Deformações devidas a carregamentos verticais

1. Aula 4 - Deformações devidas a
carregamentos verticais
Mecânica dos Solos Avançadas e Obras de Terra
Prof. ª Karina Taiza Tomé
05/04/2023

2. Deformações no solo devido a carregamentos verticais
• A aplicação de um carregamento no solo irá produzir o rearranjo das
partículas de solo e a variação volumétrica das fases ar e água;
• Deformações da maioria dos solos é muito maior que a dos materiais
estruturais;
• Deformações dos solos, muitas vezes, se produz ao longo do tempo.

3. Deformações no solo devido a carregamentos verticais

4. Deformações no solo devido a carregamentos verticais
• Deformações rápidas: solos arenosos ou argiloso não saturados;
• Deformações lentas: solos argilosos saturados;
• Estudo das deformações é essencial no campo da geotecnia.

5. Deformações no solo devido a carregamentos verticais
• Deformações são geradas pelo adensamento ou consolidação do solo;
• Adensamento é o processo gradual de transferência de tensões entre a
água (pressão neutra) e o maciço sólido (tensão efetiva);
• Expulsão de fase ar/água – recalques;
• Nas areias o adensamento ocorre muito rapidamente;
• Nas argilas o processo é controlado pela velocidade com que a água é
expulsa.

6. Deformações no solo devido a carregamentos verticais
• O processo de adensamento e as consequentes deformações ocorrem devido aos
esforços de compressão ao que o solo está sujeito.
• O solo possui certa resistência à compressão (compressibilidade) que depende:
➢ Tipo de solo
➢ Estrutura do solo
➢ Nível de tensões
➢ Grau de saturação do solo

7. Ensaios de deformabilidade
Ensaio de compressão
edométrica
Ensaio de compressão
triaxial
Ensaio de compressão
axial

8. Ensaio de compressão simples
• Resultado: carga/área de aplicação;
• Rompimento: cisalhamento ou embarrigamento.

9. Ensaio de compressão simples
• Mais utilizado para obter parâmetros de resistência do solo;
• Corpo de prova cilíndrico: 10 cm² de diâmetro e altura entre 9 e 10
cm;
• Ensaio até a ruptura;
𝒒𝒖 =
𝑭
𝑨
[kgf/cm²]
• Para altos valores de umidade ocorrem pequenas resistências à
compressão simples.

10. Ensaio de compressão simples

11. Ensaio de compressão simples

13. Ensaio de compressão triaxial
• Resultado: carga/área aplicada.
• Solo confinado: não há movimentação.
• Aplica-se água para se ter pressão:
Estado hidrostático de tensões.
• Axial = deformação na parte superior do
corpo de prova.

14. Ensaio de compressão edomético
• Resultado: carga/área de aplicação;
• Solo confinado: sem deformação
lateral;
• Carga aplicada em etapas;
• Em cada etapa realiza-se o registro da
deformação

15. • Obtém-se o índice de vazios em cada etapa e a redução de altura do corpo de
prova;
• Gráficos de tensão vertical x índices de vazios
Ensaio de compressão edomético

16. Por meio do índice de vazios e da diferença entre as alturas em um
determinado tempo (t) é possível obter o recalque.
Ensaio de compressão edomético

18. Resultados de um ensaio edométrico

19. Resultados de um ensaio edométrico
a) curva evs. logP – escala natural
b) curva evs. P

20. Recalques
• Fenômeno que ocorre quando uma edificação sofre um rebaixamento devido ao
adensamento do solo sob sua fundação;
• Causa trincas e fissuras na edificação;
➢ Recalque diferencial: uma parte da obra rebaixa mais do que a outra;
➢ Esforços imprevistos: podendo levar a ruína da estrutura;
Parcelas de recalque a serem consideradas:
Recalque imediato
Recalque por adensamento primário
Recalque por compressão secundário

21. Recalque imediato
• Ocorre principalmente devido a compressão dos gases;
• Ocorre simultaneamente ao carregamento, não gera problemas para as
edificações com fundações rasas (blocos, sapatas, radier);
• Calculado a partir de fórmulas empíricas ou pela Teoria da Elasticidade
Linear;
• Teoria da Elasticidade Linear: proporcionalidade entre tensões e
deformações;
• Os solos não são elásticos.