Este documento descreve o ensaio de cisalhamento direto, que mede a resistência ao cisalhamento de solos. O ensaio aplica tensões normais e cisalhantes a uma amostra de solo confinada e mede os valores de ruptura para traçar a curva de resistência. Isso permite determinar o ângulo de atrito interno do solo e o intercepto coesivo.

1. Ensaio de
Cisalhamento Direto

2. Introdução
• O ensaio de cisalhamento direto relaciona
diretamente tensões normal e cisalhante, que são
aplicadas a um corpo de prova confinado em uma
caixa bipartida. Quando este corpo de prova é levado
à ruptura o par de valores tensão de cisalhamento -
tensão normal (no plano de ruptura) define um
ponto sobre a envoltória de tensões do solo.
• Este ensaio é geralmente drenado e é mais aplicado
ao estudo da resistência ao cisalhamento de solos
com estratificações ou xistosidades definidas, ou
quando se quer avaliar a resistência entre contactos
de diferentes materiais.

3. Esboço das tensões

4. Esboço das tensões

5. Objetivos
• Determinar os valores de ângulo de atrito interno do
solo e do intercepto coesivo.
• Traçar a curva de desenvolvimento do ensaio com os
valores de τi e εi de onde normalmente é tirado o
valor máximo da tensão cisalhante. Efetuar o gráfico
de variação de volume ∆vi em função da deformação
específica εi. Repetir o ensaio pelo menos em mais
dois novos corpos de prova com tensões normais
diferentes; ajustar uma reta pelos pontos τi x σ
interpretando assim a envoltória de resistência dos
ensaios executados, a partir da qual são
determinados os valores do ângulo de atrito interno
e o intercepto coesivo.

7. Equipamentos
• Máquina de cisalhamento direto.
• Caixa de cisalhamento.
• Balança.
• Talhador.
• Estufa.
• Cápsulas.

8. Equipamentos

9. Equipamentos
(molde do corpo de prova)

10. Preparação do corpo de prova
• O corpo de prova a ser ensaiado pode ser de solo
compactado ou talhado de uma amostra não
deformada. Compactar o corpo de prova (c.p.)
nas mesmas condições de densidade e umidade
especificados, nas mesmas dimensões do molde,
ou no próprio molde (c.p. compactado); Recolher
o material não utilizado ou sobrado da talhagem
para a determinação da umidade;

11. Preparação do corpo de prova
• Talhar o corpo de prova do “bloco indeformado”
empurrando aos poucos o molde metálico para
baixo até que a seção quadrada (ou circular) seja
obtida. O corpo de prova deve preencher o
volume do molde; Pesar o corpo de prova
juntamente com o molde metálico; Transferir o
corpo de prova do molde para a caixa de
cisalhamento;

12. Máquina de cisalhamento

13. Procedimento do ensaio
• Instalar na prensa a caixa de cisalhamento
contendo o corpo de prova entre as pedras
porosas e placas dentadas, de tal maneira que o
c.p. fique no meio, entre as partes inferior e
superior da caixa;
• Colocar o pendural para aplicação da tensão
vertical e ajustar o extensômetro vertical para dar
início a fase de adensamento do ensaio lento
(drenado), por exemplo;

14. Procedimento do ensaio
• Aplicar o carregamento (através de pesos)
previamente definido e iniciar as leituras de
deformação do c.p.. Quando as deformações se
estabilizarem é dado por concluído esta fase;
• O início do cisalhamento se dará após os ajustes
do extensômetro horizontal e do sensor (anel ou
célula de carga) que irá medir a força cisalhante
desenvolvida durante o ensaio

15. Cálculos do ensaio
• Deformação cisalhante específica: εhi = lhi/L ; lhi -
leitura horizontal; L - lado do c.p.
• Variação de volume do c.p.: ∆vi = lvi.A - Força
• cisalhante: Ti= K.lmi ; lmi - leitura do anel ; K
constante do anel
• Tensão cisalhante: τi = Ti/A ; A - área do c.p.
• Tensão normal aplicada: σ = N/A ; N - Carga
normal

16. Conclusões
• Pode-se perceber que tal ensaio analisado
com os devidos equipamentos é relativamente
simples.
A principal função desse ensaio, é descobrir a
variação que o solo vai sofrer sob ação de uma
força cisalhante qualquer e determinar a
máxima força cortante admissível.