua I se Insere as pa I hetas. O mesmo resultado tem
sido obtido em ensaios de palheta em laboratório, como por
exemp I o os rea 11 zados por ALMEIDA e PARRY [4l em cau l.i m
reconstituído, nos quais o tempo de espera variou de 1 ·a 20
mln. ROY e LEBLANG [102) afirmam, conclusivamente, não ser o
ensaio de palheta realizado em condições não-drenadas, tendo a
consol ldação um papel Importante na obtenção dos valores finais
de Su. Uma melhor compreensão do fenômeno, entretanto, pode
ser encontrada nos recentes estudos real I zados por MATSUI e ABE
[81), que pesquisaram o mecanismo de ruptura ao longo do plano
de clsalhamento de ensaios de palheta de laboratório, em
argl las reconstituídas (caul 1ml. Nesses traba I hos utl 11 zaram-
se transdutores de poro-pressão acoplados às palhetas e
lnserldo9 na argl la, além de simulações destes ensaios através
de anál Ises numéricas, a fim de se constatar que o excesso na
distribuição de poro-pressões ao longo das palhetas era
dependente da velocl.dade angular empregada e permeabi I Idade do
solo, e que a condição não drenada só se alcançava, para o solo o
estudado, com velocidades angulares superiores a BD /min. Pode
ser demonstrado, nas anál Ises numéricas, que o acréscimo de
poro-pressão induzido pelo clsalhamento era consideravelmente
inferior àquele originado durante a Inserção das palhetas. Este
fato foi comprovado posteriormente por KIMURA e SAITOH C57l
em ensaios laboratoriais com solos coesivos de IP Igual a 20 e
50 respectivamente, utl I izando-se aparelhagem semelhante àquela
previamente descrita pelos outros autores. Neste caso,
comprovou-se que o acréscimo de poro-pressão após a Inserção
das palhetas tende a decrescer e equalizar mesmo durante a fase
de clsalhamento (se esta se real lzar no máximo 4hs depois da
105
Inserção), Já que nesta fase o acréscimo óU tende a ser de
pequena monta quando comparado com a poro-pressão Inicialmente
Induzida. Com tais ~omprovações conclui-se, efetivamente, ser
o ensaio de palhsta realizado em certas ocasi~ee de forma
drenada (ou parcialmente drenada).
Resultado slmi lar, em termos de acréscimo de poro
pressão na cravação, obteve OAVIES et ai [32l em ensaios
laboratoriais em caullm. Estes, no entanto, ao comparar a
variação de poro-prsssão Induzida no cisalhamsnto com a
velocidade angular das palhetas, concluíram que para pequenas
valor~s de W o ganho de reslstftncla se dá em função da
consolidação da amostra ao longo do plano ds cisalhamento, o
snquanto que para W acima de 30 /mln o ganho em Su está
associado a efeitos de velocidade de deformação, Já que neste
caso não há a possibilidade ds consolidação durante o
clsalhamsnto.
IV.I - PIHIMI DI INIIIII NILIIAIII
Apesar dos diversos fatores qus Influem nos
resultados dos ensaios de pal~éta e que afetam o valor da
resistência não drsnada obtida através dos mssmos, foram
efetuadas medidas de su ao longo da profundidada através deste
ensaio. os obJetlvos deste ensaio foi foram, prlnclpalmsnte,
(1) o levantamento de alguns fatores discutidos nos capítulos
li e Ili, tais como amolgamento e heterogeneidade ln sltu
do solo;
10B
(1) A obtenção de valores de sua serem comparados com os
rei ativos aos diferentes ensaios real lzados, e a serem
utlllzados em futuras análises computacionais.
Assim foi programada uma extensa campanha de ensaios
ln sltu e realizados 11 furos de sondagem, nos quais o ensaio
de palheta era executado a cada metro, sendo precedido doe
ensaios de penetração dlnamica. Obtiveram-se, desta maneira,
84 valores distintos de Su ao longo das duas linhas de sondagem
real lzadas, valores estes que auxl l leram na escolha do tocai de
retirada dae amostras lndaformadas. Foram tambám realizados
ensaios de palheta de laboratório em amostradores de pa,ede
fina, sendo estes executados no topo dos amostradores e ao
longo dos mesmos (ed nas amostras SM10-1A e 16, 8 a 9), com
vistas a uma comparação com os resultados dos ensaios de campo.
OescrtçOee mais detalhadas das etapas de trabalho adotadas
serão apresentadas a seguir.
IV.4 - IIIIPMIINTO I PIHIGIDt .. NTO li lfllAIO
IV.4.1 - ~ft11ID1 dl Palheta de CaMPO
o equipamento utilizado nos ensaios de campo é
pertencente b firma empreiteira que realizou as sondagens,
sendo este s 1ml I ar ao utl 11 zado por C:OLLET C27J.
A
prescrições
metodologia de realização do ensaio seguiu
dadas pela bibliografia existente, conforme
descrição a seguir,
1D7
(t) D método de ensaio de palheta,
Van e•, era rea I i zado através
classlftcado como
de furação prévia
equ I pame·nto d e.. lavagem, aproveitando-se da
"Acker
com o
mesma
aparelhagem a ser utilizada nas sondagens a percussão. A
perfuração se dava num dillmetro de 1D1 mm, sendo real lzada
até uma cota 5D cm superior àquela de ensaio. Nesta etapa,
cravava-se o tubo de revestimento o mais verttcatmente
possível, através do auKíl lo ds um nível de bolha, e
procedia-se a I tmpeza final do fundo do furo com um trado
concha. D distanciamento de 5D cm é uma recomendação da
norma ASTM - 72 citada em CDLLET C27l;
(1) Descida do conlunto de hastes de eKtensão, tendo na
eKtremtdade Inferior a palheta a ser utt ttzada e na
superior a haste de seção quadrada. Tomava-se o cuidado
para não cravar a palheta na argl ta do fundo do furo;
(8) Colocação da peça de fixação da mesa;
(4) Instalação da mesa na peça de fixação;
(9) Cravação estdttca da palheta de aproximadamente 5Dcm no
solo mole, num movimento rdptdo e contínuo;
(1) Instalação do deflect6metro e da manivela para apt tcação do
torque ao conlunto hastes - palheta;
(7) Realização do ensaio com velocidade de rotação igual a B'Y
mtn, conforme sugestão de CADLING e ODENSTAD c211. Esta
vetoctdade também é uma Indicação da norma ASMT - 72 citada
em COLLET C27l, e_ constitua, atualmente, uma prática
padrão do ensaio;
108
CI) Rotação do conJunto no sentido de fechamento da mola até o
uma rotação máxima de aproximadamente 60 , onde, no caso da
argila do caiu, Já se obtinham resistências residuais. As o
leituras deflectométricas eram anotadas a cada 2 de
deformação &ngular;
o (1) Rotação da palheta de 720 , visando destruir a estrutura da
argila existente na cota. de ensaio de forma a obter a
resistência não drenada do material amolgado. o sentido de
rotação era o mesmo que o anterior:
(10) Ensaio com o material amolgado, seguindo os mesmos
procedimentos descritos nos ítens (7) e (8), utl I izando, o
neste caso, uma rotação máxima de 40 ;
(11) Retirada de todo o equipamento utí I izado, permanecendo
apenas o revestimento;
(11) Limpeza do fundo do furo com trado concha e Início do
ensaio de penetração dinâmica (SPT), descrito no capítulo
li, até 45 cm aba~xo da cota final do ensaio de palheta.
o equipamento adotado nestes ensaios embora sela
utilitado palas firmas empreiteiras nacionais
encontra-se, sem ddvlda, em vias de substituição. Isto se deve
principalmente ao desenvolvimento atual de aparelhagens menos
suleltas aos atritos Internos desenvolvidos, ou com sistemas
mais precisos de mensuração destes, conforme exposto em
ORTIGÃO e GOLLET C97l. Com relação à metodologia de
axecução destas ensaias parece ainda não haver um consenso
109
Internacional a respeito dos procedimentos a serem adotados,
visto que nas lnómeras normas vigentes existem dlvergftnclas em
relação a aspectos particulares, como velocidade de ensaio,
prof. de lnserçao, etc. Num recente slmpdslo (ASTM CBJ) foram
apresentadas, com base nas prlnclpale normae vigentes, todas ae
metodologias atualmente empregadas e os detalhes preconizados
para a aparelhagem do ensaio, conforme·as tabelas (IV.1) e
(IV.2).
1v.1.2 - fnaaloa de Palheta de L1bor1tdr10
as ensaios de laboratório realizados na CDPPE
utl 11 zaram um equ I pamento de fabr I cação da Wykeham Farrance
para este fim <o mesmo empregado por ORTIGIO 1941 para os
ensaios real lzados na argl la de Sarapuf ). Os componentes
básicos podem ser vlsuallzados a f.igura (IV.1), e são descritos
como:
(1) Corpo do equipamento
entre si.
formado por peças
Neste são fixados o
metálicas
sistema de aparafusadas
acoplamento das palhetas e haste, o motor e o
transformador, e a base da aparelhagem;
(b) Sistema de acoplamento das palhetas e haste, que possui a
posslbll Idade de movimentação verti cal, através da rotação
de uma manlvela. Neste sistema coloca-se a mola a ser
utll lzada nos ensaios e, no trecho Inferior, fixam-se a
haste e pa I hetas metá 1 1 cas. As deformações são 11 das
através de uma escala graduada existente;
110
<e> Jogo de molas e hastes com palhetas distintas. No presenta
trabalho utl l lzou-se a mola nlfmero 2 e uma palheta com
altura de 25,~ mm e dlametro de 12,7 mm, ou sela, H/0 = 2.
O fabricante fornecia,
calibração das molas,
adicionalmente, as curvas de
porém, conforme será explanado o
posteriormente no apendlce B, utll lzou-se para a mola n. 2
uma constante cal !brada com um equipamento construído
exclusivamente para este fim;
(d) Unidada motorizada em corrente
se acopla ao sistema descrito em Cb).
contínua C15V-OC) que
Interligado a esta
unidade encontra-as um pequeno transformador AC/OC que
converta a corrente alternada de 220V do laboratório àquela
necessária ao funcionamento do motor. A velocidade angular o
CW> despertada na palheta é de 10 /mln, porém existe a
posslbll Idade de, através de uma manivela com correia
acoplada ao sistema motorizado, empregar-se outras
velocidades angulares por processo manual;
(e) Escala de leitura de deformações presente à parte superior
do sistema descrito em (b), cuJa graduação ss dá em graus.
O sistema de marcação é composto por 2 ponteiros que
permanecem Juntos entre si até ser alcançada a deformação
correspondente ao torque máximo. Neste momento o pontal ro
principal começa a acompanhar o solo, enquanto que o
secundário permanece estável na situação de su máximo.
A
prescrições
metodologia
dadas pela
de execução do ensaio
bibliografia existente,
seguiu
conforme
tabelas (IV.1) e (IV.2), e ensaios realizados por OAVIES et ai
1 1 1
[32l, PERLOW e RICHARDS (981, e ORTIGJIO [9"11, sendo descrita a
seguir:
(1) Escolhia-se o amestrador a ser utl I izado e removia-se os
5cm Iniciais do topo da amostra coletada através do
extrator horizontal descrito no capítulo 11;
(i:!) Este amestrador era colocado na posiçao vertical de modo
que a amostra a ser ensaiada, previamente preparada e
situada no topo do mesmo, ficasse~ vista. Esta posição
correspondia à situação original de campo do extrato
argiloso;
(S) AJustava-se na bancada de concreto o equipamento de ensaio
de palheta de laboratório, de forma a posicioná-lo num
local adJacente e superior à amostra a ser ensaiada. A
mola e a palheta adotada iá haviam sido acopladas na
aparelhagem utl l lzada;
(4) Utl I izando-se da manivela des~rita em (b) procedia-se a
operação de cravaçao estátl ca das pai hetas no sol o, numa
profundidade média de 2 cm e num lntervalo de tempo de
cerca de 5 segundos. Procurava-se escolher, na amostra
e n s a I a d a, r e g I O e s u n I formes d e ar g 1 1 a;
(6) Esperava-se cerca de 1 minuto até se Iniciar a fase de
clsalhamento do ensaio. Este tempo está de acordo com o
valor preconizado por ALMEIDA e PARRY ["IJ, Já que, segundo
estes,
de Su;
Intervalos maiores levarão a resultados superiores
112
(8) Marcava-se atravée da escala de leituras descrita em
<e> o torque máximo medido na fase de clsalhamento. No
presente trabalho utilizou-se uma velocidade angular de o
rotação de 10 /mln (equivalente a uma velocidade I lnear v =
W.r = 0,02 mm/s na ponta da palheta> dada pela unidade o
motorizada, e velocidade manual de cerc~ de B1 /mln <v =
0,15mm/s) dada pela manivela. O o b J e t I v o em se r e a 1 1 z ar o
ensaio com estas distintas velocidades era, no caso do
sistema motorizado, de ss comparar estes resultados com os
valores obtidos nos ensaios ln sltu, no qual v era de
o,o"lmm/s, enquanto que no caso do sistema manual
obJetlvava-se comparar os valores de resistência (com a
velocidade preconizada por PERLOW e RICHAROS C9Bl) com
aqueles obtidos no sistema motorizado;
(7) Os procedimentos descritos sm ("\), (5) e <B> repetiram-se 4
vezes para cada profundidade da argl la ensaiada, de forma a
se obter dois valores para cada uma das duas velocidade.
No caso de obtenção de torques bastantes distintos entre
si, para uma mesma velocidade, procedia-se a realização de
mais 1 ou 2 ensaios de forma a ss obter um valor médio mais
representativo;
(8) Real lzava-se ensaios .de atrito com a utl I ização da haste
cega, numa mesma prof. de cravação e tipo de material que
foram adotados nos ensaios de resistência. A metodologia
d e cravação é s I m 1 1 ar a o que f o I d e s c r I to em < 4) e < 5 >,
tendo sido· real lzado 3 ensaios distintos para cada o
produndldade ensaiada, com uma velocidade de 10 /mln. Os
113
valores de su apresentados ao longo deste capítulo Já se
encontram corrigidos para o efeito de atrito solo-haste;
(8) Ao final dos ensaios procedia-se à coleta do material
cisalhado, e remanescente, de forma a se obter em estufa a
uml d ade natura 1.;
(10) Levava-se novamente o amestrador ao extrator horizontal
para a remoção do trecho ensaiado e, quando deselado,
preparação de uma nova prof, de amostra a se ensaiar.
a 1 B,
Adicionalmente real lzou-se no amestrador SM1D-1A, 17
ensaios com a amostra no estado natural e amolgado (após
2 revoluções da palheta), procurando-se obter valores de
sensl bl 11 d ade dos ensaios de I aboratór I o.
IV.6 - RESULTADOS ~BTIOOS
IV,6,1 - Formuldrlo tUtl 111.ado
A equação empregada no cálculo da resistência não
drenada ao cisalhamento,
laboratório, é dada por,
su = 2 H
7T o ( 2
T
+
para os ensaios de
o
6
campo e
( 1 V. 1 )
Onde T é o torque máximo medido descontado a parcela
114
de atrito. Para a relação usual "H/0 = 2
slmpllflca-se para:
T Su = 0,86
3 110
a eq. (IV.1)
( 1 V. 2)
Em uma anál lse mais moderna do ensaio de palheta com
base em anál Ises experimental e numérica, relatada em detalhe
por WROTH (124) e entre nós por ORTIGAO (96J, sugere-se a
equação abaixo para a obtenção de Su:
T su = 0,94 (IV.3)
3 11 O
Tendo em vista que a eq.(IV.3) nã~ é ainda adotada
nas normas I nternac I ona is só será aqui utl I i zada a· eq. ( 1 V .2),
Já que esta é largamente empregada.
Com relação a esta equação, algumas observações se
fazem necessár Ias, a saber:
(1) Na obtenção dos valores de resistência não drenada Su foram
assumidas todas as hipóteses descritas no Item (IV.2);
(2) A parce Ia de atr I to só fo I descontada nos ensa I os
laboratoriais visto que,· quando da real lzação dos ensaios
in sltu, não havia ainda uma definição clara com relação à
real lzação e escopo da presente· dissertação.
115
IV.5.2 - Reaultadoa
Nas flgs. ( IV.2) e ( IV.3) são apresentados os
resultados de Su para o solo no estado natural e amolgado, os
valores de umidade obtidos (h'I,), e as respectivas cotas de
ensaio referentes a cada furo de sondagem real lzado. As curvas
típicas de resistencla versus angulo de rotação da palheta
encontram-se apresentadas à figura (IV.4).
Na tabela (IV.3) são apresentados os resultados de Su o o
para as velocidades angulares de 10 /mln e 81 /mln, referentes
aos ensaios de palheta de laboratório. A diferença percentual
entre os resultados também é apresentada nesta tabela. os
valores de senslbl I Idade, obtidos nos ensaios laboratoriais,
encontram-se apresentados à tabela (IV.4).
Nas figuras (IV.5) e (IV.6) pode ser visualizada a
variação de reslstencla não drenada ao longo das amostras
ensaiadas em laboratório, sendo também apresentado os valores
de umidade e da cota relativa a cada ponto ensaiado.
Na figura (IV.7) são apresentados os va I ores
referentes aos ensaios de pal.heta in situe de laboratório,
plotados em relação a cota de cada ensaio. Os valores de o
laboratório referem-se à velocidade angular de 10 /mln., sendo
mostrada as curvas referentes aos valores médios e máximos
obtidos,
116
IV.e - o,scussao DOS R!SULTAOOS
Conforme pode ser observado nas figuras CIV.2) e
(IV.3) os valores de sensibilidade obtidos nos ensaios de campo
possuem uma média em torno de 2,0'± 1,4, valor este que segundo
SKEMPTON e NORTHEY C112l claselflcarla a argl la do CaJu como
sendo de baixa a média sensibilidade. Observa-se que COLLET
C27l encontrou uma senslbl I idade média igual a 2,B e ORTIGÃO e
COLLET C97l, com o equipamento melhorado, obtiveram o valor de
4,4 para a argila da Baixada Fluminense. Os valores de
senslbll Idade dos ensaios de laboratório encontram-se de acordo
com a faixa de variação obtida com os resultados dos ensaios ln
sltu. Nota~se, entretanto, que face à elevada heterogeneidade
de resistências da argila do CaJu, foi obtido um elevado valor
de dispersão (para uma precisão de 96%), o que torna a média
assim obtida com pouca representatividade, do ponto de vista
estatístico.
Como se observa na· figura (IV.4) a forma das curvas
da deformação da mola versus. angulo de rotação da palheta não
esteve, na maioria dos ensaios, de acordo com as curvas típicas
descritas em COLLET C27l para a argila indeformada de Sarapuf.
Tal fato ressalta a hipótese de amolgamento ln sltu da argila
do Calu, Já que, como se pode observar, alguns dos ensaios de
campo resultaram em curvas de material "lndeformado" Iguais ou
até Inferiores as do material amolgado· (com su residual) dos
outros ensaios. Por outro lado na grande maioria das curvas
obtidas para o material "lndeformado" não se constatou um pico
de resistência pronunciado. ~ Interessante notar na fig
(IV.7), com relação ao aspecto de resistência natural da argl la
11 7
do CaJu, que a existência de valores de su bem abaixas da média
em subtrechos tocai lzados (trechos estes provavelmente
amolgados), levam-nos a pensar na hipótese de que antigas
superfícies de dest lzamento pré-existentes, ou que a atual
recentemente ocorrida, teria reduzido os resultados do su
"natural" a estes valores amolgados.
Acredita-se no entanto que, associado aos fatores
externos de ocupação e h i stór Ia geo l óg I ca que tendem a
dispersar os resultados de su obtidos, outros fatores estiveram
presentes, como aqueles relacionados por COLLET t27J em relação
às dificuldades encontradas e erros Inerentes ao ensaio de
palheta de campo. Acredita-se, porém, que a Influência destes
fatores (atritos, etc.) nos resultados da argila do CaJu tende
a ser Inferior que aquela oriunda dos condicionantes geológicos
e ocupacionais externos. Ou seJa, a dispersão dos valores de
Su encontrada se dá em função, principalmente,
aterramentos e ruptura de aterros da região.
A reduzida resistência da argl la,
dos constantes
em subtrechos do
depósito argt toso, pode ser bem caracter I zada com os va I ores
i n f e r I o r e s a p r e senta d os nas f i g u r as ( 1 V . ,2 > e ( 1 V • 3 > •
Adicionalmente pode ser constatado que, no furo SM10, a região
de menor valor obtido para su situa-se em cota próxima àquela
em que nos furos SM10-1A e 1B a recuperação de amostra
indeformada foi nula. Tal trecho situa-se, Inclusive, em região
amolgada. Isto teva a crer que alguns dos valores mínimos de
resistência referem-se a "marcas" deixadas pela passagem das
superfícies de ruptura.
118
Com relação ainda às figuras <IV.2) e (IV.3),
observa-se que há uma tendência de ocorrência de valores
relativamente superiores de su nos trechos em que a espessura
do aterro pré-existente é maior (furos SM-2, SM-7 e SM-9),
o que leva a conclusão de que o adensamento deste antigo
aterramento Já contribuiu, num certo percentual, a um
dos valores originais de Teslstêncla ln sltu.
a este aspecto, LAW CB9J através da análise
lndmeros casos históricos em que se tinha os valores de su
acréscimo
relação
com
de
antes e depois do alteamento do aterro, chegou a conclusão de
que a geometria deete e a sua relação com a espessura de argila
no depósito é o fator mais Importante no acréscimo de
reslst&ncla por adensamento. Comprova-se com base neste artigo
que existiam condições propícias, dadas pelo antigo aterramento
do caJu, a um ganho de resistência não drenada por adensamento.
Nas figuras (IV.5) e <IV.B) estão apresentados, em
função da profundidade ao longo do amostrador, os valores de
resistência não drenada e a umidade respectiva. Observa-ee
que, no caso da figura (IV.B), há uma tendência acentuada de
crescimento de Su com o decréscimo da umidade ao longo da
profundidade. Entretanto, no trecho Inicial deste amostrador e
ao longo daquele representado na fig. (IV.5), esta correlação
entre su e h não se verifica. E pr~vável que, conforme
observou ORTIGllO t94l nos seus ensaios de palhe·ta na argl la de
Sarapur, tal fato esteJa correlacionado a um amolgamento da
argila existente no topo do amostrador, que levaria a menores
valores de Su nesta região.
11 9
A heterogeneidade de resistência ao longo do depósito
pode ser comprovada através da comparação dos resultados
expressos às figuras (IV.5) e (IV.6), onde, para cotas
equivalentes, há uma variação de até 61% entre os valores
apresentados.
,
Com re I ação à ve I oc idade de rotação dos ensa I os de
palheta de laboratório, cu j os resultados encontram-se
apresentados na tabela (IV.3), não foi observada uma tendência
de crescimento de Su com a velocidade angular, conforme exposto
em DAVIES et ai C32J e em outros trabalhos. Com base nesta
tabela observa-se que os res.ultados apresenta~am uma variação
percentual de -2D% a +qo%, com uma média estimada em +2,0%,
resultados estes que podem ser expt tcados ao se considerar as
heterogeneidades presentes em cada ponto da argl la ensaiada, e
ao se tevar em conta que o emprego da velocidade manual estava
sul eito a maiores dlscrepanctas que a uti I lzação da velocidade
motorizada. Observa-se também que com base nestas velocidades
adotadas e nos resultados de angulo de rotação para o pico,
expressos na tabela (IV.3), que a ruptura ocorreu num per(odo
de tempo superior aos 3 mln. máximos recomend_ados .<na tabela o
IV.2), nos casos em que a velocidade angular foi de 10 /mln.
Isto está correlacionado à consistência da argl la amostrada
que, em alguns casos, mostrou-se bastante superior àquela
normalmente encontrada para a argl la da Baixada Fluminense. o
Entretanto, para os casos em que se empregou W = 81 /mln os
valores de tempo de ruptura tenderam para a faixa recomendável
(1 a 3 mtn.).
pa I heta
mostra
120
A comparação de valores obtidos nos ensaios de
de campo e laboratório,
uma boa concordêncla em
apresentada na figura (IV.7),
termos de valores médios.
Observa-se também que, face à dispersão ci~s resultados, não se
constata
máximos
uma tendência ao crescimento ( à exceção dos
"lndeformados") de su com a profundidade.
valores
Nota-se
Inclusive que os menores valores de resistência equivalem, em
gera 1 , aos ensaios ln sltu, o que nos leva a supor que os
trechos mais amÕlgados não foram recuperados pelos amostradores
utl 11 zados.
A discussão dos resultados dos ensaios de palheta naB
anál Ises de estabi I Idade efetuadas será apresentada no capítulo
V 1.
-----------------------------------------------------------------------NORMAi
ENSAIO DE ASTM BR ITI\NICA NORUEGUESA
lPARAMETRO LABORATÓRIO :------------------ ........ ;-------------:-------------1------------:------------------:
RELAÇ1\o H/D 2: 1
ACURACIA DO TOR0UE : 1,2 kPa
' ' ' ' ROTAÇ~O DA PALHETA l ENGRENAGEM
( 1 ) : RELAÇi'iO DE AREA • •
FORMA DA PALHETA
< 12,:
RETANGULAR ou
CÔNICA
2: 1 2:í 1:1 ou 2:1
l D.: DA FAIXA : 0,57. DA DE VALORES l FAIXA DE (0 A 700Nml l VALORES
' ' ' ' ' ' • • l ENGRENAGEM l ENGRENAGEM l SIST. MOTORIZADO
' • • •
., •
' ' < 12% • •
RETANGULAR
• • < 127. ' < 15:1.: •
RETANGULAR RETANGULAR
--------------------------------------------------------------------------
' '
'
(1) NOTA: Definida como a rela,ão entre a área da se,ão transversal da palheta e a
área do círculo de di~metro igual ao di~metro da palheta.
TABELA IV.1 - DETALHES DO EiUIPANEHTO PARA OS ENSAIOS DE PALHETA (ASTK, 1987>
f-> N f->
--------------~-----------------------------------------------------------------
PARAMETROS ASTH BRITANICA NORUEGUESA ENSAIO DE
LABORATÓRIO 1--------------------~-------------:-------------:------------1------------------1
Prof. Inser~ão 5 X Dfura
o Ve J • Rot ai::ão 6 /Min.
Tempo para Ruptura 2 a 5 Min.
N. Revolljl;;Ões para il/!
Su amolgado
Tempo de Espera Nenhum ou
< 1 Min.
Intervala de prof. } 0,76m
para cada ensaio
3 :< Dfuro 500 mm
o i o 6 a 12 /Min.i 12 /Min.
5 Min. 1a31'\in.
6 25
S Min. < 5M i n.
} 0,50m 015 a im
a 60-90 /Min.
1a3Min.
5 a 10
•( 1Min.
TABELA IV.2 - PROCEDIIIEHTOS PARA OS ENSAIOS DE PALHETA (ASTK, 1987)
' '
"" N N
123
ANGULO D[ ROTAÇAo : o Si.! !IPal :. OIFERENÇA :
ANOSTRAOOR PARA O PICO ( ) i :------------:--------------: PEJlCOOUAf. 1 1 o f o I o I o i li / HIN i 81 / NIH : it / NIN : 81 / HIH i II)
:----- :---_;·l---:---1----:--· :
: S/111-IA, 8 A 9 S8 73 13 16 + 23 1----------1----:-----:-----1---"'!'---1----:
t 1 : SHil-iB, 8 A 9 : !G : 19 9 7 : • - 22 :-- ---l-----1----:---:--·-:----J
: SlliHB, 9 A U : 31 ' '
:-------:----:----'---:
: SlliHA, li A 12 : ~
7 9 + 22 --:-----:-----:
9 9 • :-- ---:----!----:-----
: SIIIMA, !3 A !U 21 5 5 • :---------:- --:-----:-----1---:---1
: SHll-!B, !3 A H : 31 39 1 6 - 14 :-------:---:---:---:---:---:
: : SIIU-18, !1 A !5 1 8! 81 18 !7 - 5 1-------.-:----I-C---1----:-----1----:
: 1 Sll!MB, 16 A !7 1 2:i 33 5 7 H9 :-------:---:----:---:--:----:
: Sll!HA, !7 A 18 : 22 5 - 29 --------· ---- -------
ces. t: os ENSAIOS FORM REALIZADOS, Ell SUA 11/iIORIA, HO TO/O DO MOSTRADOR.
OIIS. 2: HO cALCULO DA DEFORHAÇ~O 111'.0IA J! FOI D!:SCONTltOA A PARCELA EiUIVAI.EIITE AO ATRITO, o
OIIS. 3: A VELOCIDltOE OE 81 /llIH FOI CONSEGUIDA 11/ilf\JPUEJITE.
Tlllla.A IV.3 - Tlllla.A CO!ll'MATIVA D[ RESU.TAOOS D[ EllSAIOS C-011 DIFEREIITIS VEI.OCllll,IJES
EllSAIO D[ PAL'ETA DE LIIIIORATÕ!IIO
MOSlRADOR
..
. t P01íl0
o N.
124
MGULO DE Ãl«i1l0 OE h Su <PICOl Su (AJ10!.6)
ROT. PICO i ROT.AliOL6AOO i m : · m m UPal 0Pa)
S8ISI91LIOADE
Si1(P)
Si1(Al ,-------:--.:---:----:----:----:-----:------1
: 44 16 9,6 2,7
:----: l------:-----1------:- --:----.... -1
i Sllil-lA, 17 A IB 2 : 82,Ja : 47 IB :---: :----:---
3 4B . 1 1 2B
11,2 3,9 :------:----:-
: 11,4 6,1
----- ---
OBS. ll os DISAIOS FORAi! REA!.IZAOOS SB! LEVAR El1 CONSIDERAÇÃO A PERDA POR ATmo NA HASTE o
OBS. 2: A 1/fl.OCIOAOE DE ENSAIO FOI DE li /HIN
TABELA IV,4 • YARI~ DA SENSIBILIDADE DA MOSTRA Ell lll'A 1E5M COTA
00\10 OE P/ilfTA OE IJJIOIIATOIIO
2,6
1,7 ' . 1
..
VISTA DE LADO
125
V
ESCALA GRÁFICA
º• M J M •1p (cm1
VISTA DE FRENTE
FIG.N.1 - APARELHAGEM DO ENSAIO DE PALHETA DE LABORATÓRIO
SONDAGE M 1 COTA S M- 11 S M- 10 S M- 9 S M - 8
Su h Su h Su h Su h (kPa) (%) (kPal (%) ( kPa) (%) ( kPal (%)
1b 2'0 30 io 1 ::() 1'0 2b 30 1 do 3
10 ' 20 10
o -
-~
-10
-1=
ARGIC.A 88,0
"AMOLGADA" ' j 112,4 64,8 ' , /
\ ... f+r' \ ' ·, 78,7 ' ' / ' ,, '
' ~' 55,1 / /
' ' ~/ /~ ...... ~ • ' 76,5 ,, , / : -- 97,4 -f-.( '', ,. ............ ', ', ---_:::: -... .- 81,0 '· 89,7 - -b,~' ...... /" ____ ..,..
: ; \\ ---- (<'
.... --- ', .... _ ... _ - .:::_,,~ .w. 70,0 92,4
/ / 77,0
_.,- ..............
/ - ARGILA "INDEFORMADA"
FIG.nt.2- CURVAS DE VARIAÇÃO DE Su (pico), h (%) VS. COTA (m) UNHA DE SONDAGEM N2 I ENSAIO OE PALHETA DE CAMPO
SM - 7
Su ( kPa)
t'o 2'o
h (%1
30
76,3
1---' N
°'
SONDAGEM
1 COTA SM-6 SM-5 SM-4 SM-3 SM-2 Su h Su h Su h Su h Su h
1 kPa) (%) (kPa) (%) (kPa) (%} (kPa} (%} (kPa) (%)
1'o to 30 i'o 20 30 i'o 20 310 1'o
1 30 1'o 20 ~o 20
114,8
o -120,2
J \ • • 76,2 97, I
-5 .. • i I ' I , . 80,6 ~-60,4 I !
..... '",, 97,6 ' . ~' . ' ' ARGILA
I I r-tf; ....... ~ 88,5 ' ,_ 90,2 t'77 "AMOLGADA' • ~
\ I , f*l . I , ... ---- --- -
101,9 100,1 I , 113, 1 .. ' ' ''· f-+l I / -10
' ; ' ' 87,9 114,5 , ,-' '-, ' 1 • ' . h'-,1 : ! 1
' , .. - ,· , '· : ' /, +i:, ', ',, '• ' ' 1 103,9 '/ 80,1
' ,' / f,-1~( . ' 1 .,..,.,,,. .. , / 123.1 79,1 ' 82,0 ' ARGILA ' ,, ' '· ' --- , .
"1 NDEFORMADA ' ' _,, , '
-1~ // .. ,
FIG.Ill.3-CURVAS DE VARIAÇÃO DE Su (pico). h(%) VS. COTA (m) LINHA DE SONDAGEM N! 2 ENSAIO DE PALHETA DE CAMPO
rr1
t fí' 4-4 ti
1
' µ ~'
SM- 1 Su
(kPa)
i'o 2'0 30
h
(%1
107,8
92,2
107,8
84,9
,_. N __,
30
~ -" 20 ~
V)
10
30
& "" 20 cil
10
128
SOLO INDEFORMADO--SOLO AMOLGADO ------
N• FURO COTA
1 SM-10 - 4,32
2 SM .. fO - 5, 32
3 SM-10 · 6,32
4 SM-10 - 7, 32
4
40 50
ROTAÇÃO DA PALHETA (GRAUS)
SOLO INOEFORMADO~~SO LO AMOLGADO
N• FURO COTA
1 SM•IO -e :,2 2 SM-10 - 9,32
3 SM·IO ·10,32 4 SM .. JO • li ,:!12
20 30 40 50 ROTAÇÃO DA PALHETA ( GRAUS)
/\
FIG.nz:. 4 - CURVAS TÍPICAS Su VS. ANGULO D E ROTAÇÃO DA PALHETA ENSAIO DE PALHETA DE CAMPO FURO-SM 10
COTA PROF. ANG. DE h ROT. PICO
Su ( kPo)
(mJ (cm) ( o ) (%)
o 1b 20 -4. 78 20 59 64,7
' ' ' -4,83 25 73 68,6 ' ' ' '
-4.88 30 85 73,6 ,,
\ \
-4.93 35 \ 91 77,5
/ I
I -4,98 40 83 78,7 • • 1 1
-5,03 45 84 79,3
085.1: NO CÁLCULO DE Su ( kPo) JA FOI DESCONTADA A PARCELA EQUIVALENTE AO ATRITO DESENVOLVIDO AO LONGO DO FUSTE DA HASTE
085.2'. A VELOCIDADE ANGULAR ADOTADA NO ENSAIO FO! DE 10°/min
FIG.nz:_5 """. CURVAS DE VARIAÇÃO DE Su (pico). h (O/o) vs. COTA (m)
AMOSTRADOR SM 10-lA, PROF. 8 o 9
ENSAIO DE PALHETA DE LABORATÓRIO
~
N '-"
COTA PROF. ANG. DE h Su (kPoJ ROT. PICO
(mJ (cm) (º) ("lo)
l'o 2b -4,92 o 40 80,5
,' I
I -5,02 'º 33 78,3 I
/ /
/ / -5,07 15 19 . 86,7
' ' ' ' -5,12 20 36 83,7 ', 1
1 1
-5, 17 25 32 79,8 ' --------- ·,:;.
-5,22 30 76 66,7 --- ·, ' ' " -5,27 35 '91 60,5
' 1 1 1 -5,32 40 90 66,5
/ , -5,37 45 78 64,2
/
OBS. 1: NO CALCULO DE Su (kPo) JA FOI DESCONTADA A PARCELA EQUIVALENTE AO ATRITO DESENVOLVIDO AO LONGO DO FUSTE DA HASTE
085.2: A VELOCIDADE ANGULAR ADOTADA NO ENSAIO FOI DE 10º/min
FIG.l'SZ:.6 - CURVAS OE VARIAÇÃO OE Su(pico}, hf/o) VS. COTA (m} AMOSTRADOR SM 10-JB, PROF. 8 a 9 ENSAIO OE PALHETA DE LABORATÓRIO.
~
'-" o
E <( f-o u
131
Su I kPa) o 10 20 30 o~---J---.....J.----'----........ --_..__ __ ........
-5
-10
VALORES MEDIOS OBTIDOS;
ATERRO ( w ' 10°/min 1 Su ' 8,66 kPo
+ \ ( campo 1 Su' 8,61 kPo
1 ARGILA
1 \ 1. • •. \ • i
• 3 \ • .4 •\
• \ ·~ • •• \ , CI./RVA Su X Z PARA VALORES MAXIMOS OBTIDOS
\·' • Su • 11,87 - 0,48.(COTA)
1 MÉDIA DE TODOS 1 • OS VALORES ••
1
Su '8,63 kPo 9
LABORATOR!O ., SM10-IA,8cr9 .2 SM 10 -18,8 a 9 ., SMI0-18,9010
•• SM 10 - IA, U o 12 • FURO ., SM 10-IA, 13014 SM- 10
•• SMIO -18, 13014 . , SM 10- 18, 14ol"5 .. SM 10 - 18, 16 oi?
•• SMIO-IA,17018
FIG.IIZ:. 7 - COMPARAÇÃO DE RESULTADOS OBTIDOS NO ENSAIO DE PALHETA DE CAMPO E LABORATÓRIO (w• 10º/min)
5
10 0
~ <f)
o a:: :::, u..
E e.: o a::
15 a..
132
OAPrTULO V
~NSAIOS TRIAXIAIS
133
oa,rTULO V
!IIIAIOI TRIAXIAIS
V,1 - INTROOUOIO
Este capítulo apresenta todos os procedimentos,
equipamentos, resultado~ e comparações dos ensaios trlaxlais
rea I i zados nesta fase da pesquisa. AI ém dl sso, uma breve
revisão bibliográfica será dada a seguir.
V,I - !NIAIOI TRIAXIAII IM IOlOI ARIILGIOI: RIVIIII
IIILIOGRAPIGA
Os ensaios trlaxlals são utll lzados largamente na
mecânica dos solos na previsão de parametros de resistência e
de deformação. Constituem um precioso meio de simular, em
laboratdrlo, distintas condições de drenagem, estados de tensão
e mecanismos de deformação que, analogamente, deverão ocorrer
em campo no problema estudado. Dentre os tipos de ensaios
trlaxlais, o ensaio trlaxlal CU tende a ser o ensaio
preferido para a análise de aterros sobre solos moles, face às
diversas vantagens que o mesmo apresenta, como rapidez de
execução, posslbl I idade de execução de diversas tensões de
consolidação, etc.
A previsão da resistência e deformação da argl la em
função dos dados obtidos nestes ensaios, tem levado a diversas
propostas com relação ao tipo de ensaio cu a ser realizado. ' LADO CB1J sugere que os fatores mais preponderantes na previsão
134
da resistência não drenada obtida em ensaios do tipo CU são os
efeitos de pertubação e o sistema de tensões apl lcados na
amostra.
NOQRANY e SEED C92l estudaram o efeito da redução de
tensões anlsotróplcas de campo, durante a fase de coleta da
amostra, nos parametros de resistência e poro-pressão
originais do solo. Segundo estes, ao ser desconflnada, a
amostra coletada passará a ter uma tensão lsotróplca efetiva de
v a I o r o' p s < e n t r e o' v o e K o o' v o ) , v a I o r e s te q u e c o m o
amolgamento dado pelo manuseio em laboratório tenderá a se
reduzir. Esta mudança das tensões efetivas originais da amostra
levará com que, nos ensaios LILI, a mesma a~resente valores
Irreais de sue Af na ruptura que, segundo LADO C61l, para os
solos normalmente adensados s!lo da ordem de 10 ±5% Inferiores
àqueles esperados <caso não hala amolgamento). A discrepancla
de resultados dada pelo amolgamento levou com que LADO e LAMBE
C64l propusessem uma metodologia de ensaio em que apl lca-se uma
correção em Su, em função do grau de pré-adensamento que a
amostra viria a ter após redução de o'ps para o's pelo
manuseio em laboratório,
Algum tempo depois, BJERRUM C16l propôs que a
condição necessária para a medição confiável das propriedades
reais da amostra de argila em laboratório seria dada pela
consol !dação desta às mesmas tensões efetivas de campo, através
do ensaio CKoU. Entretanto, o adensamento lsotróplco da amostra
à tensão efetiva vertical de campo < o'vo) é um procedimento
prático e aproximado da metodologia préviamente exposta, tendo
135
- sido utt llzado nos ensaios do presente trabalho. Com relação~
adoção desta prática LADO t61J apresenta algumas considerações.
Por exemplo, em função do baixo valor de cr's após a amostragem,
a reconsot tdação tsotróplca em laboratório li pr11ssão cr'vo
levará o corpo de prova a um decréscimo de umidade fazendo com
que o valor de su assim obtido seJa superior àquele referente
ao ensaio consol !dado anlsotroplcamente lls pressões cr'vo e
Kocr'vo. Isto ocorre porque na consolidação lsotróplca a
amostra estará suJelta a uma tensão média superior llqueta
existente para a consol ldação antsotróplca, que, neste caso, é
próxima da tensão octaédrtca.
Para valores de cr'c entre cr's e 2 a 4 vezes cr'vo a
argt ta comporta-se como se estivesse pré-adensada. Entretanto,
se cr'c é superior a esta faixa de pressões, o resultado
de Su/ cr'c torna-se constante, vindo a Induzir na argila um
"comportamento normal 1zado" (HENKEL t4BJ). Foi com vistas a
uttllzaçã.o dos parâmetros normatizados que LADO e FOOTT t66J
desenvolveram o método SHANSEP. Esta metodologia consiste em ee
avaliar precisamente as caracter.rsttcas oedométrtcas, e o
histórico de tensfies do depósito de argila, e aplicar-lhe o
conceito de parâmetro normal lzado, com a final idade de se obter
um perfil representativo da restst8ncta não drenada Isenta dos
efeitos de amolgamento, amostragem perfeita, etc. As principais
etapas do método são dadas por:
(1) Investigação do perfil geotécnico através de sondagens e
ctasstftcação geotdgtca do mesmo;
(2) Aval lação da história de tensffes do depósito através de
ensaios oedométrtcos em amostras de excelente qual Idade;
136
(S) Reconso 11 dação das am.ostras do
condição "normalizável", para
adensamento artificial através
ensaio trlaxlal
então aplicar um
da redução das
até a
pré
tensões
confinantes.
normal lzados
Destes ensaios obtêm-se os parãmetros
dados de
depósito.
necessários ao cálculo, em conJunto com os
(1) e (2), da reslstencla não drenada do
Este método é totalmente dependente de um perfeito
conhecimento da história de tensões da argila estudada, não
sendo vái Ido para casos em que a amostra apresenta
caracterrsticas não normal lzávels, sela por alta senslbl I idade
ou por cimentação da argl la. Depósitos em que há uma elevada
variação dos parametros oedométricos com a profundidade (ou que
há subadensamento e amolgamento de subtrschos, como no caJu>
não. são proprcios à apl !cação desta metodologia.
HANZAWA [43l através da anál lse de establ I idade de
casos reais de aterros levados à ruptura sobre solos
normalmente adensados, afirma ser o método SHANSEP conservador
para os solos que sofreram o processo de "envelhecimento"
("aglng"), Já que nestes o valor de su obtido nesta metodologia
chega a ser até 22~ Inferior àquele real in sltu. COATSWORTH e
HOBBS [2Bl nas discussões posteriores daquele trabalho afirmam
serem os resultados de Hanzawa multo generalizados, Já que a
maioria · das argl tas Já sofreu o fenômeno de "envelhecimento".
Estes propõe que a metodologJa SHANSEP só sei a apl !cada em
argilas de baixo IP, mesmo que •envelhecidas", sendo
aconselhável nos casos em que há etevadoe IP a adoção do método
de Blerrum Modificado (HANZAWA e KISHIDA [441).
137
V,8 - TIPOI oe Nt!TOD0LOGIA8 ADOTADAS NOS INIAIOI TRIAXIAIB
No presente trabalho utl I izou-se de um procedimento
adaptad-0 da metodologia de BJERRUM C1Bl, no qual houve o
adensamento lsotrdplco das amostras às tensões efetivas
verticais de campo (considerando todo o adensamento do aterro).
Procurou-se também ap 11 car, dentro do poss íve 1, a metodo 1 091 a
de anál lse SHANSEP, tendo de ser estimado, neste caso, o perfi 1
ds tensão efetiva vertical original do depósito do calu e
adotando-se para este perfl I a relação Su/o'c para um OCR = 1.
Cabe aqui observar que as anál Ises efetuadas basearam-se no
perfl I geológico existente ao longo do furo SM10.
As duas nomenclaturas adotadas para diferenciação dos
ensaios real lzados (o'c = o'vo de campo e o'c > o'vo de campo)
estão, respectivamente, correlacionadas aos procedimentos de
ensaio acima descritos.
v.1., - Equipamento
Os equipamentos utilizados nos _ensaios trlaxlals
c1u-c nos quais se adotaram tensões de consol ldaçao
equivalentes àquelas efetivas verticais de campo, encontram-se
apresentados esquematicamente na figura (V.1l, e constituem-se
basicamente de:
(1) Célula trlaxlal
aproximadamente
para
101mm
CP de 50,Bmm de dlãmetro por
de altura (fabricação Wykeham
138
Farrance), de base de alumínio, hastes de aço e paredes de
acrílico;
(2) Sistema auto-compensador de potes de mercdrio tipo Bishop e
Henkei (fabricação Wykeham Farrance>, utl I lzado na
ap 11 cação das pressões conf I nantes ;·
(3) Prensa para apl icaç!lo da carga axial, de def. controlada,
com 1D kN de capacidade e várias velocidades de avanço
(fabricação Wykeham Farrance);
("t) C!llula de ·carga Interna com capacidade de 7DD kN para medir
cargas verticais no "top cap" (ti a mesma c!llula utl I lzada
por LINS C7Bl e descrita em LIRA C77l, tipo Imperial
College);
(6) Transdutor de pressão resistivo, de capacidade de 1DDD kPa,
com acurácla de D,25% e saí~a de 4mV/V, para medição da
poro-pressão no CP (fabricação Wykeham Farrance - modelo WF
17DBD);
(B) Extensõmetro mecânico de senslbl I Idade de D,D1mm para
medição de deslocamento vertical (fabricação Mltutoyo);
(7) Medidor de variação de volume Interior do CP do
reversível, utl l lzando-se de uma bureta modelo.
(Fabricação Wykeham Farrance);
tipo
PPVC2
(B) Medidor de leituras da célula de carga e do transdutor de
pressão do tipo. VISHAY - swltch & Balance unlt, de operação
ma nua 1.
139
Os componentes descritos em (4) e (5) Já possuíam
constantes de calibração conhecidas, através de recentes
ensaios real lzados por LIRA C77l.
Na realização dos ensaios trlaxlals c1u-c em que se
empregou a metodologia SHANSEP (a'c > a'vo de campo), utl I lzou
se o sistema automático de aquisição de dados do laboratório da
COPPE. Esta mudança se deve ao fato de que na época da
real lzacão desta fase de ensaios, vinha sendo executado no
laboratdrlo testes de utll lzação do software e demais
componentes do sistema de aquisição automática. Portanto,
aproveitou-se dos ensaios do presente trabalho para teste e
verificação do sistema computacional recém-Implantado, o que
foi vantaJoso tanto para esta pesquisa quanto para aquela
desenvolvida por LIRA C77J. Maiores detalhes do sistema, de
seus componentes, e da metodologia de real lzação dos ensaios
podem ser encontrados em ALMEIDA et ai C3J e LIRA C77J. Os
equipamentos utilizados nesta série de ensaios são os de (1) a
(6) da l lsta acima, acrescidos dos equipamentos abaixo:
(1) Microcomputador HP-B5B com 32 kbytes de memória RAM e 128
kbytes de memdrla em disco eletrônico;
(2) Conversor A/D modelo HP 3421A com 20 canale, dos quais
apenas 2 são empregados, com vel. máxima de 3D leituras por
segundo;
(3) Plotter HP-7D9DA analógico/digital com diversas opções de
traçado e de uso em papel A3 ou A4;
1"10
(1) Impressora de matriz de ponto tipo MONICA PLUS EIB030:
(B) Interface serial micro-Impressora do tipo HPB2B39A:
(B) Interface micro-plotter-conversor A/O do tipo HP-IB;
(7) Condicionador, ampl lficador e fl ltro de sinal KYOWA OPM-
3 a 5 A , f u n c I o n a n d o em c o r r e n t-e a I te r n a d a d e 11 a V ;
(B) Fontes de excitação de corrente contínua ENTELBRA-ETB-
223.0, para excitação dos transdutores:
(9) Transdutor elétrico de deslocamento (tipo LVOT) de
fabricação do IPT, modelo 1043;
' (10) Medidor de variação de volume Interno do CP modelo 17038,
de pressão máxima no reservatório de 170 kPa (Fabricação
Wykeham Farrance);
·c11) Célula trlaxlal para CP de 35,5mm de diâmetro por
aproxrmadamente 80mm de altura, tipo TEStOP !fabricação
Ronald TOP).
As cal lbrações pertinentes ao medidor de variação de
volume, transd. elétrico de deslocamento e sistema de aquisição
de dados, Já haviam sido previamente real lzadas quando da
execução dos ensaios desta fase do trabalho.
141
V,4,1 - Moldaa,m do CP e 1nrc10 do en,110
Momentos antes do início do ensaio trlaxlal procedia
se a moldagem do corpo de prova. As etapas referentes a todos
os procedimentos adotados podem ser subdivididas em:
(1) Retirada da camara dmlda do amestrador escolhido. Extraia
se cerca de 100 a 120 mm de material lndeformado que era
colocado sobre uma placa de vidro;
(2) Escarlficac~o Inicial deste material e sua fixação no
aparelho de moldagem. Com o auxíl lo de uma faca amolada,
f I o de na 11 on, espátu Ia, e régua, proced Ia-se a mo I d agem
final do CP no dlametro especifico de cada ensaio, através
do continuo desbaste das laterais;
(S) Pesagem e colocação na estufa do material restante da
moldagem. Dava-se preferência àquele prdxlmo da sup.
cl I lndrlca final do CP, recém-desbastada;
(1) Acabamento final do CP,
paralelas, do topo e
préviamente especificada;
através do corte
base do mesmo,
em d i reçiles
ha altura
(6) Pesagem e medlç~o final do CP com o auxílio de um
paquímetro. Apds esta etapa envolvia-se o mesmo num saco
plástico e procedia-se aos alustes finais do equipamento
trlaxlal, conforme descrito abaixo:
142
(a) Saturação completa da tubulação, transdutor de pressão,
conexões e partes Intrínsecas ao sistema trlaxlal
utl I lzado, através da perco lação de égua desaerada. Durante
esta etapa I lgava-se o transdutor a base da
trlaxlal;
(b) Ligação da bureta a base da célula trlaxlal;
célula
(e) Colocação da pedra porosa convencional no· pedestal da base
e, sobre a mesma, o
Whatman n. 54.
um papel filtro no mesmo formato tipo
Procurava-se manter permanentemente
saturados tanto o papel _fl ltro quanto a pedra porosa ai 1
Instalados;
(d) Recobrimento de 50% do CP com papel fl ltro cortado segundo
recomendações de 61SHDP e HENKEL t13J, e sua colocação do
sobre o pedesta 1;
<e> Cobr Imanto da par.te super I or com pape I f 11 tro e co I o cação
do "·top cap";
(f) Recobrimento de todo o GP com uma membrana de borracha,
lubrificada nos contactos e fixada através de 3 anéis de
borracha;
(g) Colocação da camisa da célula trlax[al tendo-se, acoplada a
esta, a celdla de carga Interna. Tomava-se o cuidado de
assentar o pistão levemente no encaixe superior do "top
cap", fixando-o até o momento do ensaio com presl lhae;
1 "13
(h) Enchimento da célula com água desaerada e retirada, através
de um orifício existente no topo da mesma, das eventuais
bolhas de ar existentes;
(1) Colocação de óleo no topo da célula trlaxlal, ao longo do
contacto com o pistão. Apde esta dltima etapa lia-se o
valor Inicial da bureta e zerava-se o transdutor de pressão
< colocando-o a pressão atmosférica).
v.~.a - saturaQlo e Adensamento do CP
A saturação dos CP era obtida através da aplicação,
por um período de 2"1 hs, de contra-pressão de até 200 kPa (na
maioria dos ensaios foi de 100 kPa), com a válvula de drenagem
da célula aberta. Esta pressão era aplicada em estágios de 50
kPa, permanecendo cada estágio um período mínimo dQ cerca de
2 hs.
o valor do parametro B atingido foi, na maioria dos
casos, da ordem de 0,97 o que é considerado satisfatório para
as argilas moles.
Após a saturação 05 CP eram adensados
1sotroplcamente, através de um estágio dnico de pressão. Para
os ensaios com cr'c> cr'vo, utl llzou-se nas fases de saturação e
adensamento os programas "SATÜRA" e "CONSOL" (LIRA C77Jl, na
monitoração e acompanhamento destas etapas.
Ao final desta fase eram traçadas as curvas ~V vs. /t'
onde, utl I lzando-se da metodologia apresentada em HEAD
cq5J, eram obtidos os valores de Gv que viriam a ser utl I izados
no cálculo da velocidade de cisalhamento.
O pré-adensamento artificial utl I izado nos ensaios
sob a metodologia SHANSEP era obtido através da redução da
pressão conf I nante o'oc para um va I or o'c, numa razão de
descarregamento deseJada. Esta stapa se real lzava ao término da
fase de adsnsamento e, slml larmente, era real lzada com a
válvula de drenagem aberta e consecutivas leituras de 6V.
V,4.~ - c11alhamento nlo Drenado
A partir do valor do cosf. de adensamento obtido,
calculava-se o tempo necessário para se ter, ao longo de todo o
processo de clsalhamento, 95% de equallzação das poro-pressões
induzidas no centro e na base do GP. Era com este valor que, em
conJunto com a deformação de ruptura estimada, calculava-se a
velocidade do ensaio. A metodologia adotada está ds acordo com
BLIGHT [181.· Nos ensaios com o'c = o'vo a velocidade de
deformação foi de 0,007%/mln. e nos ensaios restantes foi de
o,01q%/mln. Em geral fazia-se o cálculo para o ensaio de maior
pressão confinante e adotava-se esta velocidade para os demais.
Y,6 - OORRIOD!8 D08 Rl8ULTAD08
A u t 1 1 1 z ação d e dreno s d e pape I f 1 1 t r o, e membrana d e
borracha em ensaios trlaxlais, Induzem a erros na medição das
tensõés apl lcadas. Estes erros são de dlflci I aval lação podando
vir a causar diferenças de até 10% nos valores obtidos (OUNGAN
1 "15
e SEED t35J), diferença esta que tenderá a diminuir com o
acréscimo ·da pressão de consol ldação.
relatado
ORTIG/10
A adoção de um valor constante de correção tem sido
na blbl lografla (LADO e VARALLYAY [B5J), citado em
t95l, embora diversos autores (e.g. BISHOP e HENKEL
t13J), apresentem metodologias numéricas para a aval lação das
correções a serem adotadas no ensaio.
f Importante observar, entretanto, tjue estas
correç6es só tem vai Idade prática no caso de solos de baixa
resistência.
v.1.1 - oorrttl• 1,v110 • N•••r•R• •• l1rr10•1
HENKEL e GILBERT t"l9J utilizaram-se de resultados
experimentais de ensaios trlaxlals UU, e reeultados teóricos
obtidos pela teoria da elasticidade, para a obtenção da- fórmula
de correção do .efeito da membrana sobre o GP. Admitiu-se que p
módulo de deformação da borracha na compressã~ e extensão são
equivalentes, que o coef. de Polsson é igual a 0,5, que a
borracha quando comprimida fosse capaz de absorver carga axial,
e que o conJunto, como um todo, se deformaria como um cl I indro.
Foram utl l lzadas nestes ensaios 3 membranas distintas, uma das
quais do tipo "convencional" e as outras duas fabricadas em
laboratório, com a espessura relativamente superior e Inferior
a do tipo "convencional".
A expressão utl I lzada para a correção ( o r )
válida apenas nos casos em que o GP apreeenta ruptura
plástica, sendo dada por,
é
crr =
onde:
146
'l!d M Ea < 1 - Ea)
Ao
d = dll!lmetro Inicial do CP
M = Mddulo de compressão da membrana
Ea = def. específica vertical
Ao= 4rea Inicial da seção transversal do CP
(V• 1)
Quando a ruptura ocorre num plano bem definido o
comportamento da membrana é mala complexo, vindo a ser de
difícil avaliação o valor exato da correç!io. BISHOP e HENKEL
t13J afirmam que como a ruptura, nestes casos, ocorre em
deformações específicas Inferiores, a correção é geralmente da
mesma ordem de grandeza daquela que deverá ser apl lcada para um
caso de ruptura plástica com deformação de 15~.
o valor corrigido da teneão desvio ( d)c é dado então
por:
< CTd ) c = ( crd ) m - crr (V. 2)
onde:
(crd)m é a tensão desvio medida e crr é dado pela eq.(V.1)
Com relação aos ensaios real lzados neste trabalho
dois procedimentos dlltlntos foram utilizados, a eaber:
(1) Ensaios com cr'c = cr'vo
1"17
Neste caso utl I lzou-se uma membrana de borracha " similar ~ utl l lzada por COUTINHO C30J, com espessura Igual a
o , 3 mm. e o m base nos e n s a I os r e a I i z a d os por este auto r , o v a I o r
M obtido e utl l lzado foi de 0,205 kN/m, valor também aqui
adotado.
Observou-se, nestes ensaios, que a ruptura se deu de
forma plástica, o que levou a correção a ser calculada
utilizando-se diretamente as eqs. (V.1) e (V.2). Esta foi em
média de 1,3 kPa, apl lcada apenas para a condição de ruptura.
(2) Ensa I os com o'c > a'vo.
Foram utl I lzadas, nestes ensaios, duas membranas
profllátlcas de espessura Igual a 0,06mm cada. Adotou-se,
portanto, o mesmo valor do mddulo de compressão M obtido por
HENKEL e GILBERT C"l9J para as membranas "finas", que é da ordem
de 0, 16 kN/m.
Observou-se nestes ensaios que a ruptura ocorreu num
plano bem definido, o que levou ti utl I i zação da fórmula
expressa em ( V • 1 ) com um valor de deformação espec íf I ca
vertical de 15%. A correç!\o só se real IZOU para os valores de
ruptura, tendo Sido obtido um valor médio de cerca de 2,2 kPa.
v.s.a - oorreolo devido 10 Papel r11tro
Segundo BISHOP e HENKEL C13J, a resistencla do dreno
de papel filtro em ensaios trlaxlals é em geral maior do que a
da membrana de borracha. Estes conclulram que a utl I ização do
1"18
o pape I f 1 1 t r o W h a tma n n. 5"1 em . amostras de d I ametro l gua 1
a 1 1/2", com cobrimento de 50%, causaria um aumento de 10 kPa
na tensão desvio medida, nos casos em que a deformação vertical
fosse superior a 2% e a tensão confinante maior que 35 kPa.
Esta correção poderia ser dada Independentemente do tipo de
ruptura, sendo que no caso de CP com dlametros diferentes,
poderiam ser considerados como vál Idos os mesmos mecanismos
presentes aos ensaios originalmente real lzados. Nestes casos,
portanto,
prepare I ona 1
estes
ao
autores
perímetro
sugerem
coberto
que
do
a
CP e
proporcional à área da amostra, conforme abaixo:
or = l<fp , Pe
Ao
correçllo se J a
Inversamente
(V.3)
D valor de Kfp obtido por estes autores, e utll lzado
no presente trabalho, foi de D,19 kN/m. Estudos mais recentes
(LACERDA [60J citado em LINS [76J) Indicam ser este valor, nas
mesmas condições, da ordem de D,08 kN/m,
No presente trabalho a correção sd foi efetivada para
os valores de ruptura, tendo sido utl I lzadas as equações (V.2)
e (V.3). os valores médios de correção obtidos para os ensaios
o 'e = o'vo e o'c > o'vo foram, respectl vamente ! 7 ,5. kPa e 1 o ,5
kPa.
V,B - RESULTADOS OBTIDOS
v.a.1 - Eneatoe com cr'c • cr'vo
Os resultados dos ensaios trlaxlals CIU-C real lzados
1~9
com tensões de confinamento equivalentes ts efetivas de campo,
encontram-se sumarizados na tabela (V.1).
Curvas típicas de tensão-deformação; acréscimo de
poro-pressão, e parametro A de SKEMPTON t1DBJ, normalizadas ou
não, encontram-se representadas ao longo das figuras <V.2) a
(V.~). Observa-sé estar assinalado, nestas figuras, o ponto no
qual é considerada a ruptura pelo critério da tensão desvio
máxima. Os parametros apresentados a tabela <V.1) correspondem,
em parte, a esta condição I Imite.
V.8.2 - En11101 com a'c > cr'vo
Os resultados dos ensaios trlaxiais CIU-O em que se
utl 11zou a metodologia SHANSEP encontram-se sumarlzados na
tabela (V.2). Observa-se que em função do OCR empregado, as
amostras estão subdivididas em normalmente e pré-adensadas e
que, como no caso anterior, alguns parâmetros correspondem ~
condição de ruptura.
Curvas típicas de tensão-deformação, a~résclmo de
poro-pressão, e parametro A de Skempton, normal lzadas ou não,
encontram-se representadas ao longo das figuras (V.5) a (V.B).
Nestas também é assinalado o ponto correspondente a ruptura
pelo critério da tensao desvio máxima.
v.a.a - Todos oe 1na1101
As traJetdrlas de tensões efetivas e envoltdrias dos
ensaios real lzados encontram-se apresentadas na figura <V.9).
150
Os valores de Su / cr'c e de Af encontram-se plotados
em função de OCR ao longo da flg.(V.10). Nesta também é
' apresentada a relação teórica obtida por LIRA t77l para a
argila do caiu, calculada através da teoria dos estados
críticos (ATKINSON s BRANSBY t7J) e utl I lzando-ss de uma
formulação proposta por WROTH t124l. Ainda nesta figura são
comparadas as curvas previamente descritas com aquela referente
a argila de sarapuí <ORTIGl\O t95J).
Na fig.(V.11) encontra-se apresentada a relação entre
sue cr'c obtida para os ensaios do presente trabalho, s aquela
calculada através da teoria dos estados críticos por LIRA t77J,
par a a .ar g i I a d o c a J u .
Na fig.(V.12) encontra-se apresentada,
esquematicamente, a variação do psrfl I geotécnico e das tensões
efetivas ao longo do furo SM1D, calculada,com base em hipóteses
assumidas. f cõm base nesta figura que se traçou ae prováveis
traletórlas de tensões efetivas ln sltu da argila do CaJu
apresentadas na flg.(V.13). Nesta também é representada a
traJetória de tensões efetivas em laboratório.
Encontram-se representadas na figura (V.14) todas ~s
curvas e valores de resistência, ao longo do furo SM10, obtidos
nos ensaios ln sltu e de la~oratdrlo real lzados no presente
trabalho. com relação a estas curvas alguns comentários fazem
se necessários:
(1) As tensões efetivas no cômputo da curva 4 da metodologia
SHANSEP, e nos ensaios cr'c ~ cr'vo, correspondem a situação
c da figura (V.12);
151
(ê!) As tensfles
metodologia
(V.12);
efetivas uti I lzadas no cômputo da curva 3 da
SHANSEP correspondem a situação A da figura
( 3) No cá I cu I o d as cu r v as 3 e 4 u t i 1 1 z ou-se um v a I o r d e s u / a' c
Igual a 0,32, como expresso à fig. CV.11>;
(1) As cotas utl I lzadas nos valores obtidos dos ensaios a'c =
a'vo equivalem às cotas médias dos amestradores empregados.
V.7 - D180U88IO D08 R!SULTAOOS
v.1.1 - curv11 T1n110-D1form1plo, Poro-Pr11110 • Parametro A
Os resultados obtidos nas amostras normalmente
adensadas* estão, em sua maioria, condizentes com aqueles
esperados e descritos em LADD CB1J. Basicamente pode-se dizer
que:
(1) Notou-se haver um Incremento maior dos valores de tensão
desvio do que dos valores de poro-pressão, para os pequenos
estágios de deformação;
(2) Quanto maiores foram as pressões confinantes maiores foram
os valores de su e ~u em função da deformaçao. Esta
tendOncia é melhor encontrada nos ensaios com a'c > a'vo;
*06S: Considerou-se os ensaios a'c = a'vo como sendo
normalmente adensados.
152
(8) A normalização da argl la, nllo se encontra com resultados
satlsfatdrlos. Nota-se que os ensaios com a'c > a'vo
apresentam melhores resultados, embora a faixa de pressaes
confinantes adotadas <entre 2 a'vo a 6 a'vo> não tenha
sido suficiente para reduzir o efeito do amolgamento.
Provavelmente Isto se deve às distintas resistências
mectnlcas, e grau de amolgamento, existentes no depósito
estudado. Conforme será observado posteriormente, este
depdslto parece não ser adequado à utl I lzação da
metodologia SHANSEP;
(1) D amolgamento excessivo pode ser bem caracterizado com os o
resultados do ensaio n. 4 com a'c ~ a'vo, onde os .valores
obtidos encontram-se totalmente discrepantes do restante.
Não se acredita que tal ocorrencla ee deva, unicamente, ao
manuseio e preparação do CP, visto que para Isto contou-se
com o mesmo técnico e as mesmas operaçaes anteriormente
rea 11 zadas;
(9) Nota-se haver uma tendência de crescimento do parãmetro A
com a aeformação e que, na maioria das vezes, estes se
encontram com valores Inferiores a 1,D na ruptura, o que
não está de acordo com o que era ae se esperar (LADO [611);
(8) Observa-se a variação, para deformações prdxlmas à ruptura,
dos valores de poro-pressão medidos no ensaio citado em
(4). Provava Imante a exp 11 cação para este fenOmeno possa
ser dada ao se considerar que a diferença de rigidez, entre
o CP e a pedra porosa, causará uma não uniformidade de
153
tensões e deformações na vizinhança da mesma, o que
Influenciará nas poro-pressões observadas durante o
clsalhamento. (ver GERSGOVIGH t42J).
Gom relação aos resultados obtidos nas amostras pré
adensadas, algumas observações podem ser dadas:
(1) Observou-se ser a resistência não drenada superior àquela
obtida para os ensaios normalmente adensados, às mesmas
pressões de confinamento. Resultados semelhantes foram
obtidos por LINS t76l na argl la de Botafogo;
(2) Notou-se haver a tendência de decréscimo do parametro A com
a deformação, numa forma mais acentuada quanto maior fosse
o OGR. Os resultados encontram-se de acordo com aqueles
obtl dos por ORTI Gil.O t95l para a arg 11 a de Sarapuf;
(3) Não se constatou, entretanto, haver maiores deformações
para a ruptura quanto mais elevado fosse o OGR, tendo sido
obtido deformaçlles slml lares.
V,7,2 - TraJetdrla
Reelatflncta
de Tenenea Efetivas II Parametroe de
Todos os ensaios tcom exceção daquele real lzado com a o
amostra mutto amolgada - n. 4 da figura (V.9)), apresentaram a
traletõrla
convencional
adensamento.
de tensões efetivas de acordo com a forma
para as argl las moles, em função do grau de pré-
15'1
Observa-se que as rupturas dos ensaios normalmente
adensados, assinaladas na figura CV.SI com uma seta, tendem a
se ai lnhar sobre uma reta que parte da origem. os parametros
coesão e angulo de atrito interno definidos por esta reta são, o
respectivamente, o kPa e 25,7 . Resultados similares foram
obtidos por outros autores para a argl la do Rio de Janeiro
(LINS C761, ORTIGAO C951 e ARAGAO C51).
Nota-se haver uma acentuada curvatura na envoltdrla
referente ao trecho pré-adensado (também observado por COUTINHO
[3Dl para a argl la de Juturna(ba ), que tende a dificultar a
obtenção do valor de coesão correspond•nte hs amostras pré
adensadas. Segundo LADO [611 para uma argila sem clmentaç!íes e
pré-adensada sob cr'vm menor que 1000kPa, este valor seria da
ordem de 5 a 10 kPa.
Convém ressaltar que a envoltdrla de tensões efetivas
para o trecho normalmente· adensado foi obtida segundo o
critério da tensão desvio máxima que, segundo SIMONS [1061, o
tende a dar valores de angulo de atrito cerca de 2 superiores
àqueles obtidos pelo critério da razão de tensões máxima. A
obtenção deste angulo por um ou outro critério é, segundo
HENKEL e SOWA [5DJ, 1 ndependente do tipo de conso 11 dação
aplicada, sela ela lsotroplca ou anlsotróplca.
V,7,3 - lnflulncta de OCR na Rela~lo &u/ ~e e no Parlmetro A
Conforme se observa na figura (V.1D) há a tendência
de crescimento de Su/ cr'c com o aumento do OCA, comportamjnto
155
este típico dos solos moles saturados. As dlepersões
encontradas para os ensaios normalmente adensados estão,
aproximadamente, dentro da faixa esperada e descrita em LADO
C61l para os ensaios de compressão trlaxlal ,que é de D,3 ± D,05.
Segundo este, o crescimento destes valores com o OCR estaria
associado, primordialmente, às menores poro-pressões Induzidas
no clsalhamento.
Observa-se nesta mesma figura que os valores do
parâmetro A na ruptura tendem a descrescer com o aumento do
OCA, culo comportamento também é típico para este tipo de solo.
As dlspersões encontradas nos ensaios normalmente adensados
encontram-se com uma faixa de variação superior li q u e I a
respectiva de resistência, além de se situar um pouco abaixo da
faixa descrita em LADO C61J, que é de 1,0±0,2. Segundo este,
o parâmetro A de Skempton tende a zero com OCR em torno de
"I ± 1, resu I ta do este comprovado nos ensa I os rea 11 zadoe no
presente trabalho.
Ainda nesta f I gura são comparadas
aquelas referentes
as
a
curvas
outras anteriormente descritas com
pesquisas na argl la do RJ.
s Ido utl 11 zadas pressões
Observa-se que, embora tivessem
d e c o n s o 1 1 d a~ 11 o r e I a t I v ame n te
superiores àquelas de campo, estas não foram suficientes para
"apagar" a história de tensões da amostra, face ao seu elevado
amolgamento. os menores valores de su/ o'c obtidos para a
argl la do Caiu denotam este fato, principalmente nos ensaios
com elevados graus de pré-adensamento. Ao se relembrar as
observações dadas sobre a normal lzação das curvas obtidas nos
ensaios com esta argl la, conclui-se que depósitos argilosos
156
cuJa história de tens!les é slml lar a do Caiu não são
a utilização da metodologia SHANSEP. Adicionalmente
-- dizer que a Indeterminação do real valor de OCR (no
propícios
pode-se
caso do
presente trabalho), face ao desconhecimento da tensão efetiva
atuante ln altu, é um lmpecllho ll utilização desta metodologia.
Com relação a comparação entre a curva teórica obtida
por LIRA C77l e a curva experimental dos ensaios do presente
trabalho, nota-se que estas são razoavelmente concordantes
para OCR entre 1 e 4. Entretanto o valor de Su/ a'c para
OCR = B dos ensaios experimentais foi bem Inferior ao teórico.
Não obstante ae observaç5es apresentadas acima, os
resultados obtidos para o parâmetro A estão de acordo com
aqueles referentes a outras pe~quisae na argila mole do RJ.
com relação à curva teórica nota-se haver uma razoável
concordância com a curva experimental dos ensaios da argila do
Caiu. Entretanto, a exemplo do que obeervou ALMEIDA C2l,
citado em LIRA C771, a curva teórica decresce mais rapidamente
do que aquela experimental.
V.7.~ - Re11çlo entre sue a'c
Observa-se na figura
Su/ a'c obtido para oe ensaios
CV.11) que o valor
experlmentale do
ml!dio de
presente
trabalho E! um pouco superior àquele encontrado para a argl la de
Sarapuí, o que pode ser explicado ao se considerar que no caso
do caiu E! bem provável que tenha ocorrido um certo adeneamento
da camada argilosa, provocado pelo alteamento de antigos
157
aterros na região. Este adensamento Influi diretamente no
ganho de reslst!!ncla não drenada da argl la, Induzindo a vai.ores
superiores de Su/ o'c. Observa-se, entretanto, que a relação
obtldo1 po1ra a curva teórica encontra-se com um valor
Intermediário entre os obtidos por COSTA FILHO et ai C2Bl e
ORTIGAO [951, resultado este consistente com oe de ALMEIDA [21
paro1 o cálculo da curva tedrlca da argl la de Sarapur.
V.1 - GONPAIAGIO 001 VALIIII DI li DITIDOI POI DIPIII.TII
N!TOD08
A comparação dos valores de reslst!!ncla não drenada
Obtida nos ensaios de campo e laboratdrio encontra-se
apresentada na figura (V.14).
lnlclalmente d Importante mencionar que os ensaios
trlaxials se basearam na figura (V.12) para a obtenção das
tensões efetivas utl 112.adas na metodologia SHANSEP, com um OCR
Igual a 1 ,o, ou na apl !cação das tensões de consolidação dos
ensaios com o' e = a' v o . Nesta figura encontra-se
representada a variação (estimada) do pertl I geotécnico ao
longo do furo SM10, em.épocas antigas e pré e pós-ruptura. E
facll observar que as tensões utilizadas no adensamento dos • ensaios o'c = o'vo, equivalentes a eltuação e, reterem-se ao
limite superior das tensões efetivas no depósito. Nota-se que
a variação atual deetas tensftes situa-ee, provavelmente, numa
faixa bem Inferior de valores.
158
Com base na observaçao acima explica-se porque os
resultados· de su dos ensaios trlaxials com m'c • o'vo, e curva
4 da metodologia SHANSEP, encontram-se numa faixa bem superior
que aquela obtida nos ensaios de palheta de campo. Uma melhor
visualização da influência da tensão de consolidação utilizada
no ensaio sobre o valor de su encontra-se apresentada na figura
(V.13), onde são representados, esquematicamente, os valores de
Su referentes aos ensaios de palheta com a amostra lndeformada
e amolgada, e referentes aos ensaios triaxials c1u-c. Esta
figura também apresenta, de forma esquemática, os valores de
o 'vo que estão plotados na figura <V.12).
Com relação a comparação de resultados dos ensaios
trlaxtals o'c = o'vo, e curva 4 da metodologia SHANSEP
observa-se que há uma razoável concord&ncia, o que era de se
esperar.
A diferença de valores de su obtidos nos ensaios de
palheta confirmam que com a ruptura e amolgamento
tendência da redução dos valores de su máximos <curva
há a
2 da
flg.<V.14)), para os valores amolgados (abalMo da curva 1 nesta
mesma figura>. A traJetórla de tensões efetivas se dá segundo a
reta Kf, como se mostra esquematicamente na figura (V.13).
Observa-se com relação a este fato que a média dos ensaios
trlaxlals uu da argl la do Caiu (LIRA C77JL situa-se numa região
de características namotgadas".
Com relação à comparação da curva de Su máximo dos
ensaios de palheta com o perfil de rsslst8ncla original desta
159
camada de argila do GaJu (curva 3), chega-se à prov~vel
conclusão de que teria ocorrido um ganho de resist0ncla, ou
adensamento, de forma mais pronunciada nos trechos superiores
do depdsito ar~iloso. Este resultado comprovaria a hlpdtese de
que teria existido realment~ um certo adensamento na argl la,
embora não se tenha como afirmar, taxativamente, que o perfil
original de resistencia su do local é efetivamente a curva 3.
PROF f h l h I ynat :cr'c l 6V t : e:f l - l qf l f l L1'l : ti-:ii fl AMOSTRA : : l f I l l ---- l B : ! Af : : : (----> J(--..:.:.-) l
: 1 : 3 : 1 VO : 1 : l l l ª'e l 2d'c I OBS , , (s) l (%) l m l (kN/a ll fkPal l (I) i l (%) l : (kPa) l (kPa) : l l , :--------:-----: ---- · :- . --:-----! t------:-----:------:----i----t-------1-------: --------:-----: ! 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 SN13-1A : 11/12 : 104,8 : 66 1 8 : 14:,4 l ·91 l 21,6 : 3,97 : 9,50 : t,77 i 34,6 : 71,6 : 0,59 : 3,38 : (1) : 1 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 ! 1 1 1 J 1 1 1 1 l l 1 1 1 l 1 1 1 1 1
:-------:------:-------:----:----:----: . ----:------: -----: -----i-----:-------:--------:--------l------: J 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 l 1 J 1 1 1 1 1 1 1 1 1 :,,' 1 1 1 1 1
l SH16-1B " l 16/17 : 97,2 : 66,5 l 15,3 l Ui : 22,8 : 0,95 : 9,28 : 0,69 : 4i,4 : 93,8 l 0,52 : 0,37 l (1) 1 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 1 ! 1 t 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1 1 1 1
:---------:-------:-----:------:-------1----:-----: ---:------:----1----:------:-------l-------l--------l J 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1 •r 1 1 1 1 J 1 1 1 1 1
l SK10-1A l 13/14 l 87,9 l 60,7 : 14,6 : 99 : 21,9 : 0,97 l 9,95 l t,9i : 3017 1 74,2 : 1,56 : 0~31 l (1) : 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 , r 1 1 ! , 1 1 1 1
:--------t-----:------r ----:----:----:-------1-----:-----:----:------:--------:--------:-------:-------: J 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1 1 1 1 1 l I f 1 1 1 1
: Slíit-18 l 9/1i : 64,4 l 5015 l 15,9 : 83 : 1718 : i,99 : 15,00 l 1110 l 17,2 1 62,0 : 1,46 : 3,20 : (U (2): J 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1 1 l 1 1 1 1 l J l 1 1 1
(1) Os valores Af, qf, p'f,6u/ a'c e ( ai -03)/2 a', já encontra.o-se corrigidos para o efeito de membrana e papel filtro.
(2) Constata-se, através dos r~ultados e,;pressos nas figuras seguintes, encontrar-se a argila ensaiada do "shelby" SH!0-!B, prof. 9
a 10, num estado amolgado.
TABELA U.1 - gElilJIIO DOS RESII.TAOOS DE EIISAIOS TRIAXIAIS CIU-C
AIIOSTRAS COI! o'c = o 'vo DE Cftil'O.
f--'
°' o
--------------------------------------------------~-----~~~~ -----------------~~------~----------~---------------------~--~~-: PROF ! h I ho : hf : y nat l o'c : a1oc : : t:.V : : E l _ : qf l pf : t:.u l : AMOSTRA ; ; ; ; J l ; I O.CR ; ---- 1 B I f J Af l ; ;<--;->f ;01 -03 fj
, 1 , 1 1 3 , 1 , 1 VO , , , , , , cr e , (---) 1 OBS 1 l (111) l (%} : (%) : (%) l UN/11 ) : (kPa) : UPa) : l (%) l l (%> l l 0Pa) : (kPa) l : 2 o'c l l :----------:-------:-------l-----:---:-------:------:-------1----:-------:-------:-------:--~~1~~--:-----:-------:---~-:~--: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 l l 1 1 1 J 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
: SM10-1A l 13 a 14 l 81,5 l - : 45,9 : 15,6 l Ml~ 1 - l 1 : 35,1 : 0,97 l 12,32 l i,87 : 192J i 455,8 l 0,56 l &1 32 : (3} : 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 t 1 1 1 1 1 l I l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
:----------:-------: -----: -----l -----: ------:----:--------:----:----:-----i-------:------t-----:-----i------:------1-----: 1 1 1 l 1 1 l 1 1 1 1 1 ! \ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1 1 J l 1 1 1 1 1 1 1 1 1
l SM10-1A l i3 a 14 l 7817 : - : 491 0: 15,3 l 400 : - l 1 l 28 17 t 0,97 l 101 41 l 01 81 : 130 1 9 : 316,7 : 01 53 : 0,32 l (3) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 i 1 1 1 1 1 1 1 1 l 1 1 J I l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 !
:-----------:---------:-------:------1-----:----J-----l----~:----:-~--:-----:-----:-------:------:-------:-------l-----:----: 1 ! . 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 l 1
l SM10-1A l 13 a 14 : 79 1 3 : - : 571 2: 1S,6 : 200 l - l 1 : 22,3: ê,97 1 1i,41 l f,84 l 72,9 l 149,9 1 0,61 : 0,36 l (3) : 1 r 1 • , , , 1 1 1 1 1 1 1 , , 1 1 1 F 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 t 1
l----------!-------l -------:----l----:------:-----:-----1----:-----:----:----:-----t------:------:------l--------:----I l 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 / 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
: SM10-iB l 16 a 17 : 85,7 1 44,1 : 53,5 : 14,9 l 75 l 660 : 8 l 33,5 : 0/17 i 8,65 l -f,02 l 74 1 8 : 153,1 l -0,04 : 0199 l (3} 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J t 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
l---------1---------1-----:----:---:-------:~-~--:~-----1----:------:-~---:------:-----l---~:--------:-------:-------:-~---l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 \ 1 J 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1 1 1 1 1
1 SM10-1B l 16 a 17 t 7717 l 4i,5 : 48,7 l 1515 : 150 l 600 1 4 l 31,6 l 0,97: 9,11: 0,68 ! 117,6 : 247,3 1 ê,13 : i,78 l (3) l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 1 1 1 1 l J I l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
:---------:-------: -------:----:------:-----l------l----:---1------:-----:----:----:----:-----!-------: --------:------: l 1 1 1 1 1 1 1 l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1
l OBS l l : (1) l (2} l : : l l : l l l 1 : l l 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1 1 l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 / 1 ----~-~~~------------------------.~----------~-----------~--------~---------~----------~-------~-------------------~--~-~
(1) A unidade ho (Il e aquela correspondente ao final do estágio de consolida,ão isotr6pica ~ pressão cr'oc, para as a.mostras coo OCR) 1,
(2) A unidade hf CI) é aquela correspondente ao final do estágio de redu,ão de tensões, estando o CP (OCll) 1) ~ pressão cr'c. Para OCR = 1 equivale~
u1idade ao final do processo de consolida,ão isotr6pica ~ pres~o cr 'c
(3) Os valores Af, qf, p'f,ti u/ cr'c e ( cri - cr3)/2 cr'c já encontra• corrigidos para o efeito de 1embrana e papel filtro,
TABELA U.2 - IESUIIO DOS REStl.TADOS DE ENSAIOS TRIAXIAIS CIU-C
MOSTRAS IIORIW.IIEIITE E PR!-AIIEIISAllAS ( cr ' e } cr 'vo de CDPDl
f--'
°' f--'
• PRESSÃO NA CÉLULA
'r ÁGUA
DESAERADA
EXTENSÓMETRO MECaNrCO
TRANSDUTOR DE
PORO-PRESSÃO
11 roP cAP 11
TRANSDUTOR _ OE PORO-PRESSA
__ I_ - -
VISHAY
CÉLULA DE CARGA INTERNA
VERIFICAR EQUALIZAC:ÃO
E MEDIR AU NO CISALMANENTO
( MEDIR CONTRA - PRESSÃO
FIG.~ 1 - SISTEMA ADOTADO NOS ENSAIOS TRIAXIAIS CltJ AMOSTRAS ADENSADAS COM ~ 'e=~ 'vo de campo.
CONTRA- PRESSÃO
MEDIDOR
DE VARIAÇÃO
DE VOLUME
•
f--' a, N
163
90
80
2
70
60
50
-" a. ... 40 --"' \:>
' 3 -~ - N• AMOSTRA (Í'c (kPa)
20 1 SMIO -18 . 16/17 110
2 SMIO-IA, 11/12 ,91
10 3 SMIO -1 A, 13/14 99
4 SM 10 - 1 B , 9 /10 83
o o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
10
3
60
50
- ~ " Q. ... • • - .. • -- - . • ã3
30 INTERPOLADO
20
10
o o 2 4 6 0 'º 12 14 16 10 e 20
FIGJt2·-cuRVAS TENSÃO..OEEORMAÇÃO E PORO-PRESSAS·) ENSAIOS TRIAXIAIS cru - e AMOSTRAS ADENSADAS COM ~·e· ~·vo de campo
164
2 0,4
CD
u "' 0,3 <3) (\J
' -" v'
' -'::'. 0,2
N• AMOSTRA G'c(kPa)
O, 1 1 SMIO - 18, 16/17 110
2 SMIO - IA, 11/12 91
3 SMIO- IA, 13114 99
4 SMIO- IB, 9/10 83
o,o-,..~--,.~--,,--..~..,...~-.-~--.~~.--~....-~--,.~~,--..----1
0,7
0,6
0,5
o,4
.u o,3 'li:: :, <3
0,2
O, I
o 2 4 6 8 10 12 1~ 16 18 20
2
3
• INTERPOLADO
o,o-,...~-....~ ..... ~~....-~ ...... ~--.~~ ...... ~....-~ ...... ~--.~---1
o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 é.v (o/o)
FIG.1l3 - CURVAS NORMALIZADAS TENSÃO-DEFORMAÇÃO . E PORO- PRESSÃO
ENSAIOS TRIAXIAIS clD - e AMOSTRAS ADENSADAS COM ~'e• ~'vo de cámpo
165
6 N9 AMOSTRA
1 SMIO - IB , 16/17
2 SMIO - IA, 11/12
3 SM/0 - IA~ 13/14
4 4 SM/Q - IB, 9/10
2
'"
o 2 4 6 8 10 12 14
FIG.'2:4- RELACÃO ENTRE A ~ év ENSAIOS TRIAXIAIS CIU-C
~·e (kPa)
1 lfl
91
99
83
16 18 20 <!v (%)
AMOSTRAS ADENSADAS COM ~1c• ~·vo decampo
300
';, 200 .., 1
~ -100
166
Ni 6
6 7
®
®
® AMOSTRA Gb(kPal
SMIO-IA, 13 A 14 200
SMIO-IA 13A 14 400 SMIO- IA , 13 A 14 600
O--t---1---t---t---+---"1---t----o 4 6 8 10 12 14 16 18 20
E'..v(%l
® 300
ô p. "' ::, ® <I
200
100 ®
o o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Ev('Yol - - -FIG. V.5 - CURVAS TENSAO-DEEQRMAÇAO E PORO-PRESSAO ENSAIOS TRIAXIAIS CIU-C AMOSTRAS NORMALMENTE ADENSADAS l~'c > ~'vo de compo)
167
0,1 N! AMOSTRA t.•c (kPa)
5 SMIO- IA. 13Al4 200
6 SMIO - IA • 13 A 14 400
7 SMIO- IA. 13Al4 600
o o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
é. vi%)
0,7
0,6
0,5 ®
" ~ 0,4
' ::, <I
O,J
0,2
0,1
0-IL----+----t--+------+---+----t--+-~ o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
é.v(%l
FIG. V.6 - CURVAS NORMALIZADAS TENSÃO-DEFORMAÇÃO E PORO-PRESSÃO ENSAIOS TRIAXIAIS ClU - C AMOSTRAS NORMALMENTE ADENSADAS(fc><i'vo compo)
-" Q.
-" 20
-.. '(J
~ 100
168
NI 8
9
®
®
AMOSTRA (í'c (k.F\I) OCR
SMI0-18, 16Al7 150 4 SMIO- 18, 16Al7 75 8
o -11---i---+---+---+---+---1--1-----+----4 o 2 4 6 B 10 12 14 16 18 2Q
E. v('l'o)
30
® 20
" Q. 10 .,. -:, <l
o
-5
o 2 4 6 B 10 12 14 16 18 20
é. v('l'o)
FIG.V.7- CURVAS TENSÃO-DEFORMAÇÃO EPORO-PRESSÃO ENSAIOS TRIAXIAIS CTU - C AMOSTRAS PR E-ADENSADAS c~·c > ~·vo de compo)
'"'
l<t
169
o,5
AMOSTRA <í'c (k Pa)
5 SMIO -1 A 13 A 14 200
6 SMIO -IA 13 A 14 400
7 SMIO-IA, 13 Al4 600
10 12 14 16 18 20 E".vl%1
a) AMO$TRAS NOR,...ALMENTI: ADENSADAS (~ 10 ) Ci 1vo de oamp()J
0,20 -.----------------------------~
N! AMOSTRA
8 SMIO -18 16 A 17
9 SMI0-18 16 Al7
0,10
8
9
10 12 14
b}AMOSTRAS PRÉ-ADENSADAS (4 1c) (j 'vo campo)
<í'c ( k Pa)
1cA
75
16 18
OCR a
B
20
év(%)
FIG. V.8 - RELAÇÃO ENTRE Ã E é..v ENSAIOS TRIAXIAIS CllJ - C
N• AMOSTRA ~ 'e (kPa) 1 OCR
1 SMIO - IB , 16 A 17 11 o 2 SMIO - IA, li A 12 91
3 SMIO - 1 A , 13 A 14 99
400+ 1 4 SMIO - 1 B, 9 A 10 83
5 SMIO - IA, 13A 14 200
6 SMIO - IA , 13 A 14 400
7 SMIO - IA, 13 A 14 600
8 SMIO - IB, 16 A 17 150 4
300+ 1 9 SMIO - 18, 16 A 17 75 8
~ ~ ~s_P-?.º t-1>"-~· . r· .,
200l \ ~ / / / -~~ 1 o.;,
' ~ --lN • ,,.
100
º"""":;_ __ .u,.-4,...&.--'--~r....---------~----------~---------+-----o 100 200 300 400 500 600
, -FIG:Y.9 - TRAJETORIA DE TENSOES DOS ENSAIOS TRIAXIAIS
AMOSTRAS NORMALMENTE E PRÉ-ADENSADAS
700 ( kPa)
CIU - C
800 p':J.((f,' + (Í3')
2
r' .._, o
_u '('. ::,
UI
171
2,o..lr---:S::-:IM::-:B::--r-::-:N::-O::-:M:::-E-----:Oc::R::-:IG::-:E::-:M:----------------'----,I
1,
• PRESENTE TRABALHO (OU "ENSAIOS DEFINITIVOS" - LIRA , 1988) li'
- - CINZA RJ - ORTIGÃO, 1980
·-- - --- RELAÇÃO TEORICA - LIRA, 1988
- - - - CAJU RJ - LIRA , 1988 (" ENSAIOS PRELIMINARES")
ESTE U~Tlr,10 FORAr,1 CONSIDERADOS
DA FIG.(V.Ol 0-,...--------,---------,-----,------~ 2 6 8 1 OCR(LOG)
-0,I -J---------.---------,;:,,...----.-----.----1 4 8 10
FIG.V.lo -RELACÃO ENTRE su 1 ~'e, Ãf E ocR PARA ocR<LoG>
VÁRIOS ~TORES ENSAIOS TRIAXIA IS êíl.1-C ( ~·e > <i'vo de campo)
i ,.
:,
"'
SÍMBOLO
• 200
100
ENSAIO REFERÊNCIA
e I u - e PRESENTE
ENSAIOS OEFl NI TIVOS
(L!.RA , 1988)
TRABALHO
(LIRA, 1988)
ENSAIOS PRELIMINARES
(LIRA, 1988)
* oas:. PARA O CÁLCULO DA RELAÇÃO 00 PRESENTE TRABAUIO UTILIZOU-SE os
MESMOS ENSAIOS DE LIRA, 1988 (ENSAIOS DEflNITIVOS), ACRESCIOOS DOS
ENSAIOS N9 1 A 4 DA FIG(V. 9)
o...,.::~-----1-----+----t-----+-----+----t-----+----+--___,j o 100 200 300 400 500 600 700 800
PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDAÇÃO lí°'c (kPo)
AG.V.11-RELACÃO ENTRE Su E~ 'e EM AMOSTRAS NORMALMENTE ADENSADAS PARA DIFERENTES AUTORES. ENSAIOS TRIAXIAIS CTU - C
f-' -.J N
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173
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FIG.1Z:12 - VARIAÇÃO DO PERFIL GEOTÉCNICO E TENSÃO EFETIVA VERTICAL AO LONGO DO PERIODO DE TEMPO DO DEPÓSITO-FURO SMIO
1 74
q ' -TRAJETORlA OE TENSOES OEVIDO A RUPTURA E AMOLGAMENTO DA ARGILA
CONSOLIDA ÃO
ISQTRÓPICA
AMOSTRAGEM PERFEITA
' EM LABORATORIO
OSSERVAÇÕES•
,,1 •• lcliü)
a'vo FINAL
(8)
(Ú 111ó !li 0" 1vo 4•
,q,.po 1
p
( 1) ESTA RESISTENCIA EQUIVALE ÀQUELA OSTIDA NO$ ENSAIOS DE PALHETA COM A AMOSTRA AMOLGADA.
(2) ESTA RESISTÊNCIA EQUIVALE ÀQUELA OSTIDA NOS ENSAIOS DE PALHE;:TA COM
A AMOSTRA INDEFORMADA,
(3) RESISTÊNCIA NAO DRENADA MÁXIMA OSTIDA NOS ENSAIOS 'rRIAXIAIS cTu DO
TRASAL.HO, CONSIDERANDO TER OCORRIDO TODO O ADENSAMENTO DA AR•
GILA.
(4) TENSAO EFETIVA .VERTICAL ATUAL DESTA PROFUNDIDADE DA ARGILA (EN·
TRE AS SITUACÕES @ E ® DA FIGURA V. li!).
(5) TENSÃO .EFETIVA VERTICAL INICIAL DESTA PROFUNDIDADE DA ARGILA (SITIJ.
AÇÃO @ DA FIGURA V. 12).
(6) TENSÃO EFETIVA FINAL DESTA PROFUNDIDADE DA ARGILA APÓS TODO O
ADENSAMENTO DO ATERRO ( SITUACÃO <l:) DA FIGURA V, 12).
FIG.Y.13 - TRAJETÓRIAS DE TENSÕES EFETIVAS IN SITU E NO LABORATÓRIO DA ARGILA DO CAJU
' ··~
175
o 10 20 40 Su( kPu) o 1 1 1 1
--~ CD ® ® ATERRO - :;
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+ - \ \ \ \ -
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ol \ ARGILA ·-
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-5
SÍBOLO ENSAIO
.... ENSAIOS TRIAXIAIS CID - C 61c=Ci1vo
o ENSAIOS DE PALHETA DE CAMPO
D ENSAIOS DE PALHETA DE LABORA-TrlRIO IW';.10% mini
MEDIA DOS ENSAIOS -• TRIAXIAl,li UU I LIRA, 1966)
CURVAS DENOMINAÇÃO
1 SuxZ-VAL.OR MÉDIO DOS ENSAIOS DE PALHETA
2 SuxZ-VALDR MÁXIMO DOS ENSAIOS DE. PALHETA
3 SullZ-SHANSEP-SIT.@ DE 6 1vo (FIG.V.13)
4 SuxZ- SHANSEP- SI T. © DE e;( 'vo (FIG. V.13)
FIG.lt.l4- COMPA!ÇÃO D~ RESULTAOOS E.NTRE RESIST NCIA NAO DRENADA OBTIDA' ATR_ AV sóoos_ ENSAIOS IN SITU E EM LABORAT RIO.
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176
CAI' rn.1LO V 1
AN4Ll8f8 Df fBTABILIDADf
177
CAPÍTULO VI
ANALISES DE ESTABILIDADE
VI .1 - INTRODUC•D
Este capítulo apresenta as anál Ises de establ I Idade
efetuadas de forma a simular - ruptura ocorrida no Caiu. Ao ,
final são tecidos alguns comentários com relação aos resultados
obtidos, e hipóteses são assumidas procurando-se explanar as
diferenças encontradas. Inicialmente será dada uma breve
revisão bibliográfica sobre o assunto.
VI .2 - REVISIIO BIBLIOGRAFIGA
A anál lse de estabi I idade de aterros sobre depósitos
de argl la mole pode ser feita em termos de tens!les totais o
(método •u = D ), ou em termos de tensões efetivas. O método
baseado nas tensões totais leva em conta a resistência não
drenada Su no cfimputo final do fator de segurança, enquanto que
a análise via tensões efetivas simula a ruptura através dos
parametros e' e •', tendo-se que prever, neste caso, as poro
press!les geradas durante a construção do aterro, através de
análises computacionais baseadas na teoria da elasticidade.
Alguns autores recomendam, face à sua slmpl !cidade,
anál Ises de estabi I Idade via tensões totais. (BISHOP e BJERRUM
C12l, BJERRUM C1Bl e LADO e FOOTT C66J). Em geral esta análise
fornece resultados mais condizentes com a real Idade quando as
condições de campo correspondem às de laboratório, ou sela,
178
quando as tensões clsalhantes que tendem a causar a ruptura do
so I o s!lo ap 1 1 cadas sob cond I çl\es não-d renadas. A aná 11 se em
tensões efetivas é mais dlfícl I e demorada, podendo revar a
resultados Incorretos quando as pressões neutras 51)\ O
Inadequadamente estimadas, principalmente nos casos em que o
depósito apresenta camadas drenantes não detectadas na fase de
exploraç!lo. LADO [B3J, citado em GOUTINHO C30J, também
considera ser a anál !se de establ ! Idade via tensões totais a
ma I s a p r o p r I a d a na ver I f I c a ç 1l o d a esta b 1 1 1 d a d e d e c o n s t r u ç ti o ,
em etapas , de aterros sobre solos moles.
VI .ê!.1 - Anél leea am Tena!lae Total e
Embora haia uma
resultados pela metodologia
recomendáve 1, segundo LADO
boa
cj, u
[ B 1 J ,
=
aceitação
o, esta
e precisão
sd deve
à u t 1 1 1 z a ç a o em s o I os
quais Já exista uma experiência passada e se tenha
de
ser
nos
o
conhecimento dos efeitos de pertubação por amostragem, e modo
d e r u p tu r a I n s I tu , j á que estes e f e I tos tendem a I n f I u e n c i ar o
valor da resistência não drenada utl I izada na anál !se. BISHOP
e BJERRUM [12J conclulram ser possível no cálculo da
establ I Idade a utll lzação da resistência Su determinada a
partir dos ensaios de palheta de campo ou trlaxlal UU, embora
algum tempo depois BJERRUM C15J, através do estudo de Inúmeros
casos históricos de aterros levados à ruptura, tenha chegado a
conclusão de que o ensaio de palheta tende a superestimar o
valor do su obtido. Este autor propôs uma correção deste valor
com base num parametro adimenslonal que variava em função do IP
do so I o, e que I evava. em cons l de ração a ruptura progress l va e a
178
anlsotropla
correção
na resistência assim calculada. Entretanto esta
de
--'tensões
recomendada não se correlacionava com a hlstdrla
existente nos distintos extratos argl losos, Já que a
curva proposta era
segundo LACASSE [591,
válida para qualquer que fosse o solo.
para uso prático o fator de correção de
eJerrum deveria levar em consideração uma curva representativa
para as argilas "realmente" pré-adensadas, ou sela, aquelas em
que o OCR existente tivesse se originado em função de causas
mecSnlcas, e não por cimentação ou "envelhecimento".
Recentemente AAS et ai C1l expandiu os resultados de eJerrum
de forma a se levar em conta a hlstdrla de tensões no fator de
correção a ser empregado.
Em pesquisas com argl las do erasl 1, COUTINHO C3Dl s
ORTIGÃO [951, de acordo com os resultados das anál Ises de
establ I Idade efetuàdas na ruptura dos aterros experimentais de
Jurtunaíba e Sarapuí, reepectlvament-e, constataram não ser
necessária a correção proposta por 6JERRUM C15l, ao se
utl I lzar a resistência média do ensaio de palheta de campo de
período anterior à construção do aterro. o motivo da não
utl I lzação desta correção nos solos "nacionais" ainda está
sendo pesquisado, estando tal ocorrência hipoteticamente
associada, segundo ORTIGÃO C86l, ao teor de matéria orgãnlca ou
mineralogia de nossas argllae.
Com base nas Informações oriundas da blbl lografla
chega-se a conclusão que a anál lse em tensões totais, com o uso
apropriado da resistência não drenada, á a ferramenta mais dtl 1
no cálculo da establ !Idade a curto prazo de aterros sobre solos
moles. A avaliação exata e criteriosa da resistência sua ser
180
empregada faz-se necessária, visto que, segundo WROTH [1241,
esta reslst6ncta é uma medida do comportamento e não uma
propriedade Intrínseca do solo, podendo vir a assumir dlettntos
valores conforme sela a metodologia de ensaio real lzada.
TAVENAS e LEROUEIL [1151 ao discutirem a avatlaç~o da
resistência su a ser adotada na aná 11 se, concluem ser
necessária a utt I tzação de métodos empíricos baseados em caaos
reais de ruptura de aterros experimentais, que venham a
"calibrar" regionalmente o valor de resistência a ser adotada,
de tal forma que nesta Já selam levadas em consideração os
efeitos de anlsotropta, ruptura progressiva, etc.
vi.a.a - M~todol dl An~IIII dl E1t1blltd1d1
Com relação ao método de anál lse a ser empregado,
lndmeras posslbl I Idades podem ser adotadas, desde métodos
expeditos ba~eados em áb~cos adlme,nstonats, até métodos mais
soflstlcadoe no qual a utt t tzação do computador se faz
necessár,t a. Os métodos de anál tse de estabi ! Idade podem ser
divididos conforme abaixo:
(1) Ãbacos ou fdrmutas de capacidade de carga;
(2) Métodos de equl I íbrlo ! Imite;
(3) Método dos elementos finitos;
(1) Método baseado no cálculo vartaclonal.
Os ábacos tendem 'a' ser de fác 11 ap 1 1 cação, embora
restritos em termos práticos Já que, na maioria dos casos,
181
torna-se dlfícl I simular complexas situações de materiais e
geometrias.
Os métodos de aqui I íbrlo I Imite baseam-se na dlvlsao
da região estudada em indmeras fatias, vindo a ser multo
utilizados, na prática atual, Já que possuem uma grande
divulgação no melo geotécnico. A existência de vários
programas computacionais também contribui para Isto.
O método dos elementos finitos é o que permite maior
flexibl I Idade na simulação de complexas geometrias e distintas
propriedades de materiais, podendo, Inclusive, serem levados em
conta as relações tensão-deformaç!o dos solos envolvidos, a
anlsotropla, as heterogeneidades, e as varláve1s distribuições
de poro-pressão existentes. Embora sela o método que permita
satisfazer todos os requisitos necessários b perfeita solução
de um problema de establ I Idade, segundo OE CAMPOS [331, a sua
utll lzação está sulelta a lndmeros dados de entrada que nem
sempre são conhecidos ou possíveis de se obter (face aos
fatores econômicos).
As técnicas de cálculo variacional vem recentemente
sendo combinadas com as formulações dos métoqo-s,'de aqui I íbrlo
limite, numa tentativa de se determinar a posição real da
superfície critica de ruptura. Tais técnicas estão,
entretanto, ainda restritas a casos de soloe homog@neos.
Maiores detalhes sobre os métodos susclntamente
discutidos podem ser encontrados em DE CAMPOS [331.
182
Yl,3, M!TOOO DE ANALISE AOOTADO
o método de anál Isa adotado foi o do equl I íbrlo
limite, que considera a massa de solo subdlvl~lda em lndmeras
fatias e anal Isa o somatório das forças estabi I lzantes e
instabi I lzantes através do equl I fbrio de momentos, forças
horizontais e forças verticais, dependendo do tipo de método de
equll fbrlo I Imite utl I lzado, Estudos sobre a apl !cação destes
métodos e verlflcaçao da acurácla dos resultados dos mesmos tem
sido realizados por vários pesquisadores atualmente, entre os
quais WRIGHT [1231.
As anál Ises de estabil Idade efetuadas no presente
trabalho utl I lzaram-se do método de Janbu Slmpl !ficado (JANBU
C53J), através do programa computacional PCSTABL5 (SIEGEL
C105J) desenvolvido na Universidade de Purdue. Este método
-]presenta resultados que podem diferir em até 15% dos valores ~-de fator de segurança fornecidos pelos métodos mais rigorosos,
entre os quais citam-se o método de Morgenstern e Prlce ou o
método de Sarma. Entretanto quando a superfície de ruptura
analisada é rasa e alongada a diferença entre os resultados com
os métodos mais rigorosos tende a diminuir.
No método de Janbu Slmpl lflcádo a resultante das
forças entre as fatias é horizontal, sendo adotado um fator de
correção empírico fo para levar em consideração as tensões
clsalhantes desenvolvidas nestas regiões. o fator de segurança
é obtido através do equl I lbrlo de forças em ambas as
direções, ou sela, horizontal e vertical.
o
superfícies
183
programa PCSTABL5 é aplicável à análise
não circulares sob distintas condições
de
de
carregaminto e resistências, através de micro-computador do
padrão PC/XT ou AT.
programa silo:
As características principais deste
(1) Anal Isa até 20 camadas diferentes de solos;
<e> os parametros de reeistancla e poro-pressão de cada camada
não variam com a profundidade;
(3) Podem ser definidas várias superfícies piezométricas
representativas do nível d'água existente na
<variável ou não);
análise
("'t)-Pode ser considerada em cada camada a anlsotropla em termos o o
de resistência, em qualquer direção entre - 90 e+ 90 com
um máximo de 10 direções para cada solo;
ser simuladas cargas externas dlstribuidas ou (IS) Podem
pontuais sob diferentes ângulos, além do efeito de
terremoto;
(B) Utl l lza-se do sletema Internacional de unidades, embora
seJa possível usar o sistema Inglês.
Com relação às características de seleção e
construção ~as superfícies potenciais pode-se dizer que:
'
1 B"I
(1) As superfícies são construidas da esquer~a para a direita
em segmentos Iguais de reta cuia tamanho é previamente
definido. o 1nrc10 e término ocorre em regiões demarcadas
pe I o usuár I o, podendo ser, 1 nc I us I ve, espec I f I cada uma cota
mínima I Imite de passagem de superfícies. As superfícies
que não se enquadram nestas especificações são el !minadas,
(2) Podem ser definidos retângulos, linhas ou pontos de
passagem obrigatória da superfície potencial de ruptura.
Nesta aná 11 se a base da superf fc I e é composta por 11 gações
entre os retângulos (ou I lnhas, etc.) especificados,
enquanto que os extremos são formados por .segmentos de reta
de tamanho definido que são gerados a partir do primeiro e
último retângulo;
(3) Pode ser definida uma região preferencial de anál lse
através de duas superfícies limites (trechos superior e
1 nfer I or), que tendem a e 11ml nar as superf íc I es potenc Ia Is
de ruptura situadas fora da faixa deselada.
Nas análises realizadas no presente trabalho foram
definidas 200 superfícies para cada caso estudado, tendo sido
computado um tempo médio de 5 minutos para cada caso;
VI.~ - DADOS PARA A AN4LISE
VI.~., - Geometria
A geometr Ia adotada nas aná I ises de estábl 11 d ade está
apresentada nas f l guras (VI .1) e (V 1 .2), respectivamente a cada
1 1 nha de sondagem rea 1 1 zada.
186
A situação topográfica de ruptura foi estimada com
base nos dados de campo descritos no capítulo li.
A resistência não drenada uti l lzada na retroanál ise
de establ I Idade é a obtida com os ensaios de palheta de campo,
iá que haviam perfis de resistência ao longo de todo o
depósito.
Procurou-se com uma anál lse paramétrica de valores de
resistência no aterro e fundação, obter-se a resistência média
Su despertada na argl la no momento da ruptura. Este valor
deveria ser comparado à média dos resultados dos ensaios de
palheta real lzados, para a mesma região de anál lse considerada
(região de passagem das superf rc I es potenciais de
c I s a I h ame n to) . Este trecho de estudo teve de ser
arbitrariamente demarcado para ambas as I lnhas de sondagem,
visto que não se obteve resultados com os Indicadores de
superfície de ruptura. Alguns aspectos, entretanto, tiveram de
ser levados 8m consideração, a saber:
(1) O trincamente principal do aterro do CaJu, que orientou a
local lzação no aterro das superfícies potenciais de ruptura
estudadas;
(2) O afloramento da argila mole no setor esquerdo do eixo de
desl lzamento, que orientou a local izaçí!o no pé do aterro
das superfícies estudadas;
186
(3) Os trechos de reslstencia su mínima em cada perfl I vertical
dos ensaios de palheta de campo, que orientaram a
local lzação dos retangulos de passagem obrigatória das
superfícies anal lsadas.
com relação ao (tem (3) cabe ressaltar a que esta
escolha foi efetuada em função da hlpdtese de que, ao ter
ocorrido o acidente, a superfície crítica teve como orientação
estes trechos de reslstencla Inferior, característicos de solos
moles amolgados ou antigas superfícies de des J I zamento.
Segundo LEONARDS C70l existe a possibi J Idade de se encontrar em
depdsltos de argila mole camadas pouco espessas de inclinação
paralela aos planos de acamamento da argl la, nas quais a
reslstencla é consideravelmente Inferior às demais regiões
circunvizinhas, e que tendem a controlar a ocorrencia,
profundidade e extensão da ruptura. No presente trabalho estas
camadas estariam provavelmente associadas à antigas superfícies
de des.11 zamento. A regfão preferencial de passagem das
superfícies críticas, dellmltada com base no que foi exposto,
encontra-se apresentada nas figuras (Vl.1) e (Vl.2).
Os valores médios ponderados utl 11 zados como
comparação às resistências médias su obtidas nas retroanállses
foram calculados a partir dos resultados dos ensaios de palheta
de campo, e tiveram como base os valores mínimos de resistencia
existentes ao longo da faixa preferencial de passagem das
superfícies potenciais. A metodologia adotada para o cálculo
destes valores médios foi de:
su (ensaios)= Su(1) L(1) + .... + su<n> L (n)
L(1) + .•.. + L<n) < V 1 • 1 )
187
onde:
Su(n) = resistências não drenadas mínimas do ensaio
de palheta, na região preferencial de
passagem
L(n) = comprimento entre cada furo de sondagem, no
qua I atua a res I stenc Ia su< n)
os valores médios ponderados situaram-se numa mesma
ordem de grandeza dos valores calculados com base numa média
simples, como será visto a seguir:
Linha de sondagem
1
2
su (simples)
7,5 kPa
5,8 kPa
s u < ponde r a d o-)
6,8 kPa
6,1 kPa
os valores de su foram calculados com base somente
nos resu I ta dos dos ensaios de pa I heta convenc I ona Is, descri tos
no capítulo 1 V, que tendem a obter resistências
predominantemente ao longo da direção vertical. A anlsotropla,
apesar de ser possível de ser considerada nas anál Ises
computacionais, não o foi, Já que estes dados não eram
d I s p o n r v e I s . P o r outro I a d o , e o L L E T e 27 J obteve p a r a a r g 1 1 a d e
sarapuí
horizontal
resultados de S(h)/S(v) (resistência
dividida pela equivalente ao plano
plano
vertical)
próximos de 1, o que denota um comportamento lsotr6plco de
resistência na argl las da Baixada Fluminense (e hipoteticamente
no Calu).
Nas anál Ises computacionais variou-se o su da
fundação de 5 a 40 kPa, tendo sido adotado o valor de 14,3 3
kN/m para o peso específico aparente total da argl la.
188
v1.1.s - Propriedades do ~ateria! do Aterro
As propriedades do material do aterro, em termoe de
peso específico, foram aval !adas através dos ensaios descritos
no capítulo 11. Entretanto deve-se observar que os valores
uti I lzados representam a média do trecho de aterro mais
superficial, sendo o erro Introduzido com esta consideração de
difícil avallaç/lo.
Em função da e I evada heterogenel dade das
caracter rstl cas do aterro e da enorme d I f I cu Idade de retl rada
de amostras "lndeformadas" deste, optou-se por um estudo
paramétrico no qual adotou-se um valor constante de angulo de o
atrito para o aterro (estimado em 35 ), e valores variáveis de
coesão, conforme fosse a h I pótese de aná 11 se estudada.
Observa-se entretanto que. em função do flssuramento do material
aterrado, cuJas trincas permaneceram abertas durante toda a
fase de estudo, que deve existir uma certa parcela de coesão no
aterro. em questão.
As vár Ias h I póteses estabe I ec Idas nas aná I ises, para o o
a l lnha de sondagem n. 1 e n. 2, estão na tabela (VI .1 ).
Procura-se, basicamente, obter-se o valor da coes/lo do aterro
que leva a resultados de su equivalentes àqueles médios ln sltu
dos ensaios de palheta, na condição crítica de establ I Idade.
com relação a utl I lzação das resistências do aterro
de forma integral ou parcial, algumas contribuições foram dadas
na bibliografia, como aquelas apresentadas por BJERRUM C15J,
CHIRAPUNTU e OUNCAN [25] e a nível nacional por ORTIGI\O [95] e
COUTINHO [30J.
189
Segundo BJERRUM C15J, a utl I lzação da resistência do
aterro sd deve ser apl !cada Integralmente quando não há
possibilidade da ocorrência de um fissuramento longitudinal no
momento da ruptura. A razão deste trincamento estaria
associado, segundo CHIRAPUNTU e DUNCAN C25l, à diferença de
rigidez entre o solo de funaacão e o aterro.
COUTINHO C30l e DRTIGI\O C95l realizaram análises àe
estabilidade onde o fissuramento nulo, parcial e total foi
simulado, respectivamente nos aterros experimentais de
Juturnaíba e sarapuí. Em ambos os casos a ruptura foi melhor
expl !cada ao se consiaerar o flssuramento parcial, embora a
d I screp§nc ia observada em se utl 11 zar a res I stênc Ia Integra 1
tenha sido de ordem Inferior a 10%. COUTINHO C3DJ com base em
seus resultàdos acredita não ser necessário considerar a
ocorrencia deste flssuramento na análise, Já que o erro
induzido é de pequena monta.
Tendo em vista as conslaerações acima, adotou-se no
presente estudo a resistência Integral do aterro.
VI ,5 - RESULTADOS OBTIDOS
A geometria adotada nas análises de estabilidade é
apresentada nas figuras (Vl.1l e (Vl.2). Nestas 'pode-se
observar a situação topográfica atual, a posição aas sondagens,
os retangulos de passagem utlllzaaos na análise e as típicas
superfícies de ruptura obtidas, equivalentes ao fator de
segurança mínimo de cada caso estudado. A o to d o a na 1 1 s a r a m-s e
36 casos, cuJos resultados em termos de FS vs. sue su vs. C'
são apresentados nas figuras (VI .3) e (VI .4), para as l lnhas de o o
sonàagem n. 1 e n. 2 respectivamente.
190
Na figura (Vl.5) encontra-se apresentado um croquis
esquemático do desenvolvimento da superfície de ruptura e das
reslstenclas mobl I izadas.
Vl,8 - AN&Lllf DOS R!SULTAD08
11 v1.a.1 - Linha de sondagem N. 1
Anal lsando os resultados apresentados é possrvel se
observar que a resistência Su mobl llzada ao longo da superfície
crítica, obtida na retroanál lse, é consideravelmente superior à
obtida através dos ensaios de palheta de campo. Algumas
hipóteses e observações com base nisto podem ser dadas, a
saber:
(1) Oe acordo com a figura (VI .3) nota-se que para se obter
valores de resistência Su na retroanállss Iguais aos
valoras médios ln sltu, calculados com base nos resultados
doe ensaios de palheta, é necessário que se tenha valores
de coesão no aterro multo superiores a 50 kPa, valor esta
acima do esperado conforme experiência recente (ORTIGno
t95J e COUTINHO t30J). Acredita o autor que ~ parcela
mobl llzada de coesão sela da ordem de O a 20 kPa, em função <
dos resultados dos trabalhos acima descritos. Nesta faixa
da valores a reslstêntla su mobilizada seria da ordem da
3,5 vezes superior àquela obtida pela média dos ensaios de
palheta;
o (2) A direção da l lnha de sondagem n. 1 não é, na real Idade,
paralela ao eixo real do deslizamento. A razão disto Já
1 91
foi discutida e tal fato, sem ddvlda, contribui para a
discrepância mencionada no (tem (1);
(3) A razão da diferença entre os resultados obtidos na
retro a n á 1 1 se e na mé d I a I n s I tu d os e n s a I os, a o se
considerar uma parcela coesiva mobl llzada no aterro da
ordem de o a 20 kPa, poderia estar associada a não
representatividade do valor médio obtido para cada
superfície anal lsada, Já que para o cálculo deste foram
utl I lzados poucos valores de ensaios de palheta (aprox. 5 a
Bl. como existe uma grande varlabi !Idade desuno depósito
é de supor que entre cada uma das sondagens possam existir
valores multo distintos de resistência, que se fossem
computados na média final dos ensaios de pa~heta levariam a
um resultado próximo daquele obtido na retroanál lse Esta
hipótese é apresentada na figura (Vl.5), na qual se observa
que existem trechos de su "lndeformado" não computados na
anél lse e que, como só se utl I lzou dos valores mínimos, é
de se esperar que se tenha um resultado de su bem Inferior
ao equ I va I ente da retroaná 11 se;
(41) A segunda hipótese supõe que como os ensaios de palheta ~-·
foram real lzados em per(odo pós-ruptura, os valores obtidos
são, na real Idade,· as resistências amolgadas do depósito.
A queda de su do valor original para o obtido estaria numa
relação próxima à média da sensibi I Idade calculada para a
argila, que é de 2 ± 1 ,"I, dado este coerente com
a discrepância calculada entre o valor mobi l lzado de
retroanfl lse e a média da resistência dos ensaios de
palheta.
192
o v1.a.1 - Linha de sond11em n. i
Também neste caso observa-se que o valor de
resistência obtida na retroanál lse é bem superior àquele
calculado com base na média dos ensaios de campo.
observações, portanto, se fazem necessárias:
Algumas
(1) Nesta seçilo para se obter valores ldentlcos de su
mobl l lzados, tanto na retroanál lse quanto nos ensaios de
campo, é necessário que se tenha valores de coesão no
aterro próximos a 50 kPa. Ao se considerar uma parcela
coesiva neste de o a 20 kPa, a razão entre as resistências
será de 2,5 vezes;
(2) Gom relação a esta diferença também cabem aqui as mesmas
observações dadas em (2))-(3) e ("I) do rtem Vl.6.1;
(8) outro fator que também tenderia a Induzir resistências
super I ores obtidas na retroanállse é o efeito tr i -
d I me n s I o n a.1 d a r u p tu r a , Importante nesta seçl'lo anal lsada.
Ao se supor esta hipótese é de se esperar que o Su obtido
.numa análise pi ano deformação sela superior à que I e.
realmente mobl l lzado ln sltu, Já que, no caso 30 há de se
considerar a resistência adicional ao longo da extr~mldade
curva. Assim, ao se efetuar uma retroanál lse bl-dlmsnsional
o resultado será o de valores de su superiores aos reais.
Segundo AZZDUZ et ai C9J a superestlmativa de valores de
fatores de segurança calculados pode ser em torno de 10~
chegando, em alguns casos, de 20 a 30~. Logo, ao se
193
considerar que as diferenças de su da anál lse e dos ensaios
ln sltu se situem nesta ordem de grandeza, conclue-se que
tal fato, Isoladamente, ni'lo explica as dlscrepancias
encontradas no presente trabalho:
(1) A diferença entre o valor obtido pela retroanál lse e pela
média dos ensaios de campo foi Inferior nesta l lnha de
sondagem. E possível que Isto estala relacionado a
estimativa do perfl I topográfico original do aterro que,
par a esta e e ç !I o , f o i ma I s s I m p I e s d e se r e a 1 1 z ar , J á que as
movimentações ocorridas nesté caso foram de ordem bem
i nf e r I o r:
(B) Observa-se que os resultados de su mobl I lzados, ou obtidos
por retroanál Ises, situam-se numa faixa de valores superior
àquela encontrada por ORTIGÃO C95J para a argt Is de
sarapuí, cuia média é de aproximadamente 10 kPa. Com
base nos resultados do capítulo anterior, pode-se supor que
a origem desta diferença estaria associada ao adensamento
da camada de argl la do Caiu, face aos antigos aterramentos.
Vl,7 - RfCOMfNDAOOf8 PROPOSTAS
Com base nas anál Ises dos resultados apresentados
neste e em outros capítulos, algumas recomendações para a
anál lse de aterros sobre solos moles elml lares ao do Calu
serão brevemente descritas:
194
(1) Deverá ser adotado nas anál Ises de establ ! Idade uma certa
parcela coesiva para o material do aterro, que, em
princípio, atuará Integralmente ao longo do corpo do mesmo:
(2) Poderá ser r e a 1 1 z a.d o um poço d e Inspeção neste aterro
procurando-se obter, se possível, amostras representativas
para os ensaios de cisalhamento direto, de forma a se
estimar os valores de G' e <j,' a serem utl l lzados nas
anál Ises:
(3) As sondagens deverão ser real lzadas de forma a serem menos
espaçadas que no presente caso, procurando-se estimar com
melhor acurácla a resistência não drenada a ser utl l lzada
nas aná 11 ses de estab 111 d ade:
(4) Com relação ao Item (3), caso existam trechos nos quais a
resistência é distintamente Inferior aos demais, deve-se
procurar anal lsar as superfícies por estas regiões, Já que,
hipoteticamente, são estas que local lzadamente Iniciam e
orientam a ruptura:
(5) Os ensa I os laboratoriais que visem a obtenção da
resistência nao drenada só deverão ser utl I lzados com
vistas a uma comparação aos valores obtidos nos ensaios in
situ, Já que, no momento atual, as camadas mais moles (e
importantes) ainda oferecem dificuldades à amostragem, não
podendo em muitos casos serem recuperadas. Neste caso o
ensaio de palheta é mais adequado à obtenção de su do que
185
os ensaios laboratoriais. Além disso deverão ser utilizados
equipamentos que permitam uma leitura contínua das
caracterlsticas mec&nlcas e oedométrlcas do depósito
estudado. No presente trabalho tentou-se realizar, através
de um pré-furo no aterro, um ensaio com o plezocone da
GOPPE (detalhes do equipamento em SOARES et ai [1141),
porém, face às dificuldades Impostas pela região, tornou-se
Inviável a real lzaç!\o deste:
(li) As análises de estabilidade dever/lo ser rea 1 1 zadas,
preferencialmente, via tensões totais.
FUNDAÇl!O ATERRO 1 HIPOTESE 1------------------1----------------------1 LS 1 I I Su (kPa) I C' (kPa) I
o ~' ( )
1-----------1------------------1-----------1----------1------1 1 1 1 1 1 1
1 1
1 1 1
1
2
3
1 4 1-----------
5
6
7
8
5, 10, 20, 30,40 o
n 10
n 20
n 50 ----------------. -:-----------
: 5, 10, 20, 30 1
n
n
n
o
10
20
50
1
1 1 1 o 1
35 1 N. 1 1 1 1 1 1 1 1
1 ----------1------1
35 o
N.2
TABELA Vf,I - HIPOTESES ADOTADAS NAS ANÃLISES DE ESTABILIDADE
r' <D
°'
140 _ .. - SM - 7
SM - 9 ___ ; ~
130
_1----~/--&02{ ----r' + / , jf r' + 1
120 mi
110 ESCALA GRÁFICA
O 5 10 1w M wl M • 1 (m)
1oo-!,~~~"--'T"""~~~....-~~~~r-~~~-r-~~~~r-~~~"'T"~~~--,~~~~,--~~~-,-~~~~1-100 110 120 130 140 150 160
OBS• AS COORDENADAS CARTESIANAS SÃO ARBITRADAS PARA UTILIZACÃO NA
ANÁLISE DE ESTABILIDADE, SERVINDO APENAS COMO REFERENCIA DE
NÍVEL · E DISTÂNCIA.
170
c::J
180 190
CONVENÇÕES,
RETÂNGULOS DE FASSAGEM LIMITE DAS SUP. ESTUDADAS
------ ATERRO- SIT. ATUAL
200
ATERRO - S IT. ANTERIOR(ESTIM.)
--•-- SUPERFÍCIES CRÍTICAS TÍPICAS
AG. :szr. 1 • •
- ESQUEMA GRAFICO UTILIZADO NAS ANALISES DE ESTABILIDADE LINHA DE SONDAGEM Ng 1
)---'
<D
"
120
127 SM-5
NA ! SM-4
! '7 _ ... ----,,.
SM-3
"º j], _,g -NA
-r
-,,::,,::;:;
SM- 2
NA ...sz.. ""r"'
SM- 1
l
- - - --\ '~ :s:~ ~ \_-----.::::::::-_ -----::::::,____;~ ==F-~~ m ---
100 110 120 130 140 150 160 170
OBS, AS COORDENADAS CARTESIANAS SÃO ARBITRADAS PARA UTIUZAÇÂO NA
ANÁLISE DE ESTABILIDADE, SERVINDO APENAS COMO REFERÊNCIA DE
N{VEL E DISTÂNCIA.
, -
180 190
ESCALA GRÁFICA ~ ~
O 5 10 1 1,. -i(m)
200
D
210 220 230
CONVENÇÕES,
RETÂNGULOS DE PASSAGEM
LIMITE DAS SUP. ESTUDADAS
ATERRO - SIT. ATUAL
ATERRO- SIT. ANTERIOR(ESTIMJ
--•-- SUPERFÍCIES CRÍTICAS TÍPICAS
FIG.E.2 - ESQUEMA GRAFICO UTILIZADO NAS ANALISES DE ESTABILIDADE LINHA DE SONDAGEM Ng 2
f--' <O ex,
(1) lL
â IL .,. -" (1)
199
SÍMBOLO PARÂMETROS ATERRO
• ci = O kPa
• ci = 10 kPa
• e 1 = 20 kPa
• C' = !:O kPa
o o 10 20 30 40 60
Su ( kf'Q)
30
FS = l ,O
20
10
O-t------r------,----,------.------1 O 10 20 30 40 so ·
e• (kPal
FIG.JZ[.3 - CU8VAS FS vs. Su E e• vs. Su ANALISE DE ESTABILIDADE EM TENSÕES TOTAIS. LINHA DE SONDAGEM Ni 1
V> IL
:, V,
200
SÍMBOLO PARÂMETROS ATERRO
• ci = O kPa
• ci = 10 kPa
• e= 20 kPa
- C' = 50 kPa
o+------.-------"'"T""------,-1 10
FS = 1,0
10
20 30 Su ( kPQ)
o -t-----r-----,----"""T"-----r----o 10 20 3 40 5
C'(k Pa)
FIG. E.4 - CUijVAS FS VS. Su E Su vs. C1 _
ANALISE DE ESTABILIDADE EM TENSOES TOTAIS. LINHA DE SONDAGEM Nª 2
NÍVEL 00 TERRENO NO MOMENTO DA RUPTURA\
ANTIGAS SUP. DE DESLIZAMENTO ONDE,!\ 1 A ARGILA ENCONTRA-SE AMOLGADA
NA V
-.....
SUPERFÍCIE DE DESLIZAMENTO
!',±= =====--=====
~RESISTÊNCIA C',llf DO ATER
~ \ SUPERFÍCIE DE/ -... ' =t >= ± ---:?'1---:-2---_,,
DESLIZAMENTO '-·
RESISTÊNCIA Su DA
ARGILA INDEFORMADA
~
'. 1
'-/ / ---
RESISTÊNCIA Su Clll
ARGILA AMOLGADA
•
/' . '
RESISTÊNCIA Su AMOLGADO
VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIA NÃO DRENADA Su COM A PROFUNDIDADE - ENSAIO DE PALHETA DE CAMPO
FIG. 3ZI.5 - CROQUIS ESQUEMATICO_ DO DESENVOI.YIMENlO DA RUPTURA E RESISTENCIAS MOBILIZADAS
SUPERFÍCIE DE
N o
202
CAP rTULO V 1 1
CONCLl.!80Rf BUG!STO!S PARA Pf!SOUISA
203
CAPÍTULO VII
CONCLUSOES E SUGESTOES PARA PESQUISA
VI 1 .1 - CONCLUSOES
A presente tese obJetlvou a caracterização e o
conhecimento da argl la do CaJu, sua comparação com outros
depósitos arg1 !osos Já estudados e a explanação dos fatores
envolvidos na ruptura ocorrida, como a forma de propagação da
mesma, suas características dimensionais e as resistências
mobi I izadas na argila e no aterro, respectivamente; durante o
clsalhamento.
As conclusões obtidas com a pesquisa são dadas a
seguir:
(1) A ruptura teve origem em função do alteamento de um aterro
de entulho sobre aquele antigo e Já existente na regl!lo.
Acredita-se que a superfície de clsalhamento originou-se
1 oca 11 zadamente nos trechos amolgados e de menor
resistência da fundaçao, que orientaram a direção da mesma.
Associa-se estes trechos a antigos desl lzamentos ocorridos
no local;
(2) a recente aterro alteado tornou subadensado o depósito de
ar g 1 1 a,
tensões
não tendo sido possível conhecer o real valor das
efetivas atuantes no mesmo. Acredita-se,
204
entretanto, ser este valor aproximadamente Igual hs tensões
de pré-adensamento existentes. Associa-se o elevado
amolgamento encontrado hs deformações ln sltu da argl 1a,
(3) Ao se comparar o perfl I original de resistência, obtido
pela metodologia SHANSEP, e o perfl I de resistência máxima
dos ensaios de palheta, comprova-se ter havido um ganho de
resistência não drenada no depósito, por adensamento;
(4) os resultados do ensaio de palheta comprovaram a elevada
heterogeneidade mecanlca da argl la, através da varlaç~o
errática de su ao longo da profundidade. Parte destes
valores estava associada a curvas de deformação de
caracter rstl cas "amo I gadas",
(5) Os resultados ctos ensaios de palheta de laboratório com
velocidades diferentes não estiveram concordantes com o
esperado, Já que a dispersão entre os valo~es obtidos foi
elevada. Atribui-se Isto, principalmente, hs
heterogeneidades presentes em cada ponto da argl la
ensaiada;
(B) As resistências médias ao longo da profundidade para os
diversos resultados do ensaio de palheta encontram-se
concordantes,
larga. Os
embora a faixa de variação sela razoavelmente
ensaios trlaxlals adensados com pressões
equivalentes· às tensões efetivas verticais finais in sltu,
considerando-se todo o adensamento da argl la, apresentaram
uma curva de resistência su vs. profundidade relativamente
205
superior à curva máxima ("lndeformada") dos ensaios de
palheta de campo, comprovando estar ainda o depósito
argl loso em processo de adensamento, ou "subadensado",
(7) Os ensaios ln sltu são _preferíveis neste depósito de
argl la, Já que os ensaio~ laboratoriais não conseguem
reproduzir o verdadeiro perfl I errático de reslstencla su
ln situ. Atribui-se Isto aos lndmeros subtrechos amolgados
não amostreávels pela técnica corrente empregada;
(B) O amostrador de parede fina com dlãmetro Interná Igual a
75mm nao é adequado à uti I lzaç~o em argl las de consistência
Igual a do Caiu;
(8) A metodologia SHANSEP parece não ser apl lcável ao depósito
de argl la do Caiu, Já que observou-se tratar-se de argl la
n~o normal lzável e comprovou-se, nos ensaios com distintos
OCR, serem as tensões efetivas adotadas no adensamento
lsotróplco Incapazes de el !minar totalmente a Influência do
amolgamento na amostra. No entanto obteve-se através da
teoria dos estados crrt1cos uma curva teórica, que
cor~elaclonava Su normal lzado versus OCR, razoavelmente
concordante com os resultados experimentais para OCR entre
e 4. Para ~m OCR Igual a B, entretanto, o resultado
experimental esteve multo abaixo do que era de se esperar.
Notou-se haver uma maior Influência do amolgamento e
heterogeneidades sobre os. resultados de resistência do que
sobre os correspondentes de poro-pressão;
206
(10) os valores de reslstencla, angulo de atrito, e traletórlas
de tensões dos ensaios normalmente adensados encontram-se
de acordo com o esperado para esta argl Ia. Observou-se
também ser o valor de Su/ efc COCR=1l experimentalmente
obtl do para a argl Ia do caJ u, um pouco super I or !!que I es
calculados para a argila de Sarapur. Os resultados desta
argl la estiveram, no entanto,
teórica da argila do caJu;
concordantes com a curva
(11) As análises de estabilidade via tensões totais são
preferíveis par a d e pós I tos ar g 1 1 os os s eme I h antes ao
estudado no presente trabalho, onde os valores ln situ de
poro-pressão só podem ser conhecidos através da instalação
de instrumentação adequada;
(12) A resistência média mobi I lzada na fundação é um somatório
dos valores mínimos e amolgados com os valores máximos,
referentes a trechos lndeformados. Obtiveram-se valores
médios, cilculados com base nas reslstanclas ln sltu (pós
ruptural, rei ativamente Inferiores aos valores mobl l lzados
pela retroanálise. Das duas hipóteses levantadas, a
segunda, que relaciona esta queda de resistência !I ruptura
atual, parece ser a mais representativa do que ocor~eu na
real Idade, embora não se possa descartar a outra hipótese
apresentada;
(13) Houve a mobl I lzação de uma certa parcela de resistência no o
corpo do aterro. Ao se adotar um angulo de atrito de 35
para o mesmo, estima-se estar a parcela coesiva mobi 11,ada
com um valor entre o e 20 kPa;
207
(11) A ruptura pode ser simulada através de uma retro~nál Isa em
estado plano de deformação, embora tal prática, no setor
direito do eixo de desl lzamento, venha a superestimar em
até 30% os valores de su obtidos, face ~s características
trl-dlmensionals nesta região.
Vll,I - 8UG!ST0f8 PARA Pf8QU18A
< 1) _f_,stender os rssu I ta dos da presente pesqu l sa com a
utl I ização de ensaios mais sofisticados in situ, que melhor
possam aval 1.ar, ao longo de toda a seção longitudinal e
transversal do depósito, a resistência não drenada e os
su btrechoe amo I gados da a rg i Ia. Entre os ensa I os
existentes sugere-se a utii 1zação do ensaio de piezocone da
COPPE;
< 2) Real i z ar a n á li ses d e esta b li l d a d e t r i -d i me n s I o na I s com base
nos valores obtidos em (1), de ·forma a comprovar
efetivamente as hipóteses levantadas no presente trabalho;
(3) Estudar através
realizáveis) e
de ensaios laboratoriais
abertura de poços ln situ, as
(quando
reais
resistências do corpo do aterro. Um estudo com base
estatística seria aconselhável, face às discrepancias
existentes;
(41) Realizar ensaios de palheta de campo na argl la do CaJu
utl I lzando-se de uma a~are1nagem melhorada, como descrita
em ORTIGÃO e COLLET [971, através da Introdução de sapata
208
de proteção e rolamentos que possam tornar o equipamento
praticamente Isento de atritos. A utl I lzaç~o do padrão
Internacional para as dlmensffes da palheta e a adoção do
formulário
deselável;
proposto por WRDTH C124J para su seria
(5) Real lzar ensaios de palheta também em região que não tenha
sofrido qualquer pertubação dada pela ruptura atual, de
forma se conhecer os valores de Su "originais".
209
RlrlRINOIAB DIDLI08ftlrlOA8
210
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227
APINDIOI A
fOTOBRAFIAS
228
APINDIO! A
FOT08RAFIA8
As fotografias apresentadae foram tiradas 1 dia após
o acidente, com exceseão daquelas em que ia consta a data.
Para cada uma destas cabem as seguintes observações:
FOTO 1: Foto de 1/3/73 em região próxima bquela em estudo,
caracterizando o CaJu como área de despeJo de aterros
legais ou clandestinos.
FOTO 2: Foto de 5/3/82 da região na qual ocorreu a ruptura. o
Observa-se nao existir, na ocasião, o 2. nível. de
aterramente.
FOTOS: Foto recente da área, após a ruptura.
FOTO 4: Vista lateral na qual encontra-se bem dBlimltada as
trincas exlstentee e o trecno de argl la aflorada.
FOTO 61 Vista frontal de todo o aterro.
FOTO B: Oetalne do setor esquerdo da superfície de ruptura.
Observa-se que o desnível do caminho original foi de
aproximadamente 1 a 2 m.
FOTO 7: Serviços de ~scavação do material argl Iasa aflorado.
FOTO 8: Parte do trincamente ocorrido no antigo nível aterrado
da região.
229
fOTO 1
230
FOTO 2
231
FOTO 3
232
FOTO 4
233
FOTO 6
234
FOTO B
235
FOTO 7
236
FOTO 8
237
APINDIDI 1
DALIBRAOICI DA NOLA DO INIAIO
DI PALHITI DI LAIDWATORIO
238
APENDICE B
CALIBRAÇ.D DA MOLA DD ENSAIO DE PALHETA DE LABDRATORIO
Encontra-se esquematicamente na figura (B.1) o
s I stema de ca 11 bração da mo Ia ut 11 1 zada nos ensa I os de pa I heta
de I aboratôr i o. Este sistema foi construído no laboratório da
COPPE exclusivamente para este fim, utl I lzando-se da maquinaria
pesada existente, como o torno e fresa, e empregando-se chapas
de aço Inoxidável.
o funcionamento deste sistema é razoavelmente
simples, sendo basicamente dado por:
(1) Introdução da aparelhagem do ensaio de palheta nas 3 chapas
metá 11 cas
construído;
existentes na parte superior do sistema
(2) AJuste da "falsa palheta", representada na figura (B.1)
como uma peça cl I fndrlca com haste, no sistema
acoplamento de palheta do aparelho de laboratório.
de
Este
aluste pode ser dado através de uma translação de todo o
conJunto fixado às 3 chapas metál lcas, ou através de
movimentação no sentido vertical da "falsa palheta":
(3) Aperto f I na 1 dos parafusos existentes e 1 n í c I o da
ca I i braçlio.
A cal ibraçlio consistia da Introdução de pesos padronizados
de 50 e 100g no prato metál lco representado à figura (B.1), e a
238
respectiva leitura da deformação Induzida na escala existente
no equipamento de ensaio de laboratdrio. D torque apl lcado era
então calculado por:
T = 7,37 XP ( B • 1 )
sendo P = peso do prato+ pesos no sistema de cal lbração.
A curva de cal lbração da mola encontra-se apresentada
na figura (B.2), onde se observa que para uma deformação nula
já havia um correspondente torque apl lcado. Isto se deve ·à
consideração atr I bu (da ao 11 zeron da escala de deformação, que,
neste caso, correspondia ao torque dado pelo peso Isolado do
prato e fio utl l lzados. Obteve-se um valor de constante ( )()
o para a mola n . 2 praticamente semelhante à q u.e I e dado pe10·
fabricante, a saber:
X (medido) = 0,0164 Kgf.cm/grau
X (fabricante)= 0,0170 Kgf.cm/grau
Utl I lzou-se do valor de medido, no cômputo de todas
as resistências Su do ensaio de palheta de
apresentadas no cap(tulo IV.
laboratdrlo
.,: o
a:-' i)gl ou. LL <,:
SISTEMA DE FIXAÇÃO DA Af!IRELHAGEM DO ENSAIO
rE PALHETA
'FALSA PALHETA" QUE SE ACOPLAVA NA APARELHAGEM DE ENSAIO
- PRATO· METALICO
FIG. 8.1- SISTEMA DE CALIBRAÇÃO DA MOLA, UTILIZADA ENSAIO DE PALHETA DE LABORATORIO
ESCALA GRAFICA
..)s [cm)
20
5
O 5 10
N .p. o
241
7P
6,0
E
./ /
~ /
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/
~ 5,0 / e . -"' ~ w ::, o
X= ele do maio= tg 8
~4.0
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1-
/
REGRESSÃO LINEAR: y = oxtb
o= 1,4600
/ ( ''º"· .. ,~;,:;~;::,' ' o.""
2,0 / 1,52~-----,--------.-----"T"""----~
o 10 2 O 300
DEFORMAÇÃO ANGULAR ( 0)
FIG. B. 2 - CURVA DE CALIBRAÇÃO DA MOLA Ni 2 ENSAIO DE PALHETA .DE LABORATÓRIO
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