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Engenharia Civil ·
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ESTRUTURAS DE Fundações e CONTENÇÕES Combinações para a UC Compressibilidade e Adensamento Busca Ava Compressibilidade e Adensamento Compressibilidade e Adensamento Compressibilidade e adensamento Diversas são as tensões que atuam em maciços terrosos Elas podem ser geradas pelo próprio peso do solo ou por causa de aplicações de cargas externas por exemplo as fundações de uma edificação Podem ser geradas ainda por alívios causados pelo processo de escavação assim é fundamental entender o comportamento dos maciços de solo quando solicitados por estas tensões ou alívios O solo é composto por partículas sólidas os grãos água e ar que preenchem os vazios assim podemos considerálo como um meio particulado As tensões nos solos são transmitidas grão a grão sendo que parte delas são suportadas pela água existente nos vazios É importante termos em mente que as transmissões das cargas são feitas pelo contato grão a grão ou seja em áreas muito pequenas em relação à área total Figura 12 Esquema de contato entre grãos para definição de tensões Observando a figura esquemática podemos concluir que Para as tensões normais σ Nárea Para as tensões cisalhantes σ Tárea Tensão normal é aquela que age sempre perpendicularmente à superfície Tensão cisalhante é um tipo de tensão gerada pela aplicação de forças paralelas à superfície σ₀ Tensão devida ao peso próprio Δσ₁ Alívio de tensão devido à escavação Δσ₂ Tensão induzida pelo carregamento Figura 21 Tensões atuantes em um maciço de solo Os solos são formados por várias camadas assim as pressões geostáticas são definidas pela somatória das tensões devidas ao peso próprio de cada um dos solos Perceba que as pressões geradas pelo solo 1 se transferem para o solo 2 enquanto as tensões geradas pelo solo 2 são transmitidas totalmente para o solo 3 σ γ Z Onde γ é o peso específico do solo z é a profundidade da determinação Importante quando abaixo do NA nível da água utilizamos o peso específico saturado ou γsat portanto σ γsat Z Considere que para a construção da fundação de uma ponte em concreto armado realizouse a sondagem do terreno no qual não foi encontrado o nível de água e obtevese os seguintes resultados A tensão varia então linearmente da cota 0 até a cota 3 m em que assume o valor de 57 kPa vejamos a seguir σ γ Z σ 19 3 57 kPa A tensão parte de 57 kPa na profundidade 3 m e atinge o valor de 108 kPa na profundidade 6 m vejamos σ 57 γ Z σ 57 17 3 108 kPa Finalmente partimos de 108 kPa na profundidade 6 m e com uma variação linear a profundidade em 11 m atinge o valor de 208 kPa σ 108 γ Z σ 108 20 5 208 kPa Figura 16 Tensões devido ao peso próprio geostáticas Profundidade m 0 0 4 6 8 10 12 Tensão KPa 0 50 57 121 184 Independentemente do índice de vazios a pressão da água só depende de sua profundidade Assim a poropressão que representamos pela letra u é a relação entre a altura do nível dágua na profundidade considerada multiplicada pelo seu peso específico que é de 10 kNm² U Zágua γágua A importância das forças transmitidas através do esqueleto do solo de uma partícula para outra foi descoberta em 1923 quando Terzaghi apresentou o princípio da tensão efetiva uma relação intuitiva baseada em dados experimentais O princípio se aplica apenas a solos completamente saturados e relaciona as três tensões a seguir 1 a tensão normal total σ em um plano dentro da massa de solo que é a força por unidade de área transmitida na direção normal através do plano imaginando que o solo seja um material sólido fase única 2 a pressão da água nos poros u também chamada de poropressão ou pressão neutra que é a pressão da água que preenche os espaços vazios entre as partículas sólidas 3 a tensão normal efetiva σ ou σ no plano representando a tensão transmitida apenas através do esqueleto do solo A relação é σ σ u Por que é tão importante Porque todos os efeitos mensuráveis devido a mudança de tensão são exclusivamente devidos a mudanças na tensão efetiva Os efeitos são Compressão variação de volume devido a tensão normal Distorção mudança de forma devido a tensão cisalhante Mudança na resistência Tensão efetiva Com o conhecimento das tensões devidas ao peso próprio do solo e considerando as variáveis da poropressão Terzaghi 1943 chegou à conclusão de que a tensão efetiva é obtida subtraindo a poropressão das tensões devidas ao peso próprio assim σ σ u Efeitos comocompressão cisalhamento ou distorções ocorrem nos maciços de terra por causa das variações de tensões efetivas Sendo o solo um meio particulado suas deformações causam principalmente a mudança de volume e forma que resultam no deslocamento relativo das partículas vejamos a representação esquemática na figura a seguir Figura 17 Deformação do solo como consequência do deslocamento de partículas Fonte Pinto 2006 p 98 A Figura representa o perfil de solo obtido em uma campanha de sondagem observe que o nível da água coincide com a superfície do terreno Figura 19 Perfil de solo obtido 0 m Argila orgânica escura γsat15 kNm² 4 m Areia siltosa compacta γsat18 kNm² 7 m Silte argiloso cinza γsat16 kNm² 15 m Solo de Alteração de Rocha Fonte elaborada pelo autor Compressibilidade e Adensamento A execução de grandes obras de terra por exemplo barragens de terra depende de uma série de informações sobre os solos que serão utilizados nesse projeto Para isso é necessário determinar a caracterização dos solos sua resistência à compressão resistência ao cisalhamento e se existe a possibilidade de ocorrer adensamento das camadas inferiores do solo onde será apoiado como o maciço de uma barragem ou de um aterro Quando se executa uma obra de engenharia impõese no solo uma variação no estado de tensão que acarreta em deformações as quais dependem não só da carga aplicada mas principalmente da Compressibilidade do Solo Compressibilidade e Adensamento Compressibilidade A deformação dos solos é um dos assuntos de maior interesse no estudo da mecânica dos solos devido à aplicação de cargas ver9cais sobre a supercie do terreno Essa deformação ocorre devido à estrutura porosa dos solos que possuem parculas e vazios A compressibilidade pode ocorrer por compactação através da redução do volume pela re6rada do ar con6do nos vazios e por adensamento que é a redução do volume devido à re6rada da água dos vazios con6dos no solo Vejamos então como ficam as tensões no final da primeira camada cota 4 Tensão devida ao peso próprio σ 15 4 60 kPa Poropressão σ 10 4 40 kPa Tensão efetiva σ 60 40 20 kPa Agora como ficam as tensões no final da segunda camada cota 7 Tensão devida ao peso próprio σ 60 kPa 18 3 114 kPa Poropressão σ 10 7 70 kPa Tensão efetiva σ 114 70 44 kPa Por fim como ficam as tensões na cota 15 Tensão devida ao peso próprio σ 114 kPa 16 8 242 kPa Poropressão σ 10 15 150 kPa Tensão efetiva σ 242 150 92 kPa Compressibilidade e Adensamento Compressibilidade Compressibilidade e Adensamento Compressibilidade COMPRIMIÇÃO DOS SOLOS DEVIDO A CARGAS APLICADAS As cargas de uma determinada estrutura ou por exemplo da construção de um aterro são transmitidas ao solo gerando uma redistribuição dos estados de tensão em cada ponto do maciço aumentos de tensão que irá provocar deformações em maior ou menor intensidade em toda área nas proximidades do carregamento que por sua vez resultarão em recalques superficiais COMPRIMIÇÃO DEVIDO A CARGAS APLICADAS Área de influência do carregamento aplicado pelo elemento de fundação na camada de solo Gusmão 2006 COMPRIMIÇÃO DOS SOLOS CARGAS APLICADAS ACRÉSCIMOS DE TENSÃO DEFORMAÇÃO VARIAÇÃO DO VOLUME RECALQUES SUPERFICIAIS No caso de projetos de edificações com fundações superficiais sapatas radiers ou de aterros construídos sobre os terrenos é importante o cálculo destas deformações sob ação das cargas aplicadas A magnitude destas deformações deve ser avaliada e comparada com aquelas admissíveis para o bom funcionamento da construção projetada ao longo da sua vida útil Compressibilidade e Adensamento Como se comportarão estes solos quanto a deformação esperada Compressibilidade e Adensamento Como se comportarão estes solos quanto a deformação esperada Sendo os solos compressíveis característica de todos os materiais quando submetidos a carregamentos externos se deformarem perguntase Qual das situações apresentará maior RECALQUE deformação Qual o condicionante que contribui significativamente para a ocorrência de recalque como no caso dos exemplos Para os exemplos das Figuras 31 e 32 apesar do aterro de extensão de pista gerar um carregamento externo de 1080 kNm² muito maior que o da via de acesso com 72 kNm² este segundo caso apresentará um recalque muito maior que o primeiro Tratase de solo de fundação sedimentar argiloso saturado cuja compressibilidade é muito maior Neste caso o fechamento dos vazios ocorrerá por fluxo de água que ocorrerá ao longo do tempo fenômeno típico de recalque por adesamento a ser visto neste capítulo No primeiro caso é esperada deformação principalmente por saída de ar dos poros considerado como recalque inicial ou imediato Compressibilidade e Adensamento FATORES QUE INFLUENCIAM A COMPRESSIBILIDADE DOS SOLOS Compressibilidade e Adensamento FATORES QUE INFLUENCIAM A COMPRESSIBILIDADE DOS SOLOS Compressibilidade e Adensamento FATORES QUE INFLUENCIAM A COMPRESSIBILIDADE DOS SOLOS Compressibilidade e Adensamento FATORES QUE INFLUENCIAM A COMPRESSIBILIDADE DOS SOLOS Grau de Saturação No caso de solos saturados a variação de volume ocorre por uma variação de volume de água contida nos vazios escape ou entrada No caso de solos não saturados o problema é mais complexo uma vez que ao contrário da água a compressibilidade do ar é grande e pode interferir na magnitude total das deformações Compressibilidade e Adensamento Compressibilidade e adensamento A compactação dos solos é o processo de aumento da densidade do solo através da aplicação de cargas verticais por meios mecânicos nos casos de aterros em rodovias e de barragens e tem como principais objetivos aumentar a capacidade de suporte do solo diminuir os recalques das estruturas controlar a variação do volume reduzir e controlar a permeabilidade do solo e aumentar a resistência dos solos para atender as necessidades de carga de projeto A compactação produziu um maior entrelaçamento entre os grãos aumentando propriedades dos solos como a coesão e o ângulo de atrito favorecendo a resistência ao cisalhamento Se aumentarmos a resistência ao cisalhamento consequentemente aumentaremos também a capacidade de suporte do solo Com a redução de vazios a permeabilidade do solo e sua capacidade de absorção dágua reduzem tornando o solo mais estável Quando executamos a compactação no solo são utilizadas diversas condições de umidade em função de uma determinada energia de compactação Assim podemos obter uma curva curva de compactação a partir de cinco ou seis pares de valores de massas específicas e teores de umidade A curva de compactação apresenta a variação dos pesos específicos ou mesmo da massa específica ambos secos em função do teor de umidade w Para uma massa específica seca máxima ou peso específico aparente seco máximo existe uma umidade ótima wótima ou hot O comportamento do solo indicado na curva de compactação pode ser explicado considerando que à medida que cresce o teor de umidade até certo valor wótima o solo se torna mais trabalhável resultando em massas e pesos específicos maiores e teores de ar no solo menores Para um baixo teor de umidade o atrito entre partículas é alto dificultando a compactação Compressibilidade e Adensamento O resultado do ensaio deve apresentar a curva de compactação a massa específica aparente seca máxima umidade ó9ma curva de saturação e caracterís9cas do ensaio Compressibilidade e Adensamento Análise Compressibilidade e Adensamento A compactação de um solo tem obje9vo de aumentar a densidade do solo e consequentemente aumentando a sua capacidade de carregamento por exemplo os aterros e as rodovias Os ensaios de compactação comumente conhecidos Ensaio de Proctor Adensamento O adensamento é o fenômeno que provoca o recalque nos solos devido a expulsão da água dos vazios provocando a variação de volume do solo que é a mesma variação do volume de vazios A variação de volume é provocada pelo aumento da tensão efetiva que por sua vez ocorre pela diminuição da poropressão Figura 4 Curva de adensamento Ensaios de Adensamento A compressibilidade depende do tipo de solo por exemplo a compressibilidade em areias solos nãocoesivos devido a sua alta permeabilidade ocorrerá rapidamente pois a água poderá drenar facilmente Em contrapartida nas argilas solos coesivos a saída de água é lenta devido à baixa permeabilidade portanto as variações volumétricas deformaçõesrecalques dependem do tempo até que se conduza o solo a um novo estado de equilíbrio sob as cargas aplicadas Essas variações volumétricas que ocorrem em solos finos saturados ao longo do tempo constituem o processo de adensamento GURGEL 2018 Ocorre adensamento em várias situações da Construção Civil do tipo a Uma casa de alvenaria está apoiada por sapatas em um solo com alto lençol freático Decidese construir um prédio ao lado com vários níveis de andares subterrâneos para as garagens desse prédio Para fazer as obras a construtora do prédio promoveu o rebaixamento do lençol freático Com isso todos os terrenos em volta dessa obra sofreram adensamento com o implacável recalque e surgiram trincas na alvenaria da casa ao lado b O caso da Torre de Pisa Por causa do adensamento desigual uma parte do solo recalcou mais do que os outros e com isso a torre se inclinou tornando do o local famosíssimo Pisa Itália Uma ideia muito usada é acelerar a saída de água do maciço fazendo drenos verticais e horizontais usando areia Essas condições criadas farão com que a água do maciço saia mais rápido e com isso acelerase o adensamento Esses drenos são chamados de estacas de areia cujo único objetivo é pegar água do maciço terroso e expulsála acelerando o processo de adensamento que costuma ser muito lento Nota O adensamento de solos arenosos é rápido pois nesses solo a água é facilmente expulsa O adensamento de solos argilosos é lento muito lento podendo levar meses ou anos Compressibilidade e Adensamento Ensaio de Adensamento Ensaio de Adensamento do Solo Unidimensional Analisa o solo confinado lateralmente e tem como finalidade determinar as deformações verticais que ele sofre ao longo do tempo Essas deformações são resultantes da aplicação de um dado carregamento que será analisado Com o ensaio determinase Coeficiente de adensamento Índice de compressão Índice de recompressão Tensão de préadensamento Esses dados determinados pelo ensaio de adensamento do solo unidimensional são muito importantes para Gerar a estimativa da magnitude dos recalques Gerar a estimativa do tempo de ocorrência dos recalques Evitar recalque diferencial Como o ensaio de adensamento do solo é realizado O método requer que uma amostra de solo seja mantida lateralmente confinada Essa amostra deve ser axialmente carregada em incrementos com pressão mantida constante em cada incremento até que todo o excesso de pressão na água dos poros tenha sido dissipado Durante o processo de compressão medidas de variação da altura da amostra são feitas Os dados são usados no cálculo dos parâmetros que descrevem a relação entre a pressão efetiva e o índice de vazios e a evolução das deformações em função do tempo Os dados do ensaio de adensamento podem ser utilizados na estimativa tanto da magnitude dos recalques totais e diferenciais de uma estrutura ou de um aterro como da velocidade desses recalques Figura 33 Edômetro utilizado nos ensaios de compressão confinada de adensamento Procedimento do ensaio resumido NBR 12007 MB 3336 ABNT Solo Determinação de Adensamento Unidirecional Saturação da amostra se for o caso Aplicação do carregamento Leituras geralmente efetuadas em uma progressão geométrica do tempo 15s 30s 1min 2min 4min 8min 24hs dos deslocamentos verticais do topo da amostra através de um extensômetro Plotar gráficos com as leituras efetuadas da variação da altura ou recalque versus tensões aplicadas A partir da interpretação dos gráficos decidir se um novo carregamento deve ser aplicado Repetemse os processos anteriores Última fase descarregamento da amostra Sequências usuais de cargas em kPa 10 20 40 80 160 320 640 etc em geral são aplicados de 5 a 8 carregamentos podendo chegar a quase 2 semanas de ensaio Existem diversos modos de se representar os resultados do ensaio de adensamento A taxa de deformação do solo no início do ensaio é bem veloz mas como o decorrer do ensaio ela decrese Depois de transcorrido o tempo necessário para que as leituras se tornem constantes os resultados de cada estágio são colocados em um gráfico em função do logaritmo do tempo A curva de compressão do solo é normalmente representada em função do índice de vazios versus o logaritmo da tensão vertical O recalque é portanto o resultado do produto da variação do índice de vazios e da altura de sólidos Hs O primeiro trecho I é a parte ligeiramente curva que apresenta a recompressão do solo até um valor característico denominado tensão de préadesnamento ou de consolidação que corresponde à máxima tensão que o solo já sofreu na natureza A curva reta e inclinada II definida como reta virgem reflete o comportamento do solo submetido a tensões superiores a máxima que ele já suportou onde as deformações são bem pronunciadas O coeficiente angular da reta virgem é denominado por meio da equação onde Cc é chamado de índice de compressão na reta virgem Cc Δe log σv A curva quase horizontal III corresponde à parte final do ensaio quando o corpo de prova é descarregado gradualmente sofre ligeiras expansões e pode ser determinado o índice de recompressão CR Figura 213 Determinação da tensão de préadesnamento σvm pelo a Método de Casagrande e b Pacheco e Silva Figura 5 Representação do resultado do ensaio de adensamento com os principais parâmetros utilizando a curva semilogarítmica O valor do índice de vazios ao final de cada estágio de carregamento pode ser obtido considerandose a hipótese de carregamento confinado a partir da relação da deformação volumétrica com o índice de vazios εv Δhh0 Δe1 e Assim você tem ef e0 Δhh0 1 e0 Onde ef é o índice de vazios ao final do estágio da etapa de carregamento Δh variação da altura total no fim do estágio h0 altura do corpo de prova no instante antes de iniciar o ensaio e0 índice de vazios inicial do corpo de prova no instante antes do início do ensaio Já o índice de vazios inicial do corpo de prova pode ser obtido a partir da seguinte variação matemática e₀ γₛγᵈ 1 Onde γₛ é o peso específico real dos grãos γᵈ é o peso específico aparente seco na condição inicial Compressibilidade e Adensamento Como se comportarão estes solos quanto a deformação esperada Compressibilidade e Adensamento Como se comportarão estes solos quanto a deformação esperada Compressibilidade e Adensamento Compressibilidade e adensamento O adensamento é o fenômeno que provoca o recalque nos solos devido a expulsão da água dos vazios provocando a variação de volume do solo que é a mesma variação do volume de vazios A variação de volume é provocada pelo aumento da tensão efetiva que por sua vez ocorre pela diminuição da poropressão Análise o solo confinado lateralmente e tem como finalidade determinar as deformações verticais que ele sofre ao longo do tempo Essas deformações são resultantes da aplicação de um dado carregamento que será analisado Com o ensaio determinase Coeficiente de adensamento Índice de compressão Índice de recompressão Tensão de préadensamento Figura 33 Edômetro utilizado nos ensaios de compressão confinada de adensamento Como o ensaio de adensamento do solo é realizado O método requer que uma amostra de solo seja mantida lateralmente confinada Essa amostra deve ser axialmente carregada em incrementos com pressão mantida constante em cada incremento até que todo o excesso de pressão na água dos poros tenha sido dissipado Durante o processo de compressão medidas de variação da altura da amostra são feitas Os dados são usados no cálculo dos parâmetros que descrevem a relação entre a pressão efetiva e o índice de vazios e a evolução das deformações em função do tempo Os dados do ensaio de adensamento podem ser utilizados na estimativa tanto da magnitude dos recalques totais e diferenciais de uma estrutura ou de um aterro como da velocidade desses recalques Procedimento do ensaio resumido NBR 12007 MB 3336 ABNT Solo Determinação de Adensamento Unidirecional Saturação da amostra se for o caso Aplicação do carregamento Leituras geralmente efetuadas em uma progressão geométrica do tempo 15s 30s 1min 2min 4min 8min 24hs dos deslocamentos verticais do topo da amostra através de um extensômetro Plotar gráficos com as leituras efetuadas da variação da altura ou recalque versus tensões aplicadas A partir da interpretação dos gráficos decidir se um novo carregamento deve ser aplicado Repetemse os processos anteriores Última fase descarregamento da amostra Seqüências usuais de cargas em kPa 10 20 40 80 160 320 640 etc em geral são aplicados de 5 a 8 carregamentos podendo chegar a quase 2 semanas de ensaio Existem diversos modos de se representar os resultados do ensaio de adensamento A taxa de deformação do solo no início do ensaio é bem veloz mas como o decorrer do ensaio ela decrese Depois de transcorrido o tempo necessário para que as leituras se tornem constantes os resultados de cada estágio são colocados em um gráfico em função do logaritmo do tempo A curva de compressão do solo é normalmente representada em função do índice de vazios versus o logaritmo da tensão vertical O aterro funciona como sobrecarga Assim para um ponto M qualquer da camada compressível de argila saturada admitimos que a pressão transmitida pelo sobrecarga do aterro seja q0 Você nota que o nível dágua encontrase junto à superfície do terreno natural assim parte dessa pressão u será transmitida à água que está preenchendo os vazios do solo e outra parte q a pressão entre contato de partículas sólidas sendo portanto q0 q u Como a água é incompressível ou seja não sofre deformação com a ação de carregamento essa sobrepressão busca um caminho de dissipação e esse caminho será vertical e junto à camada de areia como mostra a Figura 3 Sabendo que as argilas têm baixíssima permeabilidade notamos que esse processo de migração da água é bastante lento À medida que a água migra lentamente dos poros da argila para os poros da areia que apresenta permeabilidade elevada a sobrepressão u vai diminuindo até anularse enquanto que a tensão efetiva de contato entre grão ganha magnitude aumentado na mesma proporção uma vez que q0 altura da camada de aterro é constante Por que ocorre a compressibilidade Ao final do estágio a expulsão de água acarreta perda volumétrica correspondendo à redução de volume da camada de argila proporcionando um recalque δ que poderia ser medido no topo do aterro como você pode observar na Figura 4 Compressibilidade e Adensamento Exemplos de mecanismos como este podem ser aplicados também para uma fundação superficial Por exemplo a sapata de um prédio solicitando uma camada de solo onde o acréscimo de tensões atinge uma segunda camada de solo compressível e ocasiona ao final do processo o recalque Nas estruturas prediais grande parte das patologias provenientes de fundações ocorre em função dessa imprevisibilidade Chamamos esse mecanismo de recalques diferenciais Compressibilidade e Adensamento O ensaio de compressão edométrica também é chamado de ensaio de compressão confinada pois nele você coloca uma amostra indeterminada de solo geralmente cilíndrica e com dimensões centimétricas diâmetros de 5 a 12 cm por alturas de um terço do diâmetro dentro de uma caixa metálica célula edométrica que impede qualquer movimentação lateral do solo Os procedimentos são regidos por normas A partir do ano de 2015 a NBR12007 MB3336 que estabelecia o método do ensaio foi cancelada embora ainda estejam em vigor as normas internacionais como a ASTM D2435M11 A intenção desse ensaio é representar as camadas confinadas de um solo compressível quando submetido a um carregamento externo na superfície O primeiro trecho I é a parte ligeiramente curva que apresenta a recompressão do solo até um valor característico denominado tensão de préadensamento ou de consolidação que corresponde à máxima tensão que o solo já sofreu na natureza A curva reta e inclinada II definida como reta virgem reflete o comportamento do solo submetido a tensões superiores à máxima que ele já suportou onde as deformações são bem pronunciadas O coeficiente angular da reta virgem é denominado por meio da equação onde Cc é chamado de índice de compressão na reta virgem A curva quase horizontal III corresponde à parte final do ensaio quando o corpo de prova é descarregado gradualmente sofre ligeiras expansões e pode ser determinado o índice de recompressão CR Compressibilidade e Adensamento Interpretação dos resultados Compressibilidade e Adensamento Interpretação dos resultados Compressibilidade e Adensamento Interpretação dos resultados Compressibilidade e Adensamento Interpretação dos resultados O valor do índice de vazios ao final de cada estágio de carregamento pode ser obtido considerandose a hipótese de carregamento confinado a partir da relação da deformação volumétrica com o índice de vazios 𝜖𝑣 Δℎℎ0 Δ𝑒1 𝑒 Assim você tem 𝑒𝑓 𝑒0 Δℎℎ0 1 𝑒0 Onde 𝑒𝑓 é o índice de vazios ao final do estágio da etapa de carregamento Δℎ variação da altura total no fim do estágio ℎ0 altura do corpo de prova no instante antes de iniciar o ensaio 𝑒0 índice de vazios inicial do corpo de prova no instante antes do ensaio Já o índice de vazios inicial do corpo de prova pode ser obtido a partir da seguinte variação matemática 𝑒0 𝛾𝑠𝛾𝑑 1 Onde 𝛾𝑠 é o peso específico real dos grãos 𝛾𝑑 é o peso específico aparente seco na condição inicial O grau de saturação da amostra também pode ser definido para a condição inicial S₀ γₛ hᵢ e₀ Onde hᵢ é o teor de umidade na condição inicial Compressibilidade e Adensamento Recalques Compressibilidade e Adensamento Cálculo dos Recalques por Adensamento Teorias de adensamento Compressibilidade e Adensamento Ensaio Edométrico Determinação do Índice de vazios no final de cada estágio de carregamento Compressibilidade e Adensamento Exercício No terreno descrito pelo perfil de sondagem do lado sera executado um aterro sanitário com uma altura de 6m Sabendo que o peso específico do RSU aterrado e compactado é 12kNm3 e que o índice de compressão é igual a 22 calcule o recalque que a obra sofrerá Compressibilidade e Adensamento Soluçao Compressibilidade e Adensamento No terreno descrito pelo perfil de sondagem do lado sera executado um aterro sanitário com uma altura de 6m Sabendo que o peso específico do RSU aterrado e compactado é 12kNm3 que o índice de compressão é igual a 22 que o índice de recompressão é 02 e que a RSA 15 calcule o recalque que a obra sofrerá Exercício Compressibilidade e Adensamento solução Compressibilidade e Adensamento Exercício Compressibilidade e Adensamento solução Compressibilidade e Adensamento Solução Compressibilidade e Adensamento Solução Compressibilidade e Adensamento Solução Compressibilidade e Adensamento Considere Tensão final 45 kNm2 Compressibilidade e Adensamento Uma camada de argila com espessura de 6m e dupla face drenante é subme6da a uma carga uniformemente distribuída de 61 tm2 Um ano após o carregamento 50 do adensamento médio da camada já ocorreu Qual o valor do coeficiente de adensamento Calcule o tempo associado a 50 do adensamento para o caso de ser aplicado um carregamento igual ao dobro do anterior Compressibilidade e Adensamento Um ensaio de adensamento foi realizado em amostra de argila O tempo necessário para a6ngir uma porcentagem média de adensamento de 50 foi de 20 minutos A amostra tem 25cm de espessura e seu teor de umidade inicial é 40 Pedese o coeficiente de adensamento e o tempo para uma camada de 3m de espessura e drenagem simples a6ngir 90 de recalque Compressibilidade e Adensamento Recalque Imediato
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contato entre grãos para definição de tensões Observando a figura esquemática podemos concluir que Para as tensões normais σ Nárea Para as tensões cisalhantes σ Tárea Tensão normal é aquela que age sempre perpendicularmente à superfície Tensão cisalhante é um tipo de tensão gerada pela aplicação de forças paralelas à superfície σ₀ Tensão devida ao peso próprio Δσ₁ Alívio de tensão devido à escavação Δσ₂ Tensão induzida pelo carregamento Figura 21 Tensões atuantes em um maciço de solo Os solos são formados por várias camadas assim as pressões geostáticas são definidas pela somatória das tensões devidas ao peso próprio de cada um dos solos Perceba que as pressões geradas pelo solo 1 se transferem para o solo 2 enquanto as tensões geradas pelo solo 2 são transmitidas totalmente para o solo 3 σ γ Z Onde γ é o peso específico do solo z é a profundidade da determinação Importante quando abaixo do NA nível da água utilizamos o peso específico saturado ou γsat portanto σ γsat Z Considere que para a construção da fundação de uma ponte em concreto armado realizouse a sondagem do terreno no qual não foi encontrado o nível de água e obtevese os seguintes resultados A tensão varia então linearmente da cota 0 até a cota 3 m em que assume o valor de 57 kPa vejamos a seguir σ γ Z σ 19 3 57 kPa A tensão parte de 57 kPa na profundidade 3 m e atinge o valor de 108 kPa na profundidade 6 m vejamos σ 57 γ Z σ 57 17 3 108 kPa Finalmente partimos de 108 kPa na profundidade 6 m e com uma variação linear a profundidade em 11 m atinge o valor de 208 kPa σ 108 γ Z σ 108 20 5 208 kPa Figura 16 Tensões devido ao peso próprio geostáticas Profundidade m 0 0 4 6 8 10 12 Tensão KPa 0 50 57 121 184 Independentemente do índice de vazios a pressão da água só depende de sua profundidade Assim a poropressão que representamos pela letra u é a relação entre a altura do nível dágua na profundidade considerada multiplicada pelo seu peso específico que é de 10 kNm² U Zágua γágua A importância das forças transmitidas através do esqueleto do solo de uma partícula para outra foi descoberta em 1923 quando Terzaghi apresentou o princípio da tensão efetiva uma relação intuitiva baseada em dados experimentais O princípio se aplica apenas a solos completamente saturados e relaciona as três tensões a seguir 1 a tensão normal total σ em um plano dentro da massa de solo que é a força por unidade de área transmitida na direção normal através do plano imaginando que o solo seja um material sólido fase única 2 a pressão da água nos poros u também chamada de poropressão ou pressão neutra que é a pressão da água que preenche os espaços vazios entre as partículas sólidas 3 a tensão normal efetiva σ ou σ no plano representando a tensão transmitida apenas através do esqueleto do solo A relação é σ σ u Por que é tão importante Porque todos os efeitos mensuráveis devido a mudança de tensão são exclusivamente devidos a mudanças na tensão efetiva Os efeitos são Compressão variação de volume devido a tensão normal Distorção mudança de forma devido a tensão cisalhante Mudança na resistência Tensão efetiva Com o conhecimento das tensões devidas ao peso próprio do solo e considerando as variáveis da poropressão Terzaghi 1943 chegou à conclusão de que a tensão efetiva é obtida subtraindo a poropressão das tensões devidas ao peso próprio assim σ σ u Efeitos comocompressão cisalhamento ou distorções ocorrem nos maciços de terra por causa das variações de tensões efetivas Sendo o solo um meio particulado suas deformações causam principalmente a mudança de volume e forma que resultam no deslocamento relativo das partículas vejamos a representação esquemática na figura a seguir Figura 17 Deformação do solo como consequência do deslocamento de partículas Fonte Pinto 2006 p 98 A Figura representa o perfil de solo obtido em uma campanha de sondagem observe que o nível da água coincide com a superfície do terreno Figura 19 Perfil de solo obtido 0 m Argila orgânica escura γsat15 kNm² 4 m Areia siltosa compacta γsat18 kNm² 7 m Silte argiloso cinza γsat16 kNm² 15 m Solo de Alteração de Rocha Fonte elaborada pelo autor Compressibilidade e Adensamento A execução de grandes obras de terra por exemplo barragens de terra depende de uma série de informações sobre os solos que serão utilizados nesse projeto Para isso é necessário determinar a caracterização dos solos sua resistência à compressão resistência ao cisalhamento e se existe a possibilidade de ocorrer adensamento das camadas inferiores do solo onde será apoiado como o maciço de uma barragem ou de um aterro Quando se executa uma obra de engenharia impõese no solo uma variação no estado de tensão que acarreta em deformações as quais dependem não só da carga aplicada mas principalmente da Compressibilidade do Solo Compressibilidade e Adensamento Compressibilidade A deformação dos solos é um dos assuntos de maior interesse no estudo da mecânica dos solos devido à aplicação de cargas ver9cais sobre a supercie do terreno Essa deformação ocorre devido à estrutura porosa dos solos que possuem parculas e vazios A compressibilidade pode ocorrer por compactação através da redução do volume pela re6rada do ar con6do nos vazios e por adensamento que é a redução do volume devido à re6rada da água dos vazios con6dos no solo Vejamos então como ficam as tensões no final da primeira camada cota 4 Tensão devida ao peso próprio σ 15 4 60 kPa Poropressão σ 10 4 40 kPa Tensão efetiva σ 60 40 20 kPa Agora como ficam as tensões no final da segunda camada cota 7 Tensão devida ao peso próprio σ 60 kPa 18 3 114 kPa Poropressão σ 10 7 70 kPa Tensão efetiva σ 114 70 44 kPa Por fim como ficam as tensões na cota 15 Tensão devida ao peso próprio σ 114 kPa 16 8 242 kPa Poropressão σ 10 15 150 kPa Tensão efetiva σ 242 150 92 kPa Compressibilidade e Adensamento Compressibilidade Compressibilidade e Adensamento Compressibilidade COMPRIMIÇÃO DOS SOLOS DEVIDO A CARGAS APLICADAS As cargas de uma determinada estrutura ou por exemplo da construção de um aterro são transmitidas ao solo gerando uma redistribuição dos estados de tensão em cada ponto do maciço aumentos de tensão que irá provocar deformações em maior ou menor intensidade em toda área nas proximidades do carregamento que por sua vez resultarão em recalques superficiais COMPRIMIÇÃO DEVIDO A CARGAS APLICADAS Área de influência do carregamento aplicado pelo elemento de fundação na camada de solo Gusmão 2006 COMPRIMIÇÃO DOS SOLOS CARGAS APLICADAS ACRÉSCIMOS DE TENSÃO DEFORMAÇÃO VARIAÇÃO DO VOLUME RECALQUES SUPERFICIAIS No caso de projetos de edificações com fundações superficiais sapatas radiers ou de aterros construídos sobre os terrenos é importante o cálculo destas deformações sob ação das cargas aplicadas A magnitude destas deformações deve ser avaliada e comparada com aquelas admissíveis para o bom funcionamento da construção projetada ao longo da sua vida útil Compressibilidade e Adensamento Como se comportarão estes solos quanto a deformação esperada Compressibilidade e Adensamento Como se comportarão estes solos quanto a deformação esperada Sendo os solos compressíveis característica de todos os materiais quando submetidos a carregamentos externos se deformarem perguntase Qual das situações apresentará maior RECALQUE deformação Qual o condicionante que contribui significativamente para a ocorrência de recalque como no caso dos exemplos Para os exemplos das Figuras 31 e 32 apesar do aterro de extensão de pista gerar um carregamento externo de 1080 kNm² muito maior que o da via de acesso com 72 kNm² este segundo caso apresentará um recalque muito maior que o primeiro Tratase de solo de fundação sedimentar argiloso saturado cuja compressibilidade é muito maior Neste caso o fechamento dos vazios ocorrerá por fluxo de água que ocorrerá ao longo do tempo fenômeno típico de recalque por adesamento a ser visto neste capítulo No primeiro caso é esperada deformação principalmente por saída de ar dos poros considerado como recalque inicial ou imediato Compressibilidade e Adensamento FATORES QUE INFLUENCIAM A COMPRESSIBILIDADE DOS SOLOS Compressibilidade e Adensamento FATORES QUE INFLUENCIAM A COMPRESSIBILIDADE DOS SOLOS Compressibilidade e Adensamento FATORES QUE INFLUENCIAM A COMPRESSIBILIDADE DOS SOLOS Compressibilidade e Adensamento FATORES QUE INFLUENCIAM A COMPRESSIBILIDADE DOS SOLOS Grau de Saturação No caso de solos saturados a variação de volume ocorre por uma variação de volume de água contida nos vazios escape ou entrada No caso de solos não saturados o problema é mais complexo uma vez que ao contrário da água a compressibilidade do ar é grande e pode interferir na magnitude total das deformações Compressibilidade e Adensamento Compressibilidade e adensamento A compactação dos solos é o processo de aumento da densidade do solo através da aplicação de cargas verticais por meios mecânicos nos casos de aterros em rodovias e de barragens e tem como principais objetivos aumentar a capacidade de suporte do solo diminuir os recalques das estruturas controlar a variação do volume reduzir e controlar a permeabilidade do solo e aumentar a resistência dos solos para atender as necessidades de carga de projeto A compactação produziu um maior entrelaçamento entre os grãos aumentando propriedades dos solos como a coesão e o ângulo de atrito favorecendo a resistência ao cisalhamento Se aumentarmos a resistência ao cisalhamento consequentemente aumentaremos também a capacidade de suporte do solo Com a redução de vazios a permeabilidade do solo e sua capacidade de absorção dágua reduzem tornando o solo mais estável Quando executamos a compactação no solo são utilizadas diversas condições de umidade em função de uma determinada energia de compactação Assim podemos obter uma curva curva de compactação a partir de cinco ou seis pares de valores de massas específicas e teores de umidade A curva de compactação apresenta a variação dos pesos específicos ou mesmo da massa específica ambos secos em função do teor de umidade w Para uma massa específica seca máxima ou peso específico aparente seco máximo existe uma umidade ótima wótima ou hot O comportamento do solo indicado na curva de compactação pode ser explicado considerando que à medida que cresce o teor de umidade até certo valor wótima o solo se torna mais trabalhável resultando em massas e pesos específicos maiores e teores de ar no solo menores Para um baixo teor de umidade o atrito entre partículas é alto dificultando a compactação Compressibilidade e Adensamento O resultado do ensaio deve apresentar a curva de compactação a massa específica aparente seca máxima umidade ó9ma curva de saturação e caracterís9cas do ensaio Compressibilidade e Adensamento Análise Compressibilidade e Adensamento A compactação de um solo tem obje9vo de aumentar a densidade do solo e consequentemente aumentando a sua capacidade de carregamento por exemplo os aterros e as rodovias Os ensaios de compactação comumente conhecidos Ensaio de Proctor Adensamento O adensamento é o fenômeno que provoca o recalque nos solos devido a expulsão da água dos vazios provocando a variação de volume do solo que é a mesma variação do volume de vazios A variação de volume é provocada pelo aumento da tensão efetiva que por sua vez ocorre pela diminuição da poropressão Figura 4 Curva de adensamento Ensaios de Adensamento A compressibilidade depende do tipo de solo por exemplo a compressibilidade em areias solos nãocoesivos devido a sua alta permeabilidade ocorrerá rapidamente pois a água poderá drenar facilmente Em contrapartida nas argilas solos coesivos a saída de água é lenta devido à baixa permeabilidade portanto as variações volumétricas deformaçõesrecalques dependem do tempo até que se conduza o solo a um novo estado de equilíbrio sob as cargas aplicadas Essas variações volumétricas que ocorrem em solos finos saturados ao longo do tempo constituem o processo de adensamento GURGEL 2018 Ocorre adensamento em várias situações da Construção Civil do tipo a Uma casa de alvenaria está apoiada por sapatas em um solo com alto lençol freático Decidese construir um prédio ao lado com vários níveis de andares subterrâneos para as garagens desse prédio Para fazer as obras a construtora do prédio promoveu o rebaixamento do lençol freático Com isso todos os terrenos em volta dessa obra sofreram adensamento com o implacável recalque e surgiram trincas na alvenaria da casa ao lado b O caso da Torre de Pisa Por causa do adensamento desigual uma parte do solo recalcou mais do que os outros e com isso a torre se inclinou tornando do o local famosíssimo Pisa Itália Uma ideia muito usada é acelerar a saída de água do maciço fazendo drenos verticais e horizontais usando areia Essas condições criadas farão com que a água do maciço saia mais rápido e com isso acelerase o adensamento Esses drenos são chamados de estacas de areia cujo único objetivo é pegar água do maciço terroso e expulsála acelerando o processo de adensamento que costuma ser muito lento Nota O adensamento de solos arenosos é rápido pois nesses solo a água é facilmente expulsa O adensamento de solos argilosos é lento muito lento podendo levar meses ou anos Compressibilidade e Adensamento Ensaio de Adensamento Ensaio de Adensamento do Solo Unidimensional Analisa o solo confinado lateralmente e tem como finalidade determinar as deformações verticais que ele sofre ao longo do tempo Essas deformações são resultantes da aplicação de um dado carregamento que será analisado Com o ensaio determinase Coeficiente de adensamento Índice de compressão Índice de recompressão Tensão de préadensamento Esses dados determinados pelo ensaio de adensamento do solo unidimensional são muito importantes para Gerar a estimativa da magnitude dos recalques Gerar a estimativa do tempo de ocorrência dos recalques Evitar recalque diferencial Como o ensaio de adensamento do solo é realizado O método requer que uma amostra de solo seja mantida lateralmente confinada Essa amostra deve ser axialmente carregada em incrementos com pressão mantida constante em cada incremento até que todo o excesso de pressão na água dos poros tenha sido dissipado Durante o processo de compressão medidas de variação da altura da amostra são feitas Os dados são usados no cálculo dos parâmetros que descrevem a relação entre a pressão efetiva e o índice de vazios e a evolução das deformações em função do tempo Os dados do ensaio de adensamento podem ser utilizados na estimativa tanto da magnitude dos recalques totais e diferenciais de uma estrutura ou de um aterro como da velocidade desses recalques Figura 33 Edômetro utilizado nos ensaios de compressão confinada de adensamento Procedimento do ensaio resumido NBR 12007 MB 3336 ABNT Solo Determinação de Adensamento Unidirecional Saturação da amostra se for o caso Aplicação do carregamento Leituras geralmente efetuadas em uma progressão geométrica do tempo 15s 30s 1min 2min 4min 8min 24hs dos deslocamentos verticais do topo da amostra através de um extensômetro Plotar gráficos com as leituras efetuadas da variação da altura ou recalque versus tensões aplicadas A partir da interpretação dos gráficos decidir se um novo carregamento deve ser aplicado Repetemse os processos anteriores Última fase descarregamento da amostra Sequências usuais de cargas em kPa 10 20 40 80 160 320 640 etc em geral são aplicados de 5 a 8 carregamentos podendo chegar a quase 2 semanas de ensaio Existem diversos modos de se representar os resultados do ensaio de adensamento A taxa de deformação do solo no início do ensaio é bem veloz mas como o decorrer do ensaio ela decrese Depois de transcorrido o tempo necessário para que as leituras se tornem constantes os resultados de cada estágio são colocados em um gráfico em função do logaritmo do tempo A curva de compressão do solo é normalmente representada em função do índice de vazios versus o logaritmo da tensão vertical O recalque é portanto o resultado do produto da variação do índice de vazios e da altura de sólidos Hs O primeiro trecho I é a parte ligeiramente curva que apresenta a recompressão do solo até um valor característico denominado tensão de préadesnamento ou de consolidação que corresponde à máxima tensão que o solo já sofreu na natureza A curva reta e inclinada II definida como reta virgem reflete o comportamento do solo submetido a tensões superiores a máxima que ele já suportou onde as deformações são bem pronunciadas O coeficiente angular da reta virgem é denominado por meio da equação onde Cc é chamado de índice de compressão na reta virgem Cc Δe log σv A curva quase horizontal III corresponde à parte final do ensaio quando o corpo de prova é descarregado gradualmente sofre ligeiras expansões e pode ser determinado o índice de recompressão CR Figura 213 Determinação da tensão de préadesnamento σvm pelo a Método de Casagrande e b Pacheco e Silva Figura 5 Representação do resultado do ensaio de adensamento com os principais parâmetros utilizando a curva semilogarítmica O valor do índice de vazios ao final de cada estágio de carregamento pode ser obtido considerandose a hipótese de carregamento confinado a partir da relação da deformação volumétrica com o índice de vazios εv Δhh0 Δe1 e Assim você tem ef e0 Δhh0 1 e0 Onde ef é o índice de vazios ao final do estágio da etapa de carregamento Δh variação da altura total no fim do estágio h0 altura do corpo de prova no instante antes de iniciar o ensaio e0 índice de vazios inicial do corpo de prova no instante antes do início do ensaio Já o índice de vazios inicial do corpo de prova pode ser obtido a partir da seguinte variação matemática e₀ γₛγᵈ 1 Onde γₛ é o peso específico real dos grãos γᵈ é o peso específico aparente seco na condição inicial Compressibilidade e Adensamento Como se comportarão estes solos quanto a deformação esperada Compressibilidade e Adensamento Como se comportarão estes solos quanto a deformação esperada Compressibilidade e Adensamento Compressibilidade e adensamento O adensamento é o fenômeno que provoca o recalque nos solos devido a expulsão da água dos vazios provocando a variação de volume do solo que é a mesma variação do volume de vazios A variação de volume é provocada pelo aumento da tensão efetiva que por sua vez ocorre pela diminuição da poropressão Análise o solo confinado lateralmente e tem como finalidade determinar as deformações verticais que ele sofre ao longo do tempo Essas deformações são resultantes da aplicação de um dado carregamento que será analisado Com o ensaio determinase Coeficiente de adensamento Índice de compressão Índice de recompressão Tensão de préadensamento Figura 33 Edômetro utilizado nos ensaios de compressão confinada de adensamento Como o ensaio de adensamento do solo é realizado O método requer que uma amostra de solo seja mantida lateralmente confinada Essa amostra deve ser axialmente carregada em incrementos com pressão mantida constante em cada incremento até que todo o excesso de pressão na água dos poros tenha sido dissipado Durante o processo de compressão medidas de variação da altura da amostra são feitas Os dados são usados no cálculo dos parâmetros que descrevem a relação entre a pressão efetiva e o índice de vazios e a evolução das deformações em função do tempo Os dados do ensaio de adensamento podem ser utilizados na estimativa tanto da magnitude dos recalques totais e diferenciais de uma estrutura ou de um aterro como da velocidade desses recalques Procedimento do ensaio resumido NBR 12007 MB 3336 ABNT Solo Determinação de Adensamento Unidirecional Saturação da amostra se for o caso Aplicação do carregamento Leituras geralmente efetuadas em uma progressão geométrica do tempo 15s 30s 1min 2min 4min 8min 24hs dos deslocamentos verticais do topo da amostra através de um extensômetro Plotar gráficos com as leituras efetuadas da variação da altura ou recalque versus tensões aplicadas A partir da interpretação dos gráficos decidir se um novo carregamento deve ser aplicado Repetemse os processos anteriores Última fase descarregamento da amostra Seqüências usuais de cargas em kPa 10 20 40 80 160 320 640 etc em geral são aplicados de 5 a 8 carregamentos podendo chegar a quase 2 semanas de ensaio Existem diversos modos de se representar os resultados do ensaio de adensamento A taxa de deformação do solo no início do ensaio é bem veloz mas como o decorrer do ensaio ela decrese Depois de transcorrido o tempo necessário para que as leituras se tornem constantes os resultados de cada estágio são colocados em um gráfico em função do logaritmo do tempo A curva de compressão do solo é normalmente representada em função do índice de vazios versus o logaritmo da tensão vertical O aterro funciona como sobrecarga Assim para um ponto M qualquer da camada compressível de argila saturada admitimos que a pressão transmitida pelo sobrecarga do aterro seja q0 Você nota que o nível dágua encontrase junto à superfície do terreno natural assim parte dessa pressão u será transmitida à água que está preenchendo os vazios do solo e outra parte q a pressão entre contato de partículas sólidas sendo portanto q0 q u Como a água é incompressível ou seja não sofre deformação com a ação de carregamento essa sobrepressão busca um caminho de dissipação e esse caminho será vertical e junto à camada de areia como mostra a Figura 3 Sabendo que as argilas têm baixíssima permeabilidade notamos que esse processo de migração da água é bastante lento À medida que a água migra lentamente dos poros da argila para os poros da areia que apresenta permeabilidade elevada a sobrepressão u vai diminuindo até anularse enquanto que a tensão efetiva de contato entre grão ganha magnitude aumentado na mesma proporção uma vez que q0 altura da camada de aterro é constante Por que ocorre a compressibilidade Ao final do estágio a expulsão de água acarreta perda volumétrica correspondendo à redução de volume da camada de argila proporcionando um recalque δ que poderia ser medido no topo do aterro como você pode observar na Figura 4 Compressibilidade e Adensamento Exemplos de mecanismos como este podem ser aplicados também para uma fundação superficial Por exemplo a sapata de um prédio solicitando uma camada de solo onde o acréscimo de tensões atinge uma segunda camada de solo compressível e ocasiona ao final do processo o recalque Nas estruturas prediais grande parte das patologias provenientes de fundações ocorre em função dessa imprevisibilidade Chamamos esse mecanismo de recalques diferenciais Compressibilidade e Adensamento O ensaio de compressão edométrica também é chamado de ensaio de compressão confinada pois nele você coloca uma amostra indeterminada de solo geralmente cilíndrica e com dimensões centimétricas diâmetros de 5 a 12 cm por alturas de um terço do diâmetro dentro de uma caixa metálica célula edométrica que impede qualquer movimentação lateral do solo Os procedimentos são regidos por normas A partir do ano de 2015 a NBR12007 MB3336 que estabelecia o método do ensaio foi cancelada embora ainda estejam em vigor as normas internacionais como a ASTM D2435M11 A intenção desse ensaio é representar as camadas confinadas de um solo compressível quando submetido a um carregamento externo na superfície O primeiro trecho I é a parte ligeiramente curva que apresenta a recompressão do solo até um valor característico denominado tensão de préadensamento ou de consolidação que corresponde à máxima tensão que o solo já sofreu na natureza A curva reta e inclinada II definida como reta virgem reflete o comportamento do solo submetido a tensões superiores à máxima que ele já suportou onde as deformações são bem pronunciadas O coeficiente angular da reta virgem é denominado por meio da equação onde Cc é chamado de índice de compressão na reta virgem A curva quase horizontal III corresponde à parte final do ensaio quando o corpo de prova é descarregado gradualmente sofre ligeiras expansões e pode ser determinado o índice de recompressão CR Compressibilidade e Adensamento Interpretação dos resultados Compressibilidade e Adensamento Interpretação dos resultados Compressibilidade e Adensamento Interpretação dos resultados Compressibilidade e Adensamento Interpretação dos resultados O valor do índice de vazios ao final de cada estágio de carregamento pode ser obtido considerandose a hipótese de carregamento confinado a partir da relação da deformação volumétrica com o índice de vazios 𝜖𝑣 Δℎℎ0 Δ𝑒1 𝑒 Assim você tem 𝑒𝑓 𝑒0 Δℎℎ0 1 𝑒0 Onde 𝑒𝑓 é o índice de vazios ao final do estágio da etapa de carregamento Δℎ variação da altura total no fim do estágio ℎ0 altura do corpo de prova no instante antes de iniciar o ensaio 𝑒0 índice de vazios inicial do corpo de prova no instante antes do ensaio Já o índice de vazios inicial do corpo de prova pode ser obtido a partir da seguinte variação matemática 𝑒0 𝛾𝑠𝛾𝑑 1 Onde 𝛾𝑠 é o peso específico real dos grãos 𝛾𝑑 é o peso específico aparente seco na condição inicial O grau de saturação da amostra também pode ser definido para a condição inicial S₀ γₛ hᵢ e₀ Onde hᵢ é o teor de umidade na condição inicial Compressibilidade e Adensamento Recalques Compressibilidade e Adensamento Cálculo dos Recalques por Adensamento Teorias de adensamento Compressibilidade e Adensamento Ensaio Edométrico Determinação do Índice de vazios no final de cada estágio de carregamento Compressibilidade e Adensamento Exercício No terreno descrito pelo perfil de sondagem do lado sera executado um aterro sanitário com uma altura de 6m Sabendo que o peso específico do RSU aterrado e compactado é 12kNm3 e que o índice de compressão é igual a 22 calcule o recalque que a obra sofrerá Compressibilidade e Adensamento Soluçao Compressibilidade e Adensamento No terreno descrito pelo perfil de sondagem do lado sera executado um aterro sanitário com uma altura de 6m Sabendo que o peso específico do RSU aterrado e compactado é 12kNm3 que o índice de compressão é igual a 22 que o índice de recompressão é 02 e que a RSA 15 calcule o recalque que a obra sofrerá Exercício Compressibilidade e Adensamento solução Compressibilidade e Adensamento Exercício Compressibilidade e Adensamento solução Compressibilidade e Adensamento Solução Compressibilidade e Adensamento Solução Compressibilidade e Adensamento Solução Compressibilidade e Adensamento Considere Tensão final 45 kNm2 Compressibilidade e Adensamento Uma camada de argila com espessura de 6m e dupla face drenante é subme6da a uma carga uniformemente distribuída de 61 tm2 Um ano após o carregamento 50 do adensamento médio da camada já ocorreu Qual o valor do coeficiente de adensamento Calcule o tempo associado a 50 do adensamento para o caso de ser aplicado um carregamento igual ao dobro do anterior Compressibilidade e Adensamento Um ensaio de adensamento foi realizado em amostra de argila O tempo necessário para a6ngir uma porcentagem média de adensamento de 50 foi de 20 minutos A amostra tem 25cm de espessura e seu teor de umidade inicial é 40 Pedese o coeficiente de adensamento e o tempo para uma camada de 3m de espessura e drenagem simples a6ngir 90 de recalque Compressibilidade e Adensamento Recalque Imediato