Slide 4 - Compressibilidade e Adensamento

1 Compressibilidade e Adensamento (Parte 4) Mecânica dos Solos II – UERJ Fernando Eduardo Rodrigues Marques  Considere-se um solo sobreadensado que vai ser carregado por um incremento de tensão efectiva vertical Ds’v, o qual, adicionado à tensão efectiva vertical de repouso, s’v0, ultrapassa a tensão de pré-adensamento, s’P: Recompressão Compressão em ramo virgem Mecânica dos Solos II – UERJ  2.8. Estimativa do recalque por adensamento 1 2 2  A variação do índice de vazios associada à recompressão vale: 0 1 ' ' log v P Cr e s s    D 0 0 0 1 ' ' log 1 v P Cr e h h s s      D   A variação do índice de vazios associada à compressão em ramo virgem vale: P f v Cc e ' ' log 2 s s    D P f v Cc e h h ' ' log 1 0 0 2 s s      D  Mecânica dos Solos II – UERJ  2.8. Estimativa do recalque por adensamento  O recalque por adensamento obtém-se adicionando as duas variações de espessura e tomando o módulo do resultado: P f v c v P r cp C e h C e h h ' ' log 1 ' ' log 1 0 0 0 0 0 s s s s         D  Caso se trate do recalque de um solo normalmente adensado, então s’vo = s’P, logo a expressão do recalque transforma-se em: 0 0 0 ' ' log 1 v f v c cp C e h h s s     D Mecânica dos Solos II – UERJ  2.8. Estimativa do recalque por adensamento 3 4 3  Caso se trate do recalque de um solo sobreadensado, em que durante o carregamento não se ultrapasse a tensão de pré-adensamento, s’P, a expressão do recalque transforma-se em: 0 0 0 ' ' log 1 v f v r cp C e h h s s     D Nota: A menos que a espessura do estrato em causa seja bastante reduzida, é conveniente, de modo a obter um cálculo mais rigoroso, considerar o estrato argiloso dividido em várias subcamadas e para cada uma destas aplicar a expressão conveniente do recalque (com s´vo e Ds’v calculados para o centro de cada subcamada), procedendo depois ao respectivo somatório. Mecânica dos Solos II – UERJ  2.8. Estimativa do recalque por adensamento  O recalque por adensamento pode também ser determinado a partir dos parâmetros av e mv obtidos da curva e - s’v.  Sabendo que: e e h h D   D 0 0 1  e que: 0 0 1 ' 1 e e e a m v v v  D D    s   v v e m e ' 1 0  Ds   D    então:   v v e m e h h ' 1 1 0 0 0  Ds      D v v cp m h h ' 0  Ds   D Mecânica dos Solos II – UERJ  2.8. Estimativa do recalque por adensamento 5 6 4  Sabendo que o parâmetro mv varia com o nível de tensão efectiva, o cálculo das deformações a partir deste exige a utilização dos valores mais adequados a cada situação:     D   D i v i v i cp m h h ' 0 s  Exemplo:  3  3 2 2 1 1 0 ' ' ' v v v v v v cp m m m h h s s s  D   D   D   D        160  260 80 160 60 80 3 2 1 0           D v v v cp m m m h h Mecânica dos Solos II – UERJ  2.8. Estimativa do recalque por adensamento  A expressão anterior do recalque por adensamento pode ser reescrita da seguinte forma: 0 1 ' h h m cp v v  D  Ds Extensão vertical  Como as extensões horizontais são nulas, então Dhcp/h0 representa uma deformação volumétrica, associada à aplicação do incremento de tensão vertical efectiva Ds’v.  Interpretando a equação anterior do ponto de vista da elasticidade 1/mv tem o significado físico de um módulo de elasticidade (módulo de deformabilidade na Mecânica dos Solos), pelo que se pode escrever: mv E h 1  0  Módulo de deformabilidade volumétrico do solo ou módulo edométrico, Eoed Mecânica dos Solos II – UERJ  2.8. Estimativa do recalque por adensamento 7 8 5  O módulo oedométrico, Eoed, pode relacionar-se com o módulo de deformabilidade (módulo de Young, E) e com o coeficiente de Poisson, n.  Num carregamento em condições confinadas (x = y = 0), obtém-se da lei de Hooke:      z z E n  n n s 2 1 1 1     pelo que:     n  n n 2 1 1 1     E Eoed Mecânica dos Solos II – UERJ  2.8. Estimativa do recalque por adensamento Exercício 3 Mecânica dos Solos II – UERJ Considerando os resultados do ensaio oedométrico realizado, estime o recalque total previsível devido ao adensamento primário do estrato de argila induzida pela construção do aterro (Figura 1). i) Com base na curva mv - s´v     D   D i v i v i cp m h h ' 0 s Vamos considerar que Dhcp da camada de argila é aproximadamente igual ao Dhcp do seu ponto médio, M. 9 10