Aula7 Tensões Naturais

Tensões Normais Devidas ao Peso Próprio dos Solos

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO

2. TENSÃO NORMAL

3. TENSÃO NEUTRA

4. TENSÃO EFETIVA

5. CAPILARIDADE

6. SUCÇÃO

7. ARTESIANISMO

8. EXERCÍCIOS

INTRODUÇÃO

No sistema particulado como o solo os esforços são transmitidos grão a grão.

A avaliação desses esforços nos contatos entre grãos é virtualmente impossível.

INTRODUÇÃO

O conceito de tensão em um ponto qualquer no solo decorre da carga devida ao peso próprio e da sobrecarga aplicada no solo.

INTRODUÇÃO

Sobre um plano elementar com área A, no interior do solo, os esforços atuantes podem ser decompostos em: forças normais (N); e forças tangenciais (T).

Define-se tensão normal s = N/A e tensão tangencial ou cisalhante t = T/A como as tensões atuantes num plano qualquer no interior da massa de solo.

Nos solos saturados, define-se tensão neutra ou poro-pressão ao estado de tensões atuante no fuído nos interstícios do solo e denota-se pela letra u.

TENSÕES NOS SOLOS Tomando um plano elementar horizontal no interior de

uma massa de solo, pode-se verificar que esse plano cortaria grãos e vazios e que as tensões atuantes nesse plano seriam as tensões atuantes nas seções minerais cortadas por esse plano e nos contatos entre grãos.

TENSÕES NORMAIS

Admitindo um plano ondulado tal que passe pelos contatos entre os grãos, o valor da tensão normal nesses contatos será elevadíssimo, da ordem de 100MPa, em razão da área de contato ser normalmente inferior a 1% da área total.

Na prática da engenharia geotécnica, onde os valores de tensões normais variam entre 1 a 1.000 kPa, adota-se a área total para o cálculo das tensões normais.

O PRINCÍPIO DAS TENSÕES

EFETIVAS

As tensões em qualquer ponto de uma seção numa massa de solo podem ser computadas a partir das tensões principais totais s1, s2 e s3 que agem neste ponto.

Se os vazios do solo estiverem preenchidos por água sob uma pressão u, as tensões principais totais consistem em duas parcelas.

Uma parcela u que atua na água e nos grãos sólidos em todas as direções com igual intensidade. Esta parcela é chamada de pressão neutra ou poro-pressão.

O PRINCÍPIO DAS TENSÕES

EFETIVAS

As diferenças, s1’ = s1 - u; s2’ = s2 – u; e s3’ = s3 - u, representam um excesso sobre a pressão neutra e são suportadas exclusivamente pelo esqueleto sólido do solo.

Essas parcelas das tensões principais totais são chamadas tensões principais efetivas.

Todos os efeitos mensuráveis oriundos da variação de tensões, tais como compressão, distorção e mudança na resistência ao cisalhamento, são exclusivamente devidas às variações das tensões efetivas.

Tensão efetiva

Fonte: notas de aula do Prof. Ian Martins (COPPE/UFRJ)

Fonte: notas de aula do Prof. Ian Martins (COPPE/UFRJ)

Fonte: notas de aula do Prof. Ian Martins (COPPE/UFRJ)

Tensões Geoestáticas

Fonte: notas de aula do Prof. Ian Martins (COPPE/UFRJ)

Condição de Repouso

Fonte: notas de aula do Prof. Ian Martins (COPPE/UFRJ)

Tensão vertical

Fonte: notas de aula do Prof. Ian Martins (COPPE/UFRJ)

Fonte: notas de aula do Prof. Ian Martins (COPPE/UFRJ)