Mecânica dos Solos - Graus de Adensamento em Solos Argilosos Saturados

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 Graus de Adensamento Uz A estimativa do recalque total devido ao processo de adensamento primário numa camada de argila saturada resultante de um acréscimo de tensão vertical aplicado no terreno foi mostrada em aulas anteriores Entretanto as estimativas realizadas não forneceram informações sobre o grau de adensamento primário Terzaghi 1925 propôs a primeira teoria para consideração dos graus de adensamento unidimensional para solos argilosos saturados Graus de Adensamento Uz A dedução matemática tem como base as seguintes hipóteses o solo encontrase saturado a percolação de água e a compressão são unidimensionais o solo é homogêneo as partículas sólidas e a água são praticamente incompressíveis perante a compressibilidade do solo o solo pode ser estudado como um elemento infinitesimal apesar de ser constituído pelo entrosamento de partículas sólidas que formam poros a percolação de água através dos poros é governada pela lei de Darcy os parâmetros do solo não variam durante o processo de adensamento o índice de vazios varia linearmente com o aumento da tensão efetiva Graus de Adensamento Uz A figura do próximo slide mostra uma camada de argila saturada com espessura igual a 2 Hd Hd é o caminho máximo de drenagem a qual está localizada entre duas camadas permeáveis areias Se a camada de argila saturada for submetida a um Δσv a uw no ponto A aumentará repentinamente Para o adensamento unidimensional a água percolará na direção vertical para as camadas de areia A figura do próximo slide mostra ainda o escoamento de água em um elemento infinitesimal prismático de solo o ponto A kzγw ²uwz² 1dxdydz dxdydz1e0 et kzγw ²uwz² 11e0 et Figure 1028 a Clay layer undergoing consolidation b flow of water at A during consolidation kzγw ²uwz² 11e0 et e av σv av uw kzγw ²uwz² av1e0 uwt kzγw ²uwz² mv uwt kzmv γw ²uwz² uwt vz vzz dz dx dy vz dx dy Vt z 0 uw0 0 z 2 Hd uw0 0 t 0 uw0 Δσv Groundwater table a Sand Clay b vx vxz dz dx dy dx dz dy Figure 1028 a Clay layer undergoing consolidation b flow of water at A during consolidation vz vzz dz dx dy vz dx dy Vt vzz dz dx dy Vt Grau Médio de Adensamento U Mais importante na maioria dos casos é determinar o grau médio de adensamento de uma camada inteira e não pontualmente U é a medida de quanto toda a camada de argila adensará e portanto está diretamente relacionada com o recalque total da camada para um dado tempo após a aplicação do carregamento U SctSc 100 1 Σm0m 2M² expM² Tv vz vzz dz dx dy vz dx dy Vt vzz dz dx dy Vt vz kz iz kz hz kzγw ²uwz² kzγw ²uwz² 1dx dy dz Vt Exemplo de Aplicação Uma camada de argila de 12 m de espessura é duplamente drenada e possui coeficiente de adensamento igual a 8 10⁸ m²s A partir disso pedese determinar o grau de adensamento nas profundidades 3 6 9 e 12 m 5 anos após a aplicação de um acréscimo de tensão na superfície do terreno Dados H 12 m Hd H2 6 m cv 8 10⁸ m²s z 3 6 9 e 12 m t 5 anos z m zHd Uz 30 05 63 60 10 47 90 15 63 120 20 100 VALORES APROXIMADOS 33 34 Referências Bibliográficas 35 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 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 36 vz vzz dz dx dy vz dx dy Vt vzz dz dx dy Vt vz kz iz kz hz kzγw ²uwz² kzγw ²uwz² 1dx dy dz Vt Vt Vs e Vst Vst Vs et e Vst Vvt vz vzz dz dx dy vz dx dy Vt vzz dz dx dy Vt vz kz iz kz hz kzγw ²uwz² kzγw ²uwz² 1dx dy dz Vt vz vzz dz dx dy vz dx dy Vt vzz dz dx dy Vt vz kz iz kz hz kzγw ²uwz² kzγw ²uwz² 1dx dy dz Vt Vt Vs e Vst Vst Vs et e Vst Vvt vz vzz dz dx dy vz dx dy Vt vzz dz dx dy Vt vz kz iz kz hz kzγw ²uwz² kzγw ²uwz² 1dx dy dz Vt Vt Vs e Vst Vst Vs et e Vst Vvt vz vzz dz dx dy vz dx dy Vt vzz dz dx dy Vt vz kz iz kz hz kzγw ²uwz² kzγw ²uwz² 1dx dy dz Vt Vt Vs e Vst Vst Vs et e Vst Vvt Vs V1 e0 dx dy dz1 e0 Vt dx dy dz1 e0 et