Compressibilidade de Solos - Introdução e Conceitos Básicos

Universidade Tecnológica Federal do Paraná Departamento Acadêmico de Construção Civil Coordenação de Engenharia Civil Prof Ewerton Clayton Alves da Fonseca MECÂNICA DOS SOLOS Campo Mourão 1 2 Compressibilidade de Solos INTRODUÇÃO Os materiais sofrem deformação quando submetidos a acréscimo de tensão As deformações nos solos podem ser de dois tipos a as que ocorrem rapidamente após o acréscimo de tensão e b as que se desenvolvem lentamente após o acréscimo de tensão Deformações rápidas são observadas em solos arenosos e argilosos não saturados enquanto que em solos argilosos saturados os recalques ocorrem lentamente A compressibilidade desse tipo de solo será foco de nosso estudo Compressão processo pelo qual uma massa de solo sob a ação de tensões varia de volume mantendo sua forma Distorção processo pelo qual uma massa de solo sob a ação de tensões varia de forma mantendo seu volume Compressibilidade característica que certos corpos solos têm de mudarem de forma ou volume quando sujeitos a tensões 3 4 Selected leaning buildings Height in metres year of completion 30 Tiger Hill Pagoda China c 960 40 Two Towers of Bologna Italy 1119 13 Tower of Pisa Italy c 1370 397 Bad Frankenhausen church tower Germany 1382 48 Suurhusen church tower Germany c 1450 519 Neyvansk tower Russia 1732 30 Parliament Clock Tower Big Ben England 1858 026 Sources National sources Guinness World Records press reports 5 6 7 8 Compressibilidade de Solos INTRODUÇÃO O acréscimo de tensão causado pelas construções em geral fundações aterros etc comprimem as camadas de solos O recalque é causado por a deformação das partículas sólidas que constituem o solo b deslocamentos relativos entre as partículas sólidas constituem o solo e c saída de água dos poros no solo Em geral o recalque de solos devido a incremento de tensão pode ser dividido em três categorias amplas as quais são dependentes do tempo Compressibilidade de Solos INTRODUÇÃO Recalque elástico ou imediato Si causado pela deformação elástica de solos secos úmidos ou saturados sem qualquer alteração no W A estimativa do recalque imediato geralmente tem como base as equações derivadas da Teoria da Elasticidade Linear ou formulações empíricas Recalque por adensamento primário Sc resultado da variação de volume de solos argilosos saturados devido à saída de parte da água que ocupava os poros nos mesmos Recalque por compressão secundária Sc presente também em solos argilosos saturados É resultado de uma deformação do esqueleto sólido que constitui a argila sob a ação da tensão efetiva aplicada Esta é outra forma de compressão que ocorre sob o constante 9 10 Recalques Diferidos INTRODUÇÃO Os recalques diferidos ocorrem em um período de tempo consideravelmente longo Em geral meses anos e até mesmo séculos Tais recalques ocorrem nas seguintes situações Quando solos saturados com baixo coeficiente de permeabilidade sofrem processo de adensamento com a saída de água dos poros de forma lenta Há redução de volume do solo em um longo período de tempo Neste processo há aumento das tensões efetivas Teoria do adensamento unidimensional de Karl Terzaghi Quando solos saturados com baixo coeficiente de permeabilidade sofrem processo de compressão deformação do esqueleto sólido do solo Há redução de volume do solo com o tempo Neste processo as tensões efetivas praticamente não variam Teoria da compressão secundária Podem causar grandes transtornos às obras de engenharia Nosso foco Adensamento primário Aumento de Ϭʹ Compressão secundária Ϭʹ constante Table 61 Typical Values of Hydraulic Conductivity of Saturated Soils k Soil type cmsec ftmin Clean gravel 10010 20020 Coarse sand 10001 20002 Fine sand 0010001 0020002 Silty clay 0001000001 0002000002 Clay 0000001 0000002 11 12 Recalque por Adensamento Primário FUNDAMENTOS Como o k de argilas saturadas é significativamente menor do que o de areias o ΔuW gerado pelo ΔσV se dissipa gradativamente durante um longo período de tempo Portanto a variação de volume isto é o recalque por adensamento primário da argila saturada pode continuar a ocorrer após cessar o recalque imediato O recalque devido ao adensamento primário na argila saturada pode ser muitas vezes maior do que o recalque imediato A deformação de solos argilosos saturados dependente do tempo pode ser compreendida de maneira mais clara por meio de um modelo simples proposto por Karl Terzaghi Figure 107 Springcylinder model 13 14 Referências Bibliográficas Referência bibliográficas básicas CAPUTO HP Mecânica dos solos e suas aplicações exercícios e problemas resolvidos 4 ed Rio de Janeiro LTC 1987 CAPUTO HP Mecânica dos solos e suas aplicações fundamentos 6 ed Rio de Janeiro LTC 1988 VARGAS M Introdução à mecânica dos solos São Paulo McGrawHill 1978 DAS BM Fundamentos de engenharia geotécnica Tradução All Tasks São Paulo Thomson Learning 2007 561 p Título original Principles of geotechnical engineering ISBN 85221 05480 Referências bibliográficas complementares PINTO CS Curso básico de mecânica dos solos em 16 aulas 3 ed São Paulo Oficina de Textos 2006 ORTIGÃO JAR Introdução à mecânica dos solos dos estados críticos 2 ed Rio de Janeiro LTC 1995 CRAIG RF Soil mechanics 7 ed London and New York Spon Press 2004 BARATA FE Propriedades mecânicas dos solos uma introdução ao projeto de fundações Rio de Janeiro LTC 1984 MASSAD F Curso básico de geotecnia obras de terra São Paulo Oficina de Textos 2003 15 16 Universidade Tecnológica Federal do Paraná Departamento Acadêmico de Construção Civil Coordenação de Engenharia Civil Prof Ewerton Clayton Alves da Fonseca MECÂNICA DOS SOLOS Campo Mourão