[1] O documento discute o processo de adensamento de solos, que é a redução de volume que o solo sofre quando submetido a tensões ou carregamentos. [2] Fatores que influenciam a compressibilidade dos solos incluem grau de saturação, nível de tensões aplicadas, estrutura e tipo de solo. [3] O ensaio de adensamento simula o carregamento de solos compressíveis para caracterizar sua compressibilidade e taxa de compressão ao longo do tempo sob diferentes tensões.
2. INTRODUÇÃO
Quando um solo é submetido a um estado
de tensão ou a um carregamento, em
condições adequadas, sofre uma redução
de volume devido a 3 fatores:
▸ Compressibilidade dos grãos
▸ Compressão da água e ar contidos
nos vazios
▸ Expulsão da água e do ar existente
nos vazios
2
4. IMPORTÂNCIA NA ENGENHARIA
▸ Fundações superficiais
▸ Aterros construídos
▸ Barragens
4
DEFORMAÇÕES
CARREGAMENTOS
VERTICAIS
Superfície do
terreno ou
camadas
próximas à
superfície
5. IMPORTÂNCIA NA ENGENHARIA
5
Solo composto por camadas espessas de argila mole que se acomodam de forma
desuniforme
Catedral Metropolitana
da Cidade do México
6. IMPORTÂNCIA NA ENGENHARIA
6
Fundações diretas apoiadas em uma camada superficial de areia, que por sua vez recobre uma
extensa camada de solo argiloso muito compressível
Edifício Núncio Malzoni
São Paulo
7. FATORES QUE INFLUENCIAM A COMPRESSIBILIDADE DOS
SOLOS
7
Grau de Saturação
● Variação de volume de água
contida nos vazios (escape ou entrada)
● Compressibilidade do ar > água
Nível de tensões ● Tensão aplicada Deformação
Estrutura dos Solos
● Quanto maior o índice de vazios, maior a compressibilidade do
solo
Tipo de Solo
● Compressibilidade dos solos argilosos > solos arenosos
● Solos argilosos: interação entre as partículas através da camada
de água absorvida que facilita o deslocamento entre partículas
● Solos granulares: transmitem os esforços diretamente entre
partículas
8. ANALOGIA MECÂNICA DE TERZAGHI
8
O desenvolvimento da Teoria do Adensamento se baseia nas seguintes hipóteses:
● O solo é homogêneo e completamente saturado;
● A água e os grãos são incompressíveis;
● O escoamento obedece à Lei de Darcy e se processa na direção vertical;
● O coeficiente de permeabilidade se mantém constante durante o processo;
● O índice de vazios varia linearmente com o aumento da tensão efetiva durante o
processo do adensamento.
● A compressão é unidirecional e vertical e deve-se à saída de água dos espaços
vazios;
● As propriedades do solo não variam durante o adensamento.
9. ANALOGIA MECÂNICA DE TERZAGHI
9
MOLA = Esqueleto Mineral
Tensão suportada = σef
Água = Líquido no interior do solo
Poro pressão
10. ANALOGIA MECÂNICA DE TERZAGHI
10
Surge instantaneamente uma pressão neutra
e não há variação no índice de vazios
Processo de transferência da carga
da água para o esqueleto do solo.
Dissipação do acréscimo de poropressão
Poropressão é nula, tensões efetivas
constantes
A deformação persiste devido a rearranjo das
partículas do solo
Um elemento de solo ao ser submetido a um acréscimo de tensão
11. ENSAIO DE ADENSAMENTO
11
NBR 12007/1990 (CANCELADA)
Simula o carregamento de um
solo compressível
Características de
compressibilidade e da taxa de
compressão do solo com o
tempo
12. ENSAIO DE ADENSAMENTO
12
Amostra Indeformada
Bloco Tubo Shelby
Amostra Deformada
Amostra compactada na umidade
ótima e esculpida no molde para
formação do corpo de prova
14. ENSAIO DE ADENSAMENTO
14
1. Coloca-se uma pedra porosa e
papel filtro na base da célula;
2. Coloca-se o CP sobre o papel
filtro e a pedra porosa;
3. Coloca-se outro papel filtro e
pedra porosa sobre o CP;
4. Coloca-se o cabeçote sobre a
pedra porosa;
5. Instala-se a célula na prensa;
16. ENSAIO DE ADENSAMENTO
16
Tempo Leitura
15s x
30s x
1 min x
2 min x
... x
24 h x
Progressão geométrica
Dobra-se a carga e repete o processo
(Tensões 10 kPa, 20 kPa, 40 kPa…)
17. ENSAIO DE ADENSAMENTO
17
Tensão Carga eo
Hi Hs
Tempo Leitura Recalque Altura Índice de vazios
15s L1 R1=L1-L1 h1=ho-R1 e1=(h1/hs)-1
30s L2 R2=L2-L1 h2=ho-R2 e2=(h2/hs)-1
1 min L3 R3=L3-L1 h3=ho-R3 e3=(h3/hs)-1
... Ln Rn=Ln-L1 hn=ho-Rn en=(hn/hs)-1
24 h Lf Rf=Lf-L1 hf=ho-Rf ef=(hf/hs)-1
ho
= altura final do estágio
anterior
hS
= Altura ocupada pelas
partículas sólidas
hi
= altura inicial do CP
eo
= Índice de vazios inicial
do CP
20. ENSAIO DE ADENSAMENTO
20
1. Toma-se um tempo t1
qualquer pertencente ao trecho
inicial;
2. Toma-se um tempo t2
tal que t2
= 4*t1;
3. d = h(t1
)-h(t2
);
4. Calcula-se a altura inicial: ho
= h(t1
) + d;
5. Traça-se as retas A e B;
6. A interseção de A e B indicará a altura para o qual o
processo de adensamento primário encerra (h100
);
7. Calcula-se a altura para 50% do processo de
adensamento: h50
= (h100
+ ho
)/2;
8. Com h50
obtém-se t50
do gráfico;
9. Calcula-se o Coeficiente de adensamento (Cv);
4t
A
B
21. ENSAIO DE ADENSAMENTO
21
1. Traça-se a reta A prolongando-se o trecho reto ate
interceptar os eixos X e Y;
2. A intersecção da reta A com o eixo X indica t1
e Y indica
ho
;
3. Do início do adensamento traça-se a reta B que
intercepta o eixo X em t2
= 1,15*t1
;
4. A intersecção de B com a curva do adensamento indica
o ponto correspondente a 90% do adensamento (t90
e
h90
)
5. Calcula-se o Coeficiente de adensamento (Cv)
A
B
t1 t2
22. ENSAIO DE ADENSAMENTO
22
Estágio Tensão Índice de
vazios
1 σ1 e1
2 σ2 e2
3 σ3 e3
4 σ4 e4
5 σ5 e5
n σn en
e’, e’’ = Índices de vazios,
correspondentes a dois pontos
quaisquer do trecho virgem
p’, p’’ = Pressões associadas aos
índices de vazios e’ e e’’
23. ENSAIO DE ADENSAMENTO
23
1. Traça-se uma reta horizontal (A) no ponto
de maior curvatura;
2. Traça-se uma reta tangente (B) passando
no ponto de maior curvatura;
3. Traça-se a reta C, sendo essa a bissetriz
do ângulo formado por A e B;
4. Prolonga-se a reta virgem (D)
5. O ponto de intersecção entre D e C indica
a tensão de pré-adensamento
A
B
C
D
24. ENSAIO DE ADENSAMENTO
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1. Traça-se uma horizontal em eo (A);
2. Prolonga-se reta virgem (B) até
interceptar A;
3. Na intersecção A, B traça-se uma vertical
(C);
4. Onde C tocar a curva traça-se uma
horizontal (D);
5. O ponto de intersecção D e B indica a
tensão de pré-adensamento;
A
B
C
D