ANaLISE DA RUPTURA DE UM ATERRO SANITaRIO

SOBRE A ARGILA MOLE DO CAJU

Renato Pinto da cunha

TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇlO DOS PROGRAMAS DE

PGS-GRADUAÇlO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE

JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSaRIOS PARA A OBTENÇlO

DO G.RAU DE MESTRE EM CIENCIAS (M.Sc.) EM ENGENHARIA CIVIL

Apr.ovada por:

------------------ ------------------------------

p

Prof. WI IY Alvarenga Lacerda Presidente)

----- -1:.~~c§?~-----------f. M4rcto ~~ouza soares de Almeida

rof.

-------------~--~-- ~----------------------Prof. Francis Bogosslan

-----------~~---------------Prof. Jos4 Alberto Ramalho ortlglo

RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL

SETEMBRP DE 1ij88. ·~-- .

i i

CUNHA, RENATO PINTO DA

A n á.J I se d.a Ruptura d e um Aterro San i tá r I o sobre a

Argila Mole do Ca)u (Rio de Janeiro) 1988.

XII, 241p., 29,7 cm (COPPE/UFRJ, M.Sc.

Engenharia Clvi 1, 1988)

Tese Universidade Federal do Rio de Janeiro,

COPPE.

1 .

1 •

Argila Mole

COPPE/UFRJ 11. Título (Série).

i 1 1

A memória do Eng. Gldeon Abraham\,

cuJo patriotismo e perseverança nos

faz ter fé num futuro melhor.

1 V

AGRADECIMENTOS

* Ao meu pai, Aldo da Cunha Rosa e minha mãe, Acilea Pinto da

Cunha, que através do seu esforço e Incentivo durante toda a

minha vida conseguiram com que eu chegasse até onde estou.

* A todo corpo técnico da Diretoria de Geotécnica, em especial

ao Dr. Urbano He I ne e Dr. Mauro Baptl sta, cuJ o rea I apo I o à

presente pesquisa foi de vital lmportancla para a realização

da mesma.

* Ao Prof. Márcio Almeida, pelas lndmeras e valiosas

contribuições dadas ao longo de toda a pesquisa e na fase de

revisão do texto.

* Ao Prof. WI 11 y Lacerda, pela sua orientação e I ncentl vo dados

ao longo de todo o trabalho.

* A empresa Geomecanlca S.A., em especial ao Prof. Francis

Bogosslan, que através do empréstimo dos amestradores ao

laboratório da CDPPE tornou viável a execução desta tese.

* Ao Prof. Ramalho Ortigão, que através do empréstimo do

programa computacional PCSTABL5 tornou possível a real lzação

das anil 11 ses efetuadas.

* Ao Prof. de Mecânica dos Solos Fernando Emmanuel Barata, que

através do seu entusiasmo e estímulo me Incentivou a

ingressar nesta área do conhecimento humano.

V

* A todo corpo de funcionários do Laboratório de Mecantca dos

Solos da GOPPE, em especial aos técnicos GI lson Fernandes e

Demetrlus Goutsoukal Is e ao engenheiro Serglo lórlo.

* Aos colegas mestrandos Serglo Ladeira e Emldlo Lira, pelas

Inúmeras sugestões.

* Ao fotógrafo Ary Maciel por sua dedicação na real lzação de

todas as fotos apresentadas.

* Aos desenhistas Jorge Couto, Rosangela ArauJo, Fátima Dlniz

e Edna Secundo.

* As datl lógrafas Denise cunha, Denise Mina e Marl lza Murta.

* Ao apolo financeiro proporcionado pelo CNPq.

* A Daniela Podcamenl pela revisão da datilografia.

* A Rosane Nobre pela dati lografla apresentada nos si Ides.

* Ao colega Luiz Carlos pelo apolo dado.

* A todos que direta ou indiretamente contribuíram para a

real izaçllo deste trabalho.

V 1

Resumo- da Tese Apresentada à ·c·oPPE/UFRJ como parte

do6 requlslto6 neces5árlos para a obtenção do grau de

Mestre em Ciências CM.Se.)

IN.LII! DA IUl'TUIIA DI VII ATIIIO IANITallO

lotllll I Al81LA IIOL! DI CAJU

Reneto Pinto•• C••'•

let•••ro - 11H

0,1,atefer: w111, Alvere11e Leoerfe

,,,,, ... : 1n1••••••• c1,11

D pre6ente trabalho apresen~a a anál lse da ruptura de

um aterro de I lxo e entulho, indiscriminadamente lançado sobre

um depósito de argl la mole do Calu/RJ.

foram

Ensaios

executados

de caracterização completa

com vistas ao total

e granulometria

conhecimento das

características do material estudado, dando subsídios

comparação com outras argilas Já conhecidas. Ensaios mais

específicos, como ensaios oedométrlcos, de palheta de campo e

de laboratório e trlaxlals, também foram realizados.

Análises de estabilidade via teneões totais são

apresentadas, procurando-se determinar qual foi a parcela de

resistência mobl I lzada no aterro e solo de fundação durante a

ruptura, tendo-se concluldo que para uma coesão no aterro entre

o e 20 kPa, a razão entre os valores de su retroanallsados e os

de Su ln sltu pós-ruptura situa-se numa ordem de grandeza

equivalente à senslbl ! Idade da argl la.

V 1 1

Abstract of Thesls presented to COPPE/UFRJ as partia!

fulfl I lment of the requlrements for the degree of Master of

Sclence CM.Se.>

AIALYIII OPA IANITARY I ... NIC .. NT PAILUlll

OVlR THf IOPT OLAY AT OAJU

R1111to Plnto •• 0111•1

11,t1att1r - 1n1

0•11rM1t1 WIIIJ a1,ar1a11 La11r•a

D1P1ftal1t1 Olfll llllltllfllll

Thls dissertatlon presents the analysls of an

embankment fal lure on a soft clay deposlt ln the distrlct of

caJu/RJ. The embankment conslsts of a sanltary fl 11.

lndex tests were performed to obtaln the geotechnlcal

characterlstlcs of the soft clay material, wlch were compared

with another wel I known clays. Oedometer tests, ln sltu. and

laboratorv vane tests, and trlaxlal tests, were also carrled

out.

Total stress stabil lty calculatlons were carrled out

ln order to back analvse the fallure and to obtaln the

mobl l lzed strength at both the fl 11 and clay foundatlon. lt was

concluded that for an embankment coheslon of o to 20 kPa, the

ratlo between the back analvsed su and the ln sltu post-fal lure

su has a magnitude similar to the soft clay sensltlvlty.

V 11 1

rNDtOE

Página

1 , 1 NTRODUOIIO ....................................•...

1 .1 - Apresentação . • • . . . • • • . • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 2

1.2 - GonslderaçOes Prel !minares ••••••.••••••••••• 3

1.3 - Obl etl vos do Traba I ho • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 6

' 1 .4 - De ser I ção dos Gapítu I os • • • • • • . • • • • • • • • • • • • • • 7

li, DESCRIÇIIO DA RUPTURA OCORRIDA E

CARACTERIZAÇIIO GEOT!CN!CA DO LOCAL ..•............. 10

11.1 - Introdução ......... ; ....................... 11

11.2 - Descrição da Ruptura ••••••••••••••••••••.•• 11

li" . 3 - e; ar a e ter r s t I e as G e o t é c n I e as d o Lo e a 1 • • . • • • • 24

11 .4 - Obtenção das Amostras .••••.•••••••••••••.•. 26

11 .5 - Ensa I os de G•aracter I zação e Granu I ometr Ia •. 30

111. ENSAIOS OEDOlffTR I CDS ..........................•.•. 58

111.1 - Introdução ................................ 59

111.2 - Equipamento e Procedimento de Ensaio •••••• 59

111 .3 - Resu I tados Obtl dos •••••••••••••••••••.•••• 62

111 .4 - DI scussão dos Resu I ta dos •.•••••••••••••••• B5

li 1 .5 - Gomparação com outras Argl las ••••••••••.•. 73

IV. ENSAIOS DE PALHETA DE CAMPO E LABORATdRIO .•.... ~. 100

IV.1 - Introdução ................................ 101

IV.2 - Revisão Bibliográfica •••••••••.••••••••••• 101

IV.3 - Programa de Ensaios Real lzados ••••••••••.• 105

IV.4 - Equipamento e Procedimento de Ensaio •••••• 106

IV.5 - Resultados Obtidos ........................ 113

IV.B - Discussão dos Resultados •••••••••••.•...•. 11B

IX

PE!g I na

V. ENSAIOS TRIAXIAIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

v .1 - 1 ntroaução .. .. . • .. • • • • .. • • • • • • .. .. • .. • • • • • • 133

V.2 - Ensaios Trlaxlals em Solos Argilosos, Revisão

BI bll ográf I ca • • • .. • .. .. .. .. • • • .. • • .. • • • • • .. 133

V.3 - Tipos de Metodologias adotadas nos

Ensaios Trlaxlals .......................... 137

V. 4 - E q u I p ame n tos e Pro e e a I me n to d e E n s a I o . . • .. . 137

V.5 - Correção aos Resultaaos .. • • • • • • .. .. .. • • • . . . 144

V.6 - Resultaaos Obtidos • • .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. • . . 148

V. 7 - 01 scussão aos Resu I ta aos .. . • • • .. • . .. .. . .. .. 151

V.8 - Comparação aos Valores de Su obtidos por

Diferentes Métodos 157

V 1 • ANALISES DE ESTABILIDADE 176

V 1 • 1 - 1 n troa u ç ll o • • . • • • . • . • • . . • • . . . • . • • • • • • • • • • . • 1 77

Vl.2 - Revisão BlbllogrE!flca ..................... 177

VI .3 - Métoao ae AnEll lse Adotaao .. .. . . .. .. • .. • .. . 182

Vl.4- oaaos para a Anílllse ...................... 184

VI .5 - Resultaaos Obtlaos .. .. .. .. • .. • .. .. • . • .. .. • 189

Vl.6 - Análise aos Resultados ..••..•.•..•.••••..• 190

Vl.7 - Recomendações Propostas •••••••••..•••.••.. 193

VII, CONCLUSOES E SUGESTOES PARA PESQUISA ............. 202

Vll.1 - Conclusões............................... 203

Vll.2 - Sugestões para Pesquisa

REFERENCIAS B1BLI08R4f1CA8 ...................... .

APENDICE A - fDTOGRAflAB

APENDICE B - CALIBRAÇIO DA MOLA DO ENSAIO

DE PALHETA DE LABORATORIO ........... .

207

209

227

237

X

SINIOLOGIA

su - resistência não drenada ao clsathamento

su (h), su (v) - su na direção horizontal e vertical

su (p), su (a) - su de pico e amolgado

Lc - extensão l lnear do desl lzamento

H - altura do aterro e altura da palheta

6u - acréscimo de poro-pressão

LL - I Imite de l lqutdez

LP - llmlte de ptastlctdade

IP - índice de ptastlcldade

h - umidade natural

ynat - peso específico aparente natural

ynat - peso específico aparente saturado

yw - peso específico aparente da água

hf - umidade correspondente à ruptura

ho - umidade correspondente ao final da consol ldação lsotrdplca

( OGR ) 1 )

G - densidade real dos grãos

eo - índice de vazios Inicial

K - permeabl I Idade

Gv - coef. de adensamento

Gc - índ Ice de compressão da curva

Gs - 1 rlndi ce de expansão da curva

GR - índ Ice de recompressão

SR - índ Ice de compressão

AR - índice de expansão

e X log CT'

e X IOg CT'

mv - coef. de compresslbll Idade volumétrica

Ea - deformação específica vertical

vc

vc

xi

~f - deformação específica vertical de ruptura

OCR - grau de pré-adensamento

z - profundidade ao longo da sondagem

a'vo - tensão efetiva vertical ln sltu

a'vm - tensão de pré-adensamento

a'vc - tensão efetiva verti cal de consolidação

a'c - tensão de consolidação lsotróplca (OCR = 1)

a'oc - tensão de consolidação lsotróplca (OCR > 1)

a'ps - tensão lsotróplca efetiva da amostragem perfeita

a's - tensão lsotróplca efetiva após o amolgamento em lab.

ar - tensão de correção dos ensaios trtaxlals

ad - tensão desvio

(ad)c - tensão desvio corrigida

(ad)m - tensão desvio medida

(J I , I a1 - tensão efetiva e tota 1,

(J '3' 03 - tensão efetiva e tota 1 ,

a, 1 + ª'3 pf - ---------- na ruptura

2

a1 - 03 qf - na ruptura

2

na direção

na direção

tp - tempo ao final da compressão primária

t24 - tempo de 24 hs

Ko - coef. de pressões no repouso

Kf - coef. de pressões na ruptura

vertical

horizontal

kfp - carga suportada pelos drenas de papel fl ltro por unidade

de comprimento.

AP/P - relação de carregamento nos ensaios oedométrlcos

AV - variação de volume na fase de adensamento ou expansão

AP - acréscimo de carga ou preasão

X 1 1

v - velocidade I lnear da ponta da palheta

W - velocidade ângular da palheta

D - diâmetro da palheta

T - torque na mola

X - constante de ca 1 1 bração da mo Ia

e - angu I o da curva de ca 11 bração da mo Ia

a, b - constantes da curva de ca 1 1 bração

r - coeficiente da correlação

P - peso do prato+ pesos no sistema de cal lbração

CP.- corpo de prova

Vo - volume Inicial do CP

d - d I ame t r o I n I c I a I d o c P

Ao - área I n I c Ia I da seção transversa I do CP

Pe - perímetro coberto do CP

M - módulo de compressão da membrana

\l - mlcrons

~' - ângulo de atrito Interno o

~u - ângulo de atrito não drenado(= D )

a - coef. angular da reta Kf

A, Af - parâmetro de p~ro-pressão de Skempton - normal e na

ruptura

B - parâmetro de poro-pressão de Skempton

C' - coesão

ESP - traJetdrla de tensão efetiva

TSP - traJetdrla de tensão total

NA - nível de água

NT - nível do terreno

1

CAPÍTULO 1

INTRODUÇIIO

2

OAPrTULO 1

INTRODUÇAO

1.1 - APRESENTAÇÃO

o presente trabalho teve origem em função da ruptura

em 10 de setembro de 1986 de um aterro sanitário próximo h Baía

de Guanabara. A área na qual ocorreu o acidente é

caracterizada pela deposição de solos orgânicos de argl la mole,

e encontra-se no bairro denominado caJu. Segundo VARGAS [1191,

tratam-se de depósitos de argl la orgânica recentes do ponto de

vista geológico, ou sela, ainda em sedimentação. A região total

compreendida por estes estende-se ao longo da orla marítima da

Baixada Fluminense, desde áreas adlacentes h BalH'a de

Guanabara, como é o caso do caJu, até trechos mais Interiores.

o Interesse dos órgãos competentes a nível municipal

se deu em função da obstrução do canal Oom Carlos quando da

ruptura do aterro, canal este que margela toda a extensão do

mesmo e que recebe a contribuição de águas pluviais coletadas

em galerias existentes na Av. Brasl I e bairros de São Cristóvão

e Benfica. Trata-se, portanto, de uma via estratégica para o

perfeito funcionamento do sistema de drenagem da Av. Brasl 1,

principalmente em épocas chuvosas. Na ocasião do acidente foi

mobll lzada a equipe da Diretoria de Geotécnlca, órgão vinculado

h Secretaria Municipal de Obras e Serviços Pdbllcos do Rio de

Janeiro, a fim de resolução do problema.

3

Houve a posslbl lldade, portanto, de se coletar

Inúmeros dados pertinentes ao problema em questão, através da

realização de sondagens, topografia, ensaios in sltu, e

extração de amostras lndeformadas. Com Isso, Iniciou-se uma

pesquis~ a nível de mestrado a fim de se estudar mais

profundamente, e com um maior embasamento teórico, a ruptura

ocorrida.

A singularidade do problema está relacionada à enorme

heterogeneidade, sob o ponto de vista mecanlco, dos alementos

constituintes do corpo do aterro e do solo de fundação, visto

que, segundo diversos relatos colhidos no local, trata-se de

região permanentemente suJelta a alteamentos indiscriminados de

aterros de entulho e I lxo, que levam a constantes

desl lzamentos, amolgamentos e até expulsão de subtrechos de

argila mole do depósito existente.

Em I inhas gerais, trata-se de uma contribuição ao

conhecimento do comportamento e anál lse de solos moles

extremamente heterogeneos, sob o aspecto mecan1co, subJacentes

a aterros de material diversificado e Indiscriminadamente

lançado.

1.2 - CONSIDERAÇOES PRELIMINARES

A execução de obras de engenharia sobre camadas

compressfvels de terreno fraco tem levado Inúmeros engenhe I ros

e pesqul.sadores ao desenvol.vlmento de novos métodos de

execução, novas teorias e procedimentos de anál lse, e novos

mecanismos de monltóração da obra real lzada. A importancla

disto se dá na necassidade cada vez maior de expansão dos

centros urbanos e viários sobre estas áreas, face ao

crescimento normal de nossa população e economia.

Torna-se fundamental para qualquer construção em

solos de argl la mole um considerável conhecimento das

características geomecantcas dos mesmos, em virtude da

necessidade de uti I lzação de tais dados na realização de

proletos de aterros condizentes com os fatores de segurança

mínimos preconizados. Outras alternativas de construção podem

também ser adotadas, como por exemplo:

(1) Evitar de se construir sobre o solo mole, através da

relocação do aterro para camadas mais resistentes de

terreno;

(2) Remoção

material

do solo mole ou sua

de características

eventual

de

substituição

resistência

apropriadas, caso sela tecnlcament~ viável;

(3) Tratamento do solo, melhorando suas propriedades.

por

mais

Torna-se evidente que ai lado ao método executivo,

tempo disponível para a obra, e capital de giro da empresa, os

fatores econõmlcos terão um peso fundamental na escolha do

tipo de s-01ução adequada ao proJeto em questão. A lmport8ncla

do aprimoramento técnico das alternativas de construção

previamente expostas se dá em função direta do crescente

Interesse de uti I lzação de tais áreas, iá que em função das

condições naturais existentes estas tendem a ser, em geral, de·

baixo custo.

5

Na real Jzação de um proleto de aterro sobre tais

depósitos moles temos que levar em consideração a I guns

requisitos, a saber:

(1) O fator de segurança adotado deverá ser condizente com a

final Idade e Importância da obra proletada;

(2) As deformações ao longo da execução e vida útl I da obra

deverão ser compatíveis com a utl I Jzação que se desela dar

para a mesma;

(3) As deformações adlacentes à obra não pode(ão causar danos

às construções existentes.

Uma perfeita previsão do comportamento do aterro em

termos de deformação e resistência requer o conhecimento de

inúmeros dados que nem sempre são disponíveis de se obter, face

à complexidade e heterogeneidade dos materiais envolvidos, ou

sela pelas Incertezas Inerentes aos métodos de anál lse e

acompanhamento. Obviamente não se trata ae um problema

insolúvel, porém o engenheiro deverá ter o bom senso de saber

utl 11zar bem todas as ferramentas dJ.sponívels, a fim ae tornar

o proleto compatível com o melo ambiente. Diversos fatores

podem Influenciar os dados dlponívels num proleto deste tipo,

como por exemplo aqueles que atuam sobre a resistência não

drenada da argl la mole, como é o caso da história geológica das

tensões no solo, a anisotropla de resistências, o efeito de

velocidade de deformação e carregamento, a ruptura progressiva

6

ou o efeito de fluência. Em muitos casos t~ls efeitos possuem

pequena Influência sobre o valor final da resistência, podendo

ser desprezados.

No caso de taludes, um método de anál lse que venha a

prever com acurácla as deformações ~corridas deve Incluir

relações tensão-deformação representativas dos materiais

envolvidos, anlsotropla, distribuição variável de pressão

neutra e heterogeneidades presentes nos solos anal lsados. Ao

se extrapolar tal observação para o caso presente fica claro

que algumas destas variáveis de anál lse não tem como ser

simuladas, face ao pouco conhecimento das diversificadas

características de deformação e resistência dos ma.terlals

existentes no Galu.

I.S - OBJETIVOS DO TRABA~HO

Face às condições singulares em que ocórreu a ruptura

da argila e aterro do Galu, um plano Intensivo de estudo foi

programado com os seguintes obletlvos:

(1) caracterização e conhecimento do depósito de ar g 1 1 a

orgênlca mole do Galu/RJ, além de comparação de resultados

com outras pesquisas em solos de mesma formação geológica;

(2) Explanação dos fatores envolvidos na ruptura, procurando-se

conhecer cri~ri esta ocorreu, sua forma de propagação, as

caracterítlcas dl~ens1·oria1s, e ·~ Influência que a

heterogeneidade mecan1ca do solo de fundação teve sobre a

mesma;

7

(S) Análise e comparação dos diversos resultados obtidos nos

ensaios ln sltu e de laboratório real lzados. Comparações

de valores "teóricos" de retroanál lse de establ I Idade com

valores de resistência ln sltu pós-ruptura, com vistas à

exp I anaçllo de qual fo I a res i stênc Ia mob 111 zada durante a

ruptura do aterro e da argl la, respectivamente.

As fases distintas que envolviam a presente pesquisa

tornou-a ampla, Já que estas eram compostas de diferentes

ensaios, anál Ises computacionais, reconstituição histórica do

local e comparações com outros solos. Não é do escopo do

trabalho, portanto, elaborar extensas revisões blbl lográficas

sobre cada uma das fases de pesquisa (ou ensaios, etc.)

adotadas, visto que para cada uma destas Já existem teses

e s p e c ff I c as e bem d I r e c I o na d as, que me I h o r poder I am ex p I a na r

o~ mecanismos físicos e teóricos envolvidos nas mesmas. Além

disso, a revisão teórica de assuntos pertinentes às distintas

etapas da pesqul.sa estará dissolvida no contexto de cada

capítulo, não vindo a se situar como um ponto a parte da tese,

1,q - DESCRIÇÃO DOS CAPÍTULOS

O capítulo 2 descreve e caracteriza o depósito de

argl la orgânica estudado, dando ênfase aos ensaios

laboratoriais de caracterização realizados, além de fornecer

1 nformaçlles sobre as mod I f I cações h i stór I cas da regi ão e · sua

local lzação. Néste capítulo é ainda apresentado o programa de

sondagens e de extração de amostras indeformadas, sendo

realizado alguns comentários acerca dos mecanismos teóricos

envolvidos na ruptura ocorrida no CaJu.

8

No capítulo 3 é apresentada a metodologia de

real lzação dos ensaios oedométrlcos e os resultados dos mesmos,

resultados estes que são comparados com aqueles referentes a

outras argilas existentes.

No capítulo 4 são comparados os resultados dos

ensaios de palheta de campo e de laboratdrlo efetuados,- além de

ser apresentado o perfl I de resistência não drenada Su para as

duas I lnhas de sondagem programadas. Com relação aos ensaios

laboratoriais é discutida a Influência da velocidade da palheta

nos valores obtidos.

No capítulo 5 são apresentadas as propriedades tensão

- deformação - reslstancla da argl la estudada, sob o enfoque de

dois procedimentos, o primeiro baseado no adeneamento das

amostras à tensão efetiva vertical final de campo, e o segundo

baseado na metodologia proposta por LADD e FOOTT CBBJ,

denominada SHANSEP. Os parametros Intrínsecos do solo, as

comparações deetes com aqueles obtidos por outros autores, e as

correções dos resultados, são apresentados. Ao final do

capítulo são tecidos comentários acerca da comparação dos

resultados aqui obtidos com os referentes ads ensaios de

palheta.

No capítulo B são apresentadas as retroanál ises de

establ I Idade efetuadas, que procuraram simular a ruptura. do

aterro com base em dados oriundos do levantamento topográfico,

dos ensaios de caracterização, da estimativa do perfl I pré­

ruptura, e através da variação dos valores médios de

9

resistência mobl I lzada no corpo do aterro e fundação. A

discussão dos resultados com base em hipóteses assumidas, e

uma metodologia proposta de anál lse em proJetos futuros, são

apresentados ao final do capítulo.

No capítu.lo 7 são apresentadas as conclusões da pesquisa e

sugeridos procedimentos a serem adotados em futuras pesquisas,

de forma a comprovar os resultados aqui obtidos.

Ao final do trabalho são apresentados drils apêndices

que, pela singularidade de seus assuntos, não tiveram como ser

Incluídos no corpo da tese.

O apêndice A apresenta as fotos aéreas do local,

tiradas logo após o acidente, enquanto que o apêndice B

apresenta o sistema de cal lbração da mola do aparelho de ensaio

de palheta de laboratório.

1 D

CAPÍTULO li

DESCRIÇÃO DA RUPTURA OCORRIDA E

CARACTERIZAÇÃO GEOTECNICA DO LOCAL

1 1

CAPíTULO li

DfSCRIÇao DA RUPTURA OCORRIDA f

CARACTfRIZAoao GEOT!CNICA DO LOCAL

11,1 - INTRODUÇIO

Este capítulo é dividido em duas partes. Na primeira

descreve-se a ruptura ocorrida, apresentando-se em paralelo uma

breve revisão blbl lográflca sobre des112amentos sem~lhantes. Na

segunda parte apresentam-se resultados de

caracter l zaçl'lo da ar,g 11 a e do aterro.

11,2 - OfBCRIÇIO DA RUPTURA

' 11.1., - Hletdrtco da Re1110

ensaios de

Com base em indmeras Informações coletadas na região

ao longo da fase de desenvolvimento das sondagens e topografia,

constatou-se ser a área na qual houve a ruptura do aterro

formada por deposição de argl la orgânica mole que sempre esteve

sulelta às modificações Impostas pelo homem, principalmente no

tocante à real lzaçl'lo de aterros sanitários e à modificação do

curso natural de canais naturaJs existentes.

Uma visualização destas modificações ocorridas ao

longo de 10 anos passa11os é dada através da figura (11.1). Esta

mostra a local lzaçl'lo, na parte hachurada, do aterro em questão

e sua distância ao canal Dom Carlos, distancia esta que,

como se observa, diminuiu drásticamente face a uma retificação

12

do leito natural do mesmo, ,ou em função de um gradativo desvio

de curso, dado pelos constantes aterros Indiscriminados que

vinham sendo alteados entre sua margem esquerda e a Av. Brasl 1.

Pode-se observar que através das fotos aéreas presentes no

aneKo A que a curvatura natural do canal realmente sofreu

modificações, o que nos leva a afirmar que o solo de fundação

hipoteticamente também foi influenclado. A locallzaçllo do

aterro e um croquis esquemático da situação pós-ruptura são

apresentados na figura CI 1.2).

11.2.2 - Origem Geológlca do Depósito do cal~

Com relação à origem geológica do depósito do Calu,

ORTIGAO C95J apresenta dados significativos sobre um trabalho -

realizado na década passada CIPR C52J) sobre as características

pedoldgtcas e mlneralóglcas da argila mole da BalKada

Flumtnense, no qual afirma-se tratar-se de depósitos fldvto­

marlnhos do período quaternário CaproK. BOOO anos), cula camada

argl losa tem cor cinza devido ao teor de matéria organtca

presente, podendo, em alguns casos, ser preta. Segundo este

trabalho o teor de matéria orgânica destas argl las é de 5%,

valor este coerente com aqueles obtidos na argl la de Sarapuí

CORTIGAO [951), porém um pouco superior aos obtidos por ARAGAO

C5J para todo o depósito de argt la do l ltorat da Baía de

Guanabara. Neste dltlmo trabalho silo relatadas eKpresslvas

colaborações real tzadas por FROES ABREU [391, MOSSINHO e AMADO

C84J e LAMEGO CB8J, acerca dos processos de sedimentação e

formação nas áreas da BalKada Fluminense, Baía de Sepetlba e

Litoral da Baía de Guanabara, na qual, em termos resumidos, silo

associados os mecanismos de deposição sedimentar a processos

erosivos 1 !gados a Serra do Mar.

1 3

11.2.a - cronologla do Acidente

Com ba~e na• observações ln sltu e nos relatos

coletados com moradores da região, que culminaram com os laudos

de vistoria HEINE et ai C"l71 e HEINE e CUNHA C"IBl realizados na

Diretoria de Geotécnlca, alguns pontos podem ser constatados,

a saber:

(1) Trata-se da ruptura de uma extensa área aterrada, na qual

situa-se o depósito de veículos da Delegacia de Roubos e

Furtos e uma comunidade,

"Comunidade de Boa Esperança".

mais a Jusante, denominada

Ta I reg l ão está I oca I l zada

ao longo do canal de descarga de águas servidas e pluviais

da V 11 RA e Av. Bras 11, denoml nado por Cana I Dom Car I os. o

croquis esquemático da ruptura e das sondagens programadas

encontra-se apresentada na figura (11 .3);

(2) Conforme se observa às f I guras ( 11 ."!), ( 11 .5) e fotos

anexas, principalmente, podem ser constatados dois níveis

básicos de aterro, alteados em épocas distintas. o

primeiro, de coloração mais e~cura e parcialmente coberto

por um manto vegetal, é de época mais antiga e encontra-se 1C

compreendido entre as cotas - 7 e+ 7m aproxlmadamenté .

Trata-se de aterro composto de material predominantemente

arenoso, com bolsões de matéria orgãnlca decomposta <11xo,

turfa) s material diverso. Com relação ao segundo nível de

*DBS.: Todas as cotas existentes neste trabalho referem-se

àquelas apresentadas na planta topográfica que, por sua

vez, não equivalem às cotas oficiais em relação ao

nível do mar, não obstante ~erem bem aproximadas.

1 "I

aterro, compreendido entre as cotas +7 e +12m, nota-se ser

este composto predominantemente de entulho de construção

c I v 1 1 pesada e material arenoso proveniente de saibrelras. 2

o mesmo se estende numa área de cerca de 1600 m, de forma

aproximadamente clrc~lar e espessura média em torno de 5m,

sendo este o grande causador da ruptura ocorrida;

(8) o trecho superior de aterro descrito em (2), com base nos

relatos locais, vinha sendo continua e progressivamente

alteado sem qualquer controJe técnico desde o final do ano

de 1985, numa extensão aproximada de 150m ao longo e a

montante do cana 1;

(1) A ruptura ocorreu às 1:00hs da madrugada do dia 10 de

Setembro de 1986, vindo a obstruir parcialmente o canal com

o material argiloso aflorado <ver fig. <11.3)). Esta

de ocorrencla causou sérios transtornos às áreas

contribuição de águas pluviais da região, como a Av.

Brasl 1, ameaçando-as com um estado de Iminente Inundação.

A ruptura ocorreu num período sem chuva no R.J., o que

reduziu drásticamente os transtornos criados;

(9) o trlncamento ocorrido no aterro, como se observa na fig.

(11.6), se desenvolveu ao longo de toda a extensão do

mesmo, vindo a caracterizar e delimitar perfeitamente a

região rompida. A ordem de grandeza da abertura destas

trincas variou desde valores mi 1 !métricos, a trechos com

mais de 130 cm de abertura, correspondentes, estes áltlmos,

a abatimentos do nível original do terreno de mais de

100cm. o trlncamento mais Importante é aquele que, nesta

figura, encontra-se de forma mais expressiva (denominado

15

"trlncamento principal"), visto que seria por este que

supõe-se ter a ruptura iniciado;

(1) o processo de trincamento, entretanto, parece ter-se *

Iniciado há mais de 1 mes antes do acidente relatado,

através de pequenas e sucessivas movimentações no terreno;

(7) lmsdlataments após o acidente houve a necessidade de

desobstrução do canal, serviço este feito através de retro­

escavadeiras pertencentes ao Departamento de conservação de

Obras, conforme se observa nas fotos anexas. o

Interessante a se relatar, entretanto, é que ao longo das

escavações do material aflorado de argl la mole pode-se

constatar a continuidade do fenômeno em questão, através do

prosseguimento da ruptura e de novos afloramentos. Com a

escavação do material aflorado no pé, o fator de segurariça

voltava a se situar em valores abaixo do unitário, o que

pode ser explicado levando-se em conta que o que tornava,

na ocasião, o aterro aparentemente "estável" era este

material aflorante, visto que o mesmo atuava como berma de

equilíbrio

escorregada.

aos esforços 1 nstabl 11 zantes da massa

A partir do momento que este material era

escavado a situação geral do aterro voltava a se

1 nstabl 11 zar, levando a novos trlncamentos mais a montante

do original e causando um fenômeno de progressão retroativa

do deslizamento, como se observa à figura (11.7). f de se

supor, Inclusive, que tal ocorrência Induzia amolgamento

adicional à região originalmente cisalhada, que compunha a

superfície de ruptura.

*DEIS: Segu_ndo re I atos no I oca 1.

16

11,2,4 - Mecanlemoe da Ruptura, Revle&o Bibliográfica

Conforme pode ser observado ln sltu houve um

aba~lmento expressivo no topo do aterro, culminando com o

levantamento do pé do mesmo e apreciável expulsão de material

argl loso mole do solo de fundação. Esta ruptura levou com que

fossem programadas 2 1 lnhas de sondagem na região, d.e forma a

melhor caracterizar o perfl I geotécnico a procurando-se obter,

por Intermédio de Indicadores de superfície de

Informações pertinentes b real configuração da

crítica de deslizamento.

ruptura,

superfície

Os indicadores de ruptura, apresentados na figura

(11.8), eram Instalados ao final de cada sondagem aproveitando­

se do furo deixado pelas mesmas, sendo compostos de um tubo de

PVC enfraquecido em trechos equidistantes, e um torpedo que

tendia. a "prender• caso alguma quebra destes subsegmentos do

tubo ocorresse. O erro associado a esta medição era grande,

pois a faixa de variação do valor obtido seria de dezenas de

centímetros, enquanto que a largura da superfície poderia ser

da ordem de mi I ímetros (MORGENSTERN E TCHALENKO [83) ). Nilo

obstante tais discrepâncias, decidiu-se pelo emprego dos

Indicadores de superfície de ruptura no local, visto que as

Informações assim obtidas seriam de grande valia nas análises

de establ I Idade a serem real lzadas. Os resultados, entretanto,

nao foram satlsfatdrlos, visto que quando se Instalaram tais

Indicadores (2 a 3 semanas apds o acidente), as movimentações

encontravam-se inexistentes ou de pequena ordem, não sendo

possível qualquer medição face à baixa acurácla da aparelhagem.

17

A forma de propagação da superfície de ruptura (ou do

trlncamento superior do aterro), .como apresentado na figura

(11.7), foi hipoteticamente sugerido com base apenas no

levantamento do topográfico pds-ruptura da região, tendo sido

observado que o eixo central do desl lzamento não se encontra,

como a princípio se supunha, perpendicular~ direção do canal

Dom Carlos. A retroatividade de um deslizamento destas

proporções, e suas causas, Já foi obleto de observações na

blbllografla existente, como é o caso da ruptura d·o canal

Klmola descrito por LEONAROS C70J. Neste caeo, tratou-se da

• ruptura de um canal escavado em solo levemente pré-adensado de

origem pds-glaclal, sobrelacente a camadas de areia e sllte.

lndmeros deslizamentos ocorreram ao longo da fase de

porém, aquele que levou a um maior afloramento de

escavação

material

argl loso

desta,

ráp I dei

ao pé da escavação, ocorreu 9 meses apds o término

e, similarmente como no caso do caJu, através de um

deslizamento planar paralelo~ camada subJacente de

fundação, com características típicas de retroprogresslvldade.

Ao anal lsar a ruptura do canal Klmola, KANKARE C5"1J e KENNEY e

UOOIN C56J, citados no trabalho de LEONAROS C70J, teriam

atribuído o desenvolvimento retroprogresslvo da ruptura em

função de um pequeno desl lzamento do pé da escavação, o que

1 e vou a um desconf I namento de toda a massa a montan_te e I n íc I o

do escorregamento. Uma conclusão semelhante chegou KENNEY

C55J ao analisar a ocorrência de lndmeras rupturas circulares

retroprogressl vas em so I o de arg 11 a sens íve 1 ( "qu I ck c I ay") do

desl lzamento de Selnes.

blbllografla consultada,

talude, ou escavação,

conforme se observou no caJu, e na

parece ser o desconflnamento do pé do

o fator primordial de Início de uma

ruptura retroprogresslva sobre uma super.fícle de desl lzamento

18

pré-existente ou não. Outro fato lntsressante ds ss observar é

que o afloramento ocorrido ao longo do canal se· deu,

basicamente, ao longo do trecho esquerdo do eixo de

deslizamento, como se observa na fig. ( 11.7). Isto está

obviamente 1 !gado à maior proximidade do canal nesta região.

Tentou-se, no presente trabalho,. obter-se dados

referentes à movimentação do trlncamento no período pds-

ruptura,

ao I ongo

função de,

através da Instalação de lndmeros piquetes de madeira

do trlncamento "principal" e "secundário", com a

através de medidas e triangulações entre os mesmos,

obter-se os valores de velocidade ou grau de abertura em função

do tempo. Estes valores, no entanto, não tiveram como ser

medidos, quer seJa pela pouca acurácla deste rdstlco sistema em

medir deformações mi llmétrlcas, ou pela aparente

"estanquetdade" de movimentação da massa escorregada após a

ruptura (cerca de 2 semanas após a ·escavação do material

aflorado).

11,2,5 - Geometria do Dea112amento

com base na figura (11 .7) pode-se observar que os

contornos do desl lzamento possuem diferentes características, o

que poderá levar a distintas anál Ises de establ I Idade com

vistas a real simulação da ruptura ocorrida. BALIGH e

AZZOUZ CJOJ, apresentam um método de anál lse de establ ! Idade,

base a d o no e q u r li b r I o 1 1 m I te, que I eva em c o n s I d era ç ão o

acréscimo no fator de segurança dado pelos efeitos

trl-dlmenslonals. Segundo estes autores, para se caracterizar a

existência de um deslizamento finito trl-dlmenslonal deve-se

19

ter uma relação Lc/H abaixo de 4, sendo Lc a extensão I lnear .do

desl lzamento e H ~ altura do aterro ou talude considerado.

Logo, rupturas que ocorressem nesta ou acima desta relação

poderiam ser consideradas bi-dlmenslonals, ou num estado plano

de deformação. Para casos em que esta relação fosse Inferior,

teríamos um acréscimo de resistência ao ctsalhamento dado pelo

trecho curvo e trl-dlmenslonal da ruptura, que se ·refletiria

diretamente no valor final do fator de segurança obtido na

análise. No caso do presente trabalho, onde temos um valor de

Lc conhecido através do levantamento topográfico e H estimado

como sendo a altura de aterro envolvido no desl lzamento,

constata-se ser o trecho direito do eixo central da ruptura de

características predominantemente trl-dlmenslonals, enquanto

que o setor esquerdo conserva características de estado plano

de deformação, como se observa esquematicamente na figura

(11.7). A Influência destas distintas formas de ruptura sobre

as aná 11 ses será posºter I ormente comentada.

Observa-se que em virtude da falta de um levantamento

topográfico quando da locação das sondagens (figura (11.6)),

estas não estão locadas perfeitamente ai lnhadas ao eixo central

do deslizamento, embora tenham sido utilizados os perfis

topográficos e geotécnicos assim obtidos nas retroanál lsee

efetuadas, o que poderá Induzir a alguns erros de difícil

aval lação.

·11.2.0 - Ruptura e Desenvolvlmento de Poro-Pressões

o desenvolvimento da ruptura e alguns dos mecanismos

físicos que estariam hipoteticamente associados a esta, ainda

20

serão obJeto de maiores comentários ao longo do presente

trabalho. No momento pode-se observar que esta teve origem em

função do gradativo aumento das poro-pressões Induzidas no solo

de fundação, dado pela rapidez do carregamento externo

Calteamento do segu~do, e mais recente, nível de aterramento).

Este carregamento e consequente ruptura deve ter se processado *

de forma "aproximadamente" não drenada , mobl I lzando um valor

de resistência não-drenada su, conforme apresentado na figura

C 11.9). o elemento A da mesma é representativo de um ponto

genérico da massa de solo, num período pré-carregamento, valor

este que tenderá a seguir pela traJetórla de tensões efetivas

(ver LAMBE e WHITMAN (67)) até o elemento B, Indicativo da

situação de ruptura, em virtude dos acréscimos, Au de poro­

pressão Induzidos pelos sucessivos níveis de aterro. Serão,

portanto, estes acréscimos de poro-pressões Intersticiais que,

fundamentalmente; levarão a argila ·a se romper, através da

redução das tensões efetivas granulares. Métodos de

estimativas de Au com base no carregamento apl lcado foram

propostos por SKEMPTO,N (108), HENKEL (48), BURLANO (20) e

outros. Supõe-se, nestes casos, que o depósito de argl la

organ1ca esteJa saturado (fato este válido para o GaJu Já que o

lençol freático encontrava-se ao Interior da camada de aterro),

e que haJa uma proporcional Idade entre a tensão apJ !cada ao

nível do aterro e a poro-pressão Induzida na argl la.

*OBS: Na teoria considerou-se a ruptura como sendo de forma não

drenada, embora na prática haia a posslbi I Idade de uma

drenagem durante o clsalhamento.

21

ORTIGIIO C95J através de leituras piezométrlcas

real I zadas na argl Ia de Sarapuí, quando da construção do aterro

experimental, observou.que há um aJustamento Inicial das poro­

press6ee, seguido de uma variação aproximadamente I lnear entre

·estas e a altura do aterro. Eeta tendência também foi

constatada por SEKIGUCHI e SHIBATA [10'11 através de análises

computacionais pelo método dos elementos finitos, no qual foi

simulada a construção em eta~as de um aterro sobre uma camada

de solo de comportamento elasto-vlscoplástlco, em condições não

drenadas e em estado plano de deformação. Ao se atingir o

estado de sol !citação máxima do solo, através destes sucessivos

acréscimos de óU, lnlcla-ee um processo de plastlflcação e

escoamento, concomitantemente com o clsalhamento do plano onde

atuam as tensões máximas.

acompanhado de crescentes

Todo este mecanismo de

deformações da massa

principalmente nos trechos adJacentes à potencial

ruptura é

argilosa,

região de

clsalhamento. Este fato expl !caria a ocorrência do trincamente

do aterro em período anterior a ruptura general lzada, pois ao

começar a se aproximar da condição crítica de establ lldade (FS

= 1), o depdsito de argila Já estaria suJeito à apreciável

deformação. Embora seJa teoricamente possível, tal hipótese é

passível de questionamento, visto que, segundo BJERRUM et ai

[171 o valor da deformação na ruptura depende, primordialmente,

do tempo dispendldo nela. Estes constataram através de ensaios

trlaxlals consolidados não drenados, na arglla marinha

normalmente adensada de Oslo, que há uma tendência de

decréscimo de deformação axial na ruptura com o aumento de

tempo nec~ssário ao rompimento da argila, tempo este que no

CaJu pode ter sido de 1 mês (Início do trincamente>, embora não

se tenha como comprovar Isto.

22

11.e.7 - Formaçlo da Superfície Final de oee11z1mento

Gom relação a formação da superfície final de

desl lzamento, através das lndmeras rupturas local lzadas nas

regiões potenciais de clsalhamento (trechos onde, como será

visto nos próximos capítulos, a resistência su encontrava-se

Inferior ou amolgada), pode-se dizer que houve uma

progressividade e redistribuição de tensões Induzidas ao longo

de toda a superfície de ruptura, dada pelos diferentes estados

tensão-deformação que cada uma das reg Iões englobadas

encontrava-se. LO C78J, através do estudo do desenvolvimento de

rupturas progressivas ao longo da superfície de clsalhamento,

afirma ser esta oriunda de deformações diferenciadas e estados

Iniciais de tensão distintos ao longo da massa de solo

considerada, de forma que, ao se Iniciarem os mecanismos de

ruptura haverá uma "transmissão" ponto a ponto em elementos

vizinhos de parte da carga atuante, quando um destes elementos

Já estiver atingido o patamar de escoamento. Este fato está

relacionado com os diferentes estados de deformação e

resistência dos distintos elementos de solo, que, com base nos

dados obtidos nos ensaios ln sltu, encontrava-se presente no

depósito do Galu. A existência destes subtrechos amolgados ou

de su Inferior levou, sem ddvlda, à formação de superfícies de

desl lzamento não circulares no acidente ocorrido no Galu, fato

este semelhante àquele constatado por MITGHELL e EDEN [821 na

ruptura de taludes de argl la sensitiva na região de Ottawa.

Este_s autores atrl bui ramo fenômeno à ocorrência de superfícies

pré-existentes não circulares de desl lzamento. No caso do

presente · traba I ho, estas superfícies poderiam estar

23

relacionadas à história de tensõss no depósito, no qual

diversos aterros foram aleatoriamente construídos e rompidos.

Um fato Interessante que comprova tal hipótese é a obtenção,

nos amostradores tubulares retirados em até 1Dm do Interior da

argila mole, de diversos materiais como prego, caco de vidro,

arame, etc. No depósito foi obse~vada a existência de camadas

d e e s p e s s u r a v ar I á v e 1 < cm a d e zen as d e cm) d e ar si I a f I u I d a d e

cor preta, trechos estes que podem ser antigas superfícies de

des 11 zamento.

SKEMPTDN [11DJ ,observa que nos casos em que existe

uma superfície de ruptura pré-existente, ou naqueles em que a

superfície vem sendo submetida a grandes deformações, a

resistência drenada é levada até o seu valor residual, o que

poderia exp 11 car, a "grosso modo", a bal xa res I stênc ia Su

obtida nestes subtrechos constatados, muitos dos quais não

recuperáveis pelos amostradores utilizados. Num trabalho mais

recente, SKEMPTDN [1111 ao comparar os valores de resistência

residual dos ensaios laboratorlals obtidos com o anel de torção

<"rins shear") e os valores calculados por retroanál Ises,

observou serem estes compatíveis, com uma faixa de erro que

variou de -3 a +5%. No presente trabalho não foi possível, no

entanto, real lzar tais comparações.

VYALDV et ai [1221 estudando os mecanismos báslcoa de

ruptura do solo no processo de clsalhamento, afirma que uma

deformação a longo prazo induz a uma reorientação da estrutura

do material,· causando um enfraquecimento das ligações Internas

dos minerais de tal forma que, quanto maior for o tempo de o

deformação, maior será o n. de llgaçlles que serão quebradas.

24

Este rearranJo das partrculas se dá na d I reção do

clealhamento, tendendo a reduzir a resistência do solo no

local, como era d~ se esperar. Os deslocamentos microscópicos

são acompanhados por uma reorientação das partículas e

consequente concentração de tensões em pontos adJacentes, o que

é propício ao desenvolvimento de mlcro-flssuramentos. As

pesquisas real lzadas conclulram que este processo se estende

até a ruptura do solo, através da formação de "grupos de

partículas orientadas" (PUSGH C101J) nas zonas adiacentes e

pertencentes à faixa de clsalhamento. Embora tais zonas tenham

espessuras pequenas, conforme relatado, é possível que o mesmo

mecanismo tenha ocorrido nos subtrechoe de lodo existentes no

Galu, em função, principalmente, de constantes deformações.

11,3 - CARACTERíSTICAS GEOTfCNICAS DO LOCAL

11,3,1 - Geologia e Perfil Geotdcnlco

A área em estudo é caracterizada por um depósito de

argl la organlca que vem sofrendo processos de carregamento

11 gados 11 ocupação humana desordenada, ao I ançamento 1 1 ega I de

aterros e à constante mudança de seus cursos naturais dos

afluentes d'água. Outrora manguezal, o caJu hoJe é uma das

regiões que mais vem se modificando topograflcamente, face aos

fatores acima mencionados. Isto se refletirá na complexidade e

heterogeneidade da história de tensfies, e das resistências

mecaft1cae ao longo da· profundidade do depósito. Esta região, no

entanto, Já foi obJeto de estudo de outro autor (ARAGno C5J),

que através de 376 sondagens de reconhecimento a percussão,

pode traçar um perfl I trp1co do subsolo existente ao longo da

25

orla marítima da Baía de Guanabara, mais precisamente, da área

compreendida entre a Ponta do CaJd e a foz do Rio Merltl. Este

perfl I encontra-se apresentado na figura (JJ.10-a) e retrata

bem como deve ter sido, no passado, o perfl I ge~JdgJco do

trecho atual em estudo, ~ com base nos resultados deste

trabalho que alguns dos dados aqui obtidos são comparados, com

vistas a uma melhor compreensão dos efeitos produzidos pelo

aterro sobre os parâmetros originais de resistência e

compressibl I idade da argl la. ~ Interessante ds se notar,

entretanto, que naquela época ARAGAO C5J Já constatava a

existência de aterros de entulho em área próxima a do presente

trabalho, na

cuJo perfil

desembocadura do Canal do cunha.

encontra-se apresentado na figura

Neste local,

(11.10-b), o

aterro encontrado possula espessura em torno dos 7m.

o ·obietlvo da real lzação de sondagens mistas foi de

·conhecer as resistências mecânicas do aterro e argl la, para,

com Isso fornecer elementos básicos à rstlrada de amostras

lndeformadas em furos executados exclusivamente com

propósito.

este

Ao todo foram realizadas 11 sondagens mistas e

retiradas 14 amostras lndeformadas, conforme tabelas (J 1 .1),

(JJ.2) e (11.3), respectivamente.

11.s.2 - Metodologle de Reallzaçlo das Sondagens

As sondagens mistas foram executadas por percurssão

com avanço por circulação de água, medição de resistência à

penetração, e coleta simultânea de amostras repre~entatlvas a

26

cada metro de profundidade, mediante a cravação de um

amostrador padrão de 35 e 50 mm de dl8metro Interno e externo,

respectivamente. A metodologia do ensaio seguiu as prescrições

dadas pela norma NBR 6484 e NBR 7250.

Nos trechos em que não havia a posslbi I Idade da

execução do ensaio, face a existência de blocos de concreto e

outros, a sºndagem era realizada por Intermédio de sonda

rotativa com circulação de água, com coroa de diamante de

dl8metro NX. A sondagem f I na 11 zava-se após ter sido

ultrapassada a camada de argila mole.

oe perfis Individuais de cada sondagem, nos quais é o

Indicado o n. de golpes necessários à cravação dos dltlmos

30cm do ensaio de penetração, são apresentados nas tabelas

(11.1) e (11.2). Nestes é dada a cota de referência de cada·

ensaio e apresentada a profundidade, a partir da boca do furo, o

que se encontram os mesmos. Nota-se que o n. de golpes do

ensaio varia de 2 a 25 na camada de aterro, e de 0145cm a 5 na

de argl la. Estes dados caracterizam a heterogeneidade do

aterro e classificam a argila, segundo TERZAGHI e PECK [1181,

como sendo de consistência multo mole a mole. Abaixo da camada

argilosa foi encontrada uma camada de areia de compacidade

crescente com a profundidade, variando de fofa a medianamente

compacta. A convenção dos solos encontrados e sua

caracterização geológica encontra-ee apresentada na figura

(11.4).

11,4 - OBT!NOIO DAI AMOSTRAI

As amostras utl I lzadas nos ensaios laboratoriais

foram obtidas através de 2 grupos distintos de amostragem, que

27

visavam fornecer quantidade razoável de solo para os ensaios de

caracterização e os de determinação de parametros de

compresslbl I Idade e resistência, respectivamente. Portanto

adotou-se 2 dlêmetros distintos para o amestrador, conforme

fosse a utll lzação da amostra coletada.

11,4,1 - Amestradores de Dtlmetro Igual a 75mm

Este amestrador foi empregado para a coleta de

material· visando os ensaios de caracterização e o

reconhecimento visual da variação da camada de argl la organlca

mole. o tubo utilizado possula 500mm de comprimento, sendo

feito de aço inox.

As amostragens realizadas são apresentadas na tabela

< 11.3), na qual são encontradas as cotas de realização de

coleta das amostras, a respectiva profundidade a partir da boca

do furo, e a recuperação percentual de cada amostra.

perceber que ma Is de 70% da amostragem rea 11 zada n·ão

resultados (recuperação nula), face, provavelmente,

Pode-se

obteve

11 baixa

consistência da argl la nesta região e ao reduzido comprimento

do amestrador. constatou-se, durante os serviços ln sltu, que

a argl la permanecia dentro do amestrador tubular até ser

encontrada a Interface nível d'água/atmosfera, despreendendo-se

do amestrador após ter sido ultrapassado este I Imite.

Foram rea 11 zadas amostragens a cada metro de

profundidade, em dois furos próximos entre si (SM4-1A e SM4-

1EI), procurando-se traçar o perfl I real do depósito de argl la

ao I ongo da profund Idade. /i. 1 oca 11 zação destes furos encontra­

se apresentada na figura (11.6).

28

Os amostradores eram, após a retirada, parafinados na

extremidade e armazenados por 1 a 2 dias dentro de um caixote

com serragem molhada, até serem transportados ao laboratório da

COPPE. O material encontrado nestes amostradores e sua

respectiva posição em relação aos mesmos, encontra-se

apresentado às figuras (11 .11) e (11.12), podendo ser observada

a elevada heterogeneidade de materiais presentes à argl la

amostrada.

11."l.2 - Amostradores de D18metro Igual a 100mm

com exceção dos ensaios de caracterização, todos os

demais foram rea 11 zados com amostras obtl das por esse

amostrador. o tubo empregado possuía 1000mm de comprimento por

100mm de dlametro, com um coef. de comprimento da amostra Igual

a 10 e uma relação de área de 3,8%, valores estes que se

encontram coerentes com os sugeridos por HVORSLEV C51J para as

ar g 1 1 as mo I e s.

A recuperação das amostras nestes amostradores foi

multo superior àquela referente aos amostradores de dlametro de

75mm, como se observa na tabela (11.3). f provável que, em

função do maior comprimento deste amostrador, sela possível

explicar esta melhora nos resultados obtidos ..

A coleta de amostras se procedeu a cada metro de

profundidade, em dois furos próximos entre si (SM10-1A e SM10-

1B), tendo sido utl l lzado o seguinte procedimento:

< 1 ) R e a 1 1 z a r a m- s e furos específicos para a amostragem de

material lndeform•do, empregando-se o mesmo equipamento

29

utlllz~do na sondagem, dorém com dlametro de coroa igual a

15Dmm.·· As perfu-raç!íes forairf-e'·xecutadas com cl rculaçlio de

á~u•, sendo o furb reveâtido até 50cm acima da cota de

amostragem;

(2) Controlava-se o comprimento de cravação através de hastes

do equipamento de sondagem, procurando-se cravar cerca de

90'1. do comprimento ótl I ds cada amostrador, a fim de

proteger a amostra de uma cravação excessiva;

---·-ta).,pós a cravação esperava-se cerca de 15ml n. para permitir

uma melhor aderencla entre a p.arede do tubo e a argl la;

(4) Tendo sido retirado o amostrador, eram parafinadas as suas

extremidades e afixado, em seu corpo, uma etiqueta

contendo ~ados sobre o furo, sua profundidade e porcentagem

ds recuperação.

Não se utilizou a lama bentonítlca na realização

dos servlçus préviamente descritos.

com relação à preparação dos corpos de prova em

laboratdrlo, as seguintes etapas podem ser descritas:

(1) Com relação aos amostradores de dlêmetro Igual a 75mm,

dlvldta-se longitudinalmente o solo extraido em 2 seções.

uma destas era armazenada em camara ámlda para os

posteriores ensaios de caracterização, e a outra era

j:ioêta pafa s1l'car ao ar afim de ser submetida a uma anél lse

30

v I sua 1, conforme apresentado às f I guras < 11 .11 > e < 11 .12);

ra>-o· solo dos amestradores de dlametro igual a 100mm era

·e~tralWo · pa~teladamente, conforme a execução de cada

ensaio. Nestes, face ao amolgamento, eram excluldos dos

ensaios os primeiros e óltlmos 5cm da argila recuperada;

(3) Oã amostradores eram armazenados em câmara dmlda em posição

horizontal e em ordem conhecida, a fim de serem utl I lzados

posteriormente.

Encontra-se apresentado na tabela (11.'I) a utl l lzaçllo

geral de todos os amestradores empregados, as amostras do

atell~ cól~tadas, e os respectlvbs ensaios realizados em cada

um destes.

11,8 - INIAIOI II GAIAGYIIIZAOIO I IIANULIIIITIIIA

foram real lzados ensaios de caracterização e outros

nas •mostras coletadas com os amostradores de parede fina e nas

amostras deformadas do aterro,· conforme será descrito abaixo.

'lr.1.1-·'LIMltee de Atterber1 e UMldede Natural de Ar1111

"Os ensaios de limite de liquidez (LL> e plasticidade

(LP> da argl la do Calu foram real lzados em amostras coletadas

ao longo das sondagens, pelo amestrador Raymond-Terzaghl de

50mm e com amostras lndeformadas. A metodologia de execução

dos ensaios nas amostras l.nlcialmente citadas seguiu a

·o·rientação· do'NBR''"71BO,cula preparação das mesmas se deu

segundo o NBR B'\57, ou sela, com o prévio eecamento ao ar,

destól'roãiiíe·nto, ---quartEfamentó ·e pa·ssâife·m lia peneira de 2,0mm.

/

31

Estes ensaios foram executados pela empresa Geomecanica S.A. e

eiic:õntfâm-"se apresentados lls tabelas (11.5), (11.6) e (11.7>.

Qs valores encontrados situam-se na mesma faixa

obtida para a· argl la de Sarapuí, n!!o tendo sido observado,

entretanto, uma tendftncla a se obter umldades naturais (h)

superiores aos I Imites ds liquidez. BJERRUM C16J recomenda não

se utll lzar da secagem prévia para determinação doe I Imites de

Atterberg do material, providência esta que foi adotada nos

ensaios real lzados na COPPE e culos resultados são apresentados

na tabela (11.8), Cabe observar que pare o cálculo da média

dos parametros obtidos n!!o foram considerados os dados

referentes aos primeiros ensaios executados e aos Valores

referentes ao amostrador SM4-1A, 18,5 a 19, este ~!timo por se

encontrar na transição da argila para a camada de areia, não

sendo, portanto,. representativo. Os valores médios obtidos

são:

LL = 1D7'1> LP = 41,. IP= 67'1> h = 108,.

Embora o índice de plasticidade encontre-se um pouco

abaixo do esperado para este tipo da solo, os valores estão

condizentes com os obtidos por ORTIGIIO C94l para a argl la de

sarapul.

Na figura (11.13) é apresentada uma comparação,

através do gráfico de CASAGRANDE C23l e da atividade coloidal

de SKEMPTON C107J, entre os valores de ARAG~D C5J s os aqui

obtidos. Nota-se

plasticidade, podendo

que

ser

tratam-se de

classificadas

argilas

como CH

de alta

segundo a

32

·c1 ass I f I caçllo Unificada dos Solos. Com base nestas

semelhanças, na proximidade da ambos os depósitos, e na sua

mesma formação geoldglca, pode-se d I zer que as anil 11 ses

químicas pertl nentes à argl Ia do 11 tora I da Ba ra da Guanabara a

a do caJu serao semelhantes, ou dentro de uma faixa aproximada.

11.s.1 - ,,,o E1p1ort100 Ap1r1nt1, D1n1fd1d1 ft111 • an•11,1

Granutom•trloa da Ar9111

Os eneaios de peso específico aparente natural foram

realizados no momento da retirada das amostras coletadas no

amostrador de menor dl8metro, através da Inserção de um anel

rígido de área e volume conhecidos. Os valores assim obtidos

encontram-se apresentados à tabela li 1 .B) e, ao se. considerar

os dados obtidos nos ensaios oedométricos la serem apresentados 3

no capítulo seguinte), obtem-se uma média global de 14,3 kN/m

para a argila do CaJu.

A densidade real das amostras foi obtida sem secagem

prévia do material, utilizando-se, a partir de então, a

metodologia preconizada pelo NBA B50B. Os resultados obtidos

encontram-se na tabela li 1 .B) e, novamente ao es considerar os

resultados dos ensaios oedométrlcos, obtem-se uma média de

2,BB, que segundo MOTTA CB5J encontra-se dentro da faixa

esperada para os solos em geral.

As análises granulométrlcas realizadas seguiram as

prescrtçfles da norma NBR 6457 e NBR 7481, tendo sido realizado

ensaios de sedimentação com vistas ao completo conhecimento da

curva granutométrlca desta argila. Estas curvas encontram-se

33

plotadas na figura c11.1q>, onde se observa boa concord&ncla

entre

SHq-1A,

as mesmae, com exceção daquela referente ao amostrador

18,5 a 19, o que Jé era de se esperar. Os percentuais

de material obtidos nesta anlllfse, expressos na tabela <11.8>,

Indicam tratar-ae de um solo culo percentual de

ultrapassa os 60% em média.

a rg 1 1 a

Na figura (11.15) é feita uma comparação com os

resultados obtidos por outros autores para a arglla de Botafogo

e Sarapuf, tendo-se observado que tanto a argila estudada neste

trabalho, quanto a de Sarapuí, possuem características

.granulométrtcas semelhantes. A argila de Botafogo, por ser

mais arenosa, não é concordante com est.ee resultados.

11,B.3 - an,111e OranuloM,trlca e fnealos de Caracterlz•çlo no

Aterro

Apesar de serem conhecidas as enormes

heterogeneidades do aterro em estudo, tentou-se obter alguns

dados que caracterizassem, em média, o material existente no

mesmo. Portanto foram real lzados com esta final Idade ensaios e

coleta de material ln sltu em 3 pontos dletlntos do aterro,

denominados por "platO superior", "Intermediário" e "inferior",

conforme fosse sua cota em relação à crista deste. o material

denominado por "amostra global" refere-se a uma mistura dos

solos dos distintos platOs existentes.

Nos lugares descritos pode ser obtido o valor do peso

específico aparente natural através do ensaio do frasco de

areia, cuJa metodologia de realização encontra-ee em MOTTA

[ 86] •

34

A umidade natural nestes platos foi obtida através da

utilização do aparelho "Speedy", que consiste de um

reservatório metálico acoplado a um manOmetro. Neste é

inserida uma quantldade conhecida de solo dmido e carbureto de

cálclo, vindo a ser determinada a umidade Indiretamente através

da variação de pressão no aparelho.

Com o material deformado coletado ln situ procedeu­

se, no laboratório da COPPE, a realização de ensaios

granulométri·cos segundo o NBR 6457 e o NBR 7481 além de ensaios

de caracterização completa, com base no NBR 6508, e no NBR

7180. Estes ensaloe possuem apenas uma diferença com os

preceitos de norma, dada ao ee considerar como "pedregulho"

(76mm > dlametro )4,8mm) elementos como caco de tllolo,

madeira, etc. presentes no aterro. os resultados obtidos estão

apresentados b tabela (li .8) e, como era de se ~sperar,

encontram-se pouco concordantes entre si.

Como se observa na figura (li .14), o aterro é oriundo

de material predomlnantemsnts granular, com uma taxa de areia

superior aos 50%. Os valores de umidade ln sltu, aparentemente

altos (principalmente ao se comparar com aquele obtido em

amostra seca ao ar em laboratório), podem ser explicados em

função da data de realização dos mesmos, cerca de 2 a 3 dias

após uma época chuvosa no Rio de Janeiro.

Os valores médios do aterro do Calu são dados,

portanto, por:

3 Ynat = 15,7 kN/m

h = 7,0 %

3 Ysat = 18,3 kN/m

G = 2,67

. PROF. SONDAGEM Cm) SM-11 SM-10 SM-9

-COTA Nº .GOLPES 30cmF. CAMAI>\ COTA N" G01JFES

30cm . t•= COTA I'" GOLPES 30cm F. tbTA

o 3,84 - 3,58 6,í5 9,29 1 2,84 5 ~ 2,58 4 5,15 6 8,29

2 1,84 7 1,58 1/15 4,15 J0/36 7, 29 3 0,84 9 0,58 2 3,15 17 6,29 4 -0,16 13 -0,42 7 2,15 18 _!;, 29 5 - l, 16 9 -1,42 2/45 J,15 7/34 4,29

\ 6 - 2,16 2 -2,42 2/45 0,15 5 3,29 7 - 3,16 4 -3,42 2/45 1\ -0,85 46/21. 2,29

- 4,16 1/45 \ 8 a4,42 2/45 - 1,85 10 1, 29 9 - 5,16 1/45 - 5,42 2/45 -2,-85 ·g 0,29

10 1/45 :\ -6,42 2 -3,85 li -0,71 -s.-1s :\ li - 7,16 -7,42 2 - 4,85 - 1,71 2/45 JO 12 -8, 16 2/45 - 8,42 2 5,85 7 - 2,71 13" -9,16 1/45 -9,42 2 - 6,85 2/15

,\ - 3,71

\ 14 -10,16 l/45 -10,42 2 . -7,85 2 - 4,71 15 -11,16 2145 -11,42 2 -S,85 2./50 - S.11171

\ 16 -12,16 2/45 -12,42 2/28 -9,85 2 -6,71 17 -13,16 2 -13;42 l/15 -10,85 3 -7,71 18 -14,16 1/15 -14,42 2 -11, 85 3 -8,71 ·. ,.

-19 -15,16 2 '. -15,42 9 -12,85 2 -9,71

' 20 -16, 16 4 -16,42 9 . ' -13,.85 2 \ - 10, 71 '. 21 8

... -14,85 - li, 71 -17.16 16 ''

-17, 42 . ' 22

',, ·.'' : '. 22 - 18,16 18 ! .. -15,85 7 \ \" . , . . ' 23 -J9,16 15 -16;85 5 .

24 ·'1 . ':t. ~ ·:::

' '. '-' -17,85 - li .

1 .. - ' /'

25 ' C - .. -'. ' - ·.

TABELA IL 1- TABELA · GERAL DOS ENSAIOS DE SPT LINHA DE SONDAGEM N~ 1

SM-8 N'"" GOLPES CAMADA COTA 30cmf.

li, 74

10,74

4/33 9,74

5 8,74

5 7,74

9/35 6,74

3 5,74

12 4,74

J5/33 3,74

9 2,74

7 ,, 74

7 0,74

JO -0,26

·2/15

~ - ,, 26

5 - 2,26 2/36 - 3,26

2/41 - 4,26

3 - -5,26

5 .,·.-\.'. - 6,26

20 ~\-\º - 7,26

14 " - 8,26 -32123 =

< =

SM-7 N" GOLPES 30 cm F.

31

lO

15

li

3

40

13

14

16

20

20

21

15

-5/37

6/34

r6

38

11

3Qll3

-

CAMAOA

-

\\ \\ •,'

... ' J ',

. ' . ' ' .

'

oss.

<[ o <[ :i: <[ (.)

<[ ~ ª-*! <[ •

o" ii:

<[ o: <[

:. z <[ UI o O)

<[ ' 1- .., o a: o 1-<[ 2

o o<)

,<[ z o"' z UI <[

>º z 'J:f Oz (.) UJ <( (/)

a J:! o. o UJ

o a: <[ (.)

li: o - _J Zo ~ (/) (/)

UI

ºº

"' u,

' FROF. SONDAGEM

SM-6 SM -5 SM -4 SM-3 (m)

COTA IN GOLPES CAMADA . COTA N GOLPES CAMADA COTA N- GOLPES CAMAOJ COTA Nº GOLFES

:!('.) QTI s:; 3oem·F.

o 2,79 - 2,45

1 1,79 12 1,45 1/45

2 0,79 12 . 0,45 1/45 .. 3 ·ü,21 9 -0,55 2/A5

4 1--1,21 17 -1.,55 1/45 .. 5 -2,21 16 -2,55 2/45

. 1 ' '

6' -3,?I 8 -3,55 i/45

7 -4,21 12 e\-\' . - -4,55 2/45

8 ·5,21 12 .. ,· -5,55 2/45

9 -6,21 .' '' -.

2/15

\ -6,55 J/45

10 -7,21 2/45 -7,55 2/45

li -8,21 1/45 -8,55 1/45

1~ -9,21 1/45 -9,55 1/45

l3 -I0,21 1/45 -I0,55 2/45

14 -11,21 0/45 -11,55 l/45

15 -12,21 1/45 -12,5! 1/45

16 -13,21 1/45 -13,55 1/45

\ -14,5! f7 -14,21 2/45 2/45

18 -15,21 2/45 . .. -15,55 3

19 -16,21 2 ,' -16,55 7

20 i- J?,21 5 ,_. -17,55 7

21 -18,21 6 .. -16,55 12

22

23 ' ' 24 ..

25 '.

TABELA l!. 2 ·- TABELA LINHA

30 cm F. 3n cm F.

\ 3,66 5,71

2,66 6 4, 71 .8

1,66 li 3,71 li

0,66 16 2,71 IO

.\ ~

-0,34 20 ~-- t,71 · 13

-1,34 9 f---'- 0,71 22

\ -2,34 JO -0,29 25

-3,34 5 .-1','29 22

\ -4,34 2/45 . -2,29 20

\ \ -5,34 2/50 -3,29 20

-6,34 1/45 -4,29 2 /45

t-7,34 1/45 -5,29 2/58 -6,34 2/50

!\ -6,29 2/55

-9,34 . 1/45 -7,23 2/45

-10,3• 1/45 -6,29 2/45

-11,3< 1/45 -9,29 1/45

\ ,\ 12,3< 2/45 -K>,29 2/50

-13,3< 2/45 -11,29 2/60 ' . . . -14,34 2 -12,29 . 2/47 . .. - --l=,34 7 -B,2, 1/45 . ' ..

.. -16,34 12 . ' -14,29 2/45

-17,34 13 '· -15,29 2/45 . . -16,34 13 -16,29 4

.· -13,34 13 ' ' 17,29 5 . ~ ~

-18,29 l2

. ' . -19,29 16

GERAL DOS ENSA 105 DE SONDAGEM N~ 2.

DE

SM-2 .

t:AMAc.o COTA Nº GOLPES i-- em~

9,41 - 6,41 17

7,41 14

~ 6,41 12·

5,4[ 20

r--- 4,41 f7

3,41· 22

2,41 6

1,41 25

0,41 . 24

\ -0,59 16

!~

-,59 22 -2,59 10

-3,59 16

-4,59 26 -5,59 3

-6,59 2/45

\ -7,59 4

-8,59 4 -9,59 3

i -10,59 5

·11,59 3

. . ' -I2,59 3 ., •' -13,59 4 ' . .. '. ~. -14,59 8 ' . -15,59 9 '. ' . ' SPT

~ COTA

1,45

J0,45

9,45

6,45

7,45

6,45

5,45

4,45

3,4!

2,45

1,45

0,45

~ -0,55

~ -1,55

i-2,55

' -3,55

\ -4,55

-5,55

-6,55

\ -7,55

-6,55

-9,5~

\ -10,5:

-1,55 ... -12,55 . '. -B,5!

SM-1 NºGOLPES ~- "mi:---

2

9

25

31

36

30

26 15.

17

25

27

li

4

2/15

2

2

2/45

2/47 2/45

2/45

1/45

1/50

2/50

2/35

4

......

~

-

r--

~

\

\ \ \

085

o . ..., o

. u,

UJ o

;§ <t ::E <t u

<t

"' <t a. . v

<t . ·º ·Fl • ;:: ei o -

;Ô 1L

<t <t o z

<> UJ :~ C/) ·> . z <t o ~ <) z

o . u <t z o UJ

o <t o o <t <t u 1-,Ü: z - UJ z ({) "' lú õi 8:

UJ

o "'

"' a,

SONDAGEM SM - 4 SM -10

1A JB 1A 18 PROF.~ m) REC. t)A REC. DA RE C. t)A R E 'C • .DA OBS

COTA .AMOSTRA(•/o) CAMADA . AMCOTA .

AMOSTRA {0/o) CAMADA OJTA

AM:>STRA (0/o) CAMADA COTA AMOSTRA [•/o)

CAMADA

ú 3,66 3,66 3,42 3,08 llJ 1 2,66 2,66 2,08

.. 2,42 <

2 J, 66 J, 6 6 .1, 42 1,08 <t l!: o: z <t o

3 0,66 ú,66 0,42 0,08 Q. u z

4 -0,34 -0,34 ·. - 0,58 · -ú,92 <t ·"' o . 5 -r.~4 -1,34 . - l, 58 - 1,!i2 ~ 2i

6 -2;.34 -2,34 - 2,58 - 2,92 g 1!

\ \ <t z

7 -3,34 -3,34 - 3,58. -3,92 - "' o U) 8 -4,34 -4,34 . - 4,58 ~50:;: -4,92 ~510 .:( "'

>( o o: z Q.

9 - -~,34 -5,34 ~!Y"// -5,58 ~~~ -5,92 ~,t~ "' .., > o: 10 -6,34 -6,34 V,,.Y// . -6,58 -6,92 z

ºo li -7,34 ·. ~ -7,34 -7,58 . Í'.;'./'~ -7,92 -- o .J

12 -8,34 -B,34 /'/,,;O'/.,,;: -8,58 -8,92 V~,,-0-<(~

\ <t ...

13 -9,34 ~~ -9,34 ~/5Y// ,\ -9,58 o/~ . -'9,92 /"',4/~ i~

14 -10,34 -10,34 /~_/,/'. -10,58 -10,92 "/"'..)69/ ~ 15 -11,34 ~~ -11,34 ~~ -11,58 . ~~ -li, 92 ~~ gisi-

<t <t . 16 -12,34 ~V/y -12,34 V,.4/'// -12,58 -1'2, 92 ~ \

u ::i; .tal

\ ~5~ 17 -13,34 t;:.-0v// -13,34 V~ 1\ -13,58 ~ \ -13, 92 . . . :,. . : z ...

18 · -14,34 VÁcrí~ -14,34 V~~ -14,58 .. '

-14,92 · . ' . ~ . ~ <t .. ' .. (1) ~ <C

l9 -15,34 . ~ ·5 ..... · .. : : -15,34 ·. :.., · .. ::·: -15,58 _: ·• ·• ~ ·-.- -15,92 . .. ·. ~ : . '· . 0(.J Z. '~- ' .

AMOSTREAOOR TUBULAR AMOSTREAOOR TUBULAR ti INT ~ 75 mm ' fJ INT = 100 mm • COMP: 500 mm COMP = 1000mm

TABELA lI.3- TABELA GERAL.DAS SONDAGENS REALIZADAS P/ EXTRACÁO OE AMOSTRAS INDEFORMADAS . AMOSTRADOR TUBULAR DE PAREDES FINAS

"' ..-..,

38

--------···--------------------------------------: , E H S A I O S 1 ------:-------------------------···---------------------:

: : TRIAXIAL : 1 t h (%) : y nat : 1 1 1 : :-----,---: AOENSAIIElffO : PALHETA DE :-------:------: : AllALISE : wms 0€ : 1 AMOSTRA ldc=d·10:a'c>o'vol : 1 LAB. : IN I LAB. : IH : G : GRAUUL0-1 I 1 } 1 i : LABORATÓRIO 1 1 SITU i I SITU i 1 111'.TilCA I ATIERBERG. 1 :------------1---:----1--------l---------:----:----:----:-----:-1----:---· -----: :ATERRO - GLOBAL l l : 1 1 1 1 1 : 1 t l 1 : t 1 :-- . -------:----:----:---------:-------:--:--:----:----:--1----:-------: :ATERRO-P.SUPERIORI 1 1 : : 1 t .: l 1 : : 1 1 1 :---------:-----:----:-----:---------:--:---:----:----:-:-----:------: . lATERRO-P.IIHERN. l l l I l l 1 1 : t : : 1 1 1 l .-----------l-----:----:----:---------:--:----1-- .:------:-:----: 1 :ATERRO-P.IHfERIOil : : l I l 1 . l l 1 : : 1 1 l :-----------:----:----1------:-----:--:--:---:--:-l-----:-----I 1SM4-1A, li a 11,5: 1 l l l O : 1 ! 1 1 l 1 :---------:-----:---:---------:------:----:--:---:---:--1----:-------J :SM4-18,14,5 e 15 1 1 l 1 . I O l I O ! : O l O l O 1 :---------l---l---:-----:------1--:--:----:---:--l-----:-----1 lSt\4-18, 17 a 17 ,5: : : l l O l : O : : O I O I O : :---------:----:----:-------:----!---:--:----:----:--:----: ---1 lS1B-iA, 18,5 a 191 1 : l : O l I O : ! O l O l O 1 :---------:----:---:----. --l---1----:--:----:---:--:-----:- 1 :s"1e-1A, a a 9 : : : o : o : o : : o l ! o : : 1 :-------:-----:-----: ----:------:---! . :---:--:--:----:---: :Sl'li&-18, 8 a 9 : : : l O I O : 1 : l : l l :------------:---1----:------:------1---:--:----:----l--l----:----... : :SH1e-1A, 9 a 11 : f : O I l O l : O l I O l : 1 :---------:------:------1-----1------:-----:---:--:-----:--l---:------1 :Sl'l19-18, 9 a 11 : O l : O : O l O : l O f : O l : 1 :---------:---:---:------1 -:--:---:---:----1-l---: t :SN19-1A, 11 a 12 : O · l I O I O l O 1 : O : : O I l 1 :------:--:---:-----:-----:--:---:----:----:--:----:-----: :SH1i-1A, 13 a 14 : O : . O I O l O l O l : O : : O 1 : 1 :-------:----:-.---:-----:--. --1--:--:--1--:-1-----: 1 :stiii-18, 13 a 14 : l : : O l 1 : : : 1 ! 1 :-------:--·----:------1-----:-----.--:--:--:--:--:--:---:-- 1 lSNit-18, -14 a 15 1 l l O : O l O : l O ! 1 O l l 1 :--------:------:-----:-----:----:--:--:----:---:--:---:----: lSH10-1B, 16 a 17 : O : O : O : O : O : l O 1 : O I l 1 :-------:--:---:------:-------1--1----:---:--:-:---1 .. , :s,ue-tA, 17 a 18 : ·: 1 o : o : o : : o l : o : : , ----·--·---·

TN!El.A 11.4 • !ABEi.A !DAI. OOS DISAIOS REILIZNJOS

MOSíiAS INDEfOl11W)AS E DEFOl11Wl/tS

O - Alastras lndeFcnadas

1 - ltlostras DeFor1adas

--------·----· SH·! SH-2 SH-3 SH-4

:-----------------:------------------:--------------------:--- '--------· tlIMITES DEt . . : LHIITES DE 1 : tlHIITES DE: : . :LHIITES DE: • • • :ATIERBERG : : • l ATTERBER!i : : : lATTERBER!i 1 • : :ATTER8ERG : • •

COTA : h : (%) : IP : COTA h : m : IP : COTA h : m : IP 1 COTA h m 1 IP : : (?) l-------l (%) : : (%) :-------: (%) : : (%) :------: (%) : : (%) :---------: (%) :

l li 1 LP : : : : .LL 1 LP : : : : Ll : LP : : : : Ll : LP : :------:----1---:----:----:------l--1--l--l---l-----l-----:---J----:---:----:---:---:---:---:

\ -2,55 - 6,59 - 4,29 - 4,34

• : 101,e: ,e: 21: 43 • : 87,6 : 103: 49 l 63 • 97 ,1 • : 76,2 : 76 : 21 : 55 :

: -3,00 7,04 - 4,74 - 4,79 1 1 I O I I I I I l I I 1 I I I I • 1 1 ' ,-------1---,---,---1----,-------,---,----,---,----,-------,---,---,---,----,-------,--,---,---,--,

: -5,55 . . . - 9,59 ' - 7,29 . - 7,34. • • ' ' • ' • • • : : ' • • . . . ' ' ' • : 92,21 56 : 17 : 69 l • : 113,U 119: 32 : 87 l • l '10,2 t - : - : - : • : 88,5 : 90 : 23 1 67 : : : : . . . • . : • : e.,,

• • • ' • • <D : -.6,00 . -10:,04 . . - 7,74 ' : : : - 7,79 • ' • • '· :--------:--:---:--:---:-----· :-----:--:----:---:---------:-----:--:--:---:----:--:-:--:--:

' . ' l -8,55 ·12,59 : : -10,29 . ·!0,34 ' : ' :

• : 187;3: 1311 35 : 96 : a 80,1! 1191 ·31 : 88 l • :114,5 : - : - : - 1 • : 87,9 : 107) 25 : 82 ! :

: -9,&0 • -13,04 • • • : -10,74 • ' -10,79 . . . • • . :-------:---:--l---:---t----------:-----:---:---t---:---------:---:--t----:---:--------:---:---:----1--:

• . . l -i1,ó5 -13,29 : -13,34 ..

• a 84,9: 101: 29 : 72 : • : 82,0 : - : - • : 79,1 : 111: 21 : 9t :

: : -1:3,74 ' : • ·!3,79 ' • t - 12,60

---------- .- - -- - - ---·

• Ol!S.: OS LIMITES DE ATTERBERB FORAK DETERMINADOS COK SECABEH PREVIA DAS AHOSTRAS.

TABELA U.5 • TABEI.A DE RESlH.TADOS DOS ENSAIOS DE CAR=IZAçAO

A!IOSTIIAS RECUPERADAS PELO AHOSTRADDR RATHO!ID·IDIZABHI DE 51 n (Sl'Tl

-------------------Sll-6 SK-7 SK-8 :-SH-5 :----------------:---------------------:------------------: :-·

: LIHITES OE t ' ' :LIHITES oe: ' ' ILIHITES OE: :LIHITES DEI ' ' ' '

lATTERSERG l ' ' :ATTERSERG : l ' lATTERBERG : l :ATTERSERG t ' ' '

h ' II) l IP COTA l h II) l IP : COTA h ' 1%) l IP : COTA l h ' (%) : IP : ' ' '

: (I) :--------: cu : : (%) :--------: (X) : : (X) :-----: (l) : : (X) :---------- : (X> :

' l : LL : LP ' ' ' : LL : LP : ' ' : LL : LP : ' ' ' ' ' '

1 COTA

: LL l LP t :--------:----:----:-----1--:--------:----:--:---1----:---------:-----:----:---:---:-------:---:--:---1---:

- 4,71 a : : 1·+ 1,45 a , , - 6,21 a 1 1 1 1 1 I I I I I 1 • 1

: 1 ' ' ' ' l 60,4 : _ , _ , ' - 2,26 a ' 1 - :

: - 2,71

' ' l 76,3 : - : - - : 64,8 : - 1 - -- '5,16 : 114,St - 1

- ' l - 6,66 : - 1,00 1----------:------:---:---:---:---------:----:---:---:----:----------:-----:---;---:---:--~----:----:--:---t---:

- 7 ,71 a -+ 0,45 a : : : - 7 ,21 a : - : 119: 3? : se : : - : 11s: 38 : 77 :

l - 7,66

l 76,5 : - l - : - : - 8,16 0,00

:--------:---:----:--:---:--------:-----:--:---:---:---------:----:--:----·:---:---------:---:--:---:--: : - 1,55 a - 9,21 a '

' : 120,21 - : - : - ' - 9,66 l 191,9l - : - : - : l - 2,00 :------:------:-:---:--:-------:----:-:--:---:---------:--:-:--:--: :--:-:-:---:

- 3,55 a -10,21 a - 1 113: 33 : 80 : l - 1108 : 39 l 69 :

: -10,66 : - 4,00 :----------:----:----: .:.--:----!----------:-----:---:----:--1---------:---:--:----:----:------:----:---:---:--: : - 5,55 a . , -12,21 a ' ' ' ' '

1 1 - : -

' ' ' ' : 103,91 - : - l -l 80,6, - ' : -12,66

1 - 6,00 l----------:---:--l----:--:-:-------:-,----:-~:----:---:-------:---:--:---:---:------:--1--:--:--: : - 7 ,'5'5 a -13,21 a

: - : 121: 34 l 87 : - 1 110l 38 l 72 : -13,66 : - 8,00

:--------l--J--:--:-----:---------l---:---:--:---:------:---:--1---:---:------:--:-:-:-: l-9,55a l

: 100,0: - : -: -10,00 :---------:---:---:-~:-----:------1----1-:----:---:------:---:-:---:--:------:---:-:---:---: : -11,S5 a

: - : 103: 32 r 71 : ' '

l -12.00 :-----------1---:--:---:---:-------:---:---:--1--:--------:--1--:---:---:--------:---:---:---:--:

-13,55 a ' ' ' ' ' ' l 123,1: - l - 1 --14,00 ----------------------------------------------------- -

1 oss.: os rnms DE ATTERBERG FORAH DETERHINAOOS CON SECAGEII PREVIA DAS AMOSTRAS.

TABELA ll,6 • TABELA DE RESULTADOS DOS ENSAIOS DE CARACTERIZACl\0 • AKOSTRAS RECUPERADAS PELO NIOST11ADOR RAYHOND-TERZAGIII DE 51 • CSPT>

_.,. o

Sll-9 ' 511-!e ' Sll-11 ' ' ' ' ' '

iLIJIIITS DEl ' ' :rnms DE: ' ' ll!Nlffi DEJ ' ' ' ' :mmm: ' ' lAITTRBER6: ' ' lAITTRBER6 l ' ' ' ' COTA ' h ' m : IP ' COTA ' h ' m : IP ' COTA ' h ' m : IP ' ' ' ' ' ' ' ' :m ' : (I} l : {I) :---: (I): l lI) ' : (I} : ' ' 1 ll : LP ' ' ' : LL : LP ' ' ' : ll : LP ' ' ' ' ' ' :--:-:--: ' :--:-:--: ' :--:-:--:--: ' ' - 6,85 a ' ' ' ' ' • 2,42 a ' ' ' ' ' - 4,ló a ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' : 55,1 1 71l 24 l 47 : : ss,e : uu 23 : 78 : l 112,~l - : - ' - ' ' '

- 7,311 ' ' ' ' ' - 2,87 ' ' ' ' ' - 4,61 ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' :--:-:--:--: :-. -:-:--. :--: :--:-:--:--: - 9,85 a ' ' ' ' ' - 5,42 a ' ' ' ' ' - ó,ló a ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' : S'i,7 l 1161 32 : 84 : : 78,7 l 99: 21 : 78 : ' - 1 1es: 31 l n: ' -18,31 ' ' ' ' ' - S,B7 ' ' ' ' ' - ó,ól ' ' ' ' ' .j>,

' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' :--:-:--:--: :--:-:--:--: :--:-·-:--:--: -~ -12,65 á ' ' ' ' ' - 9 ,42 a ' ' ' ' ' - 8,ló a ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' :n ' 82: 26 : Só : ' s1,e: 112: 24: 78 : ' 97,4: - : - ' - ' ' ' ' ' '

: -13,30 ' ' ' ' ' - 9,87 ' ' ' ' ' - 8,61 ' ' ' ' ,· ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' :--:-:--:--: :--:-:--:--: :---:-:--:--:

-12,42 a ' ' ' ' ' -11,ló a ' ' ' ' ' ' ' ' . ' ' ' ' ' ' ' : 70,8 l 1e4: 2S : 79: ' - 1 !Ml 28 : 'ló : ' . ' ' ' ' ' -12,87 ' ' ' ' ' -!e.61 ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' :--:-:--:--: :---:-:--:--: :--:-:--:--:

-12,16 a ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' 92,41 - : - ' - ' ' ' ' .,

' ' ' ' - 12,61 ' ' ' ' ' :--:-:--:--: :--:-:--:--: :--:-:--:--: - 14,!ó a

' ' ' ' ' ' ' ' ' - 1 uu 311 : 81 : ' ' ' ' ' ' ' ' ' - 14,61

1 OBS.: os LIHITES DE ATTERBERG FORAM DEIDHINAOOS C0H SECABEJI PREVIA DAS MósnAS.

TrdlU.A II,7 - TMUA DE RESllTAOOS DOS ENSAIOS DE CARACID!Wi!O - MOSTRAS RECUl'EtAMS PRO MOSTIADOR RATIIOND-TERZAGU DE 51 • (S'T)

42

i LJHJTES OE ATTERBERG

m

AHÁlJSE GRAHULOHt!RICA

------------------------------------------------: --------------------: ------------------------------------------ ·:

' 1

h : y nat 1 3 :

% : % 1 % : % X ' 1 1 1

AHOSTRA : PROFUNDIDADE i m : !kH/1 l: 6 LL LP IP i PEDREGULHO i AREIA i SILTE i ARGILA i ( 2

1--------------1-------------: -------: -----: ------: ------: ,. _____ : -------:-----------l -------: ----... -- J ------1-----: 1 SH4-tA 1 11 i1 11,5 l 95,96 l - 1 - l - l - : - : : - : - l - 1 .. l 1--------------: --------------: ------: --------1------ t ------ : ------- : -------: ------------ t ----- : -------:--------: 0

-----1 SH4-1D

o : 14,5 a 15 1145,97 : 12,IB i 2,68 : 116,& : 42,0 : 74,0 : 0,0 : 12,6 1 22,6 l 66,0 1 58,i 1 1, 25 CI

SHHB o I U,5 a 15 :135,50 : - : - : 118,5 l 45,5 1 73,0 l l - 1 - : - 1 - 1

2. 25 " :-------------: --------------l -------1------.... 1------:-------1------: .. ------: -----------: -------1-------1--------: .. ---1

SM4-rn o : 11 a !7,5 l 89,70 : 12,86 : 2,69 : 99,5 : 42,5 : 57,e : &,e l 18,0 1 16,0 : 66,0 : 59,0 l

1, 25 ca : ------------:------------- : ------ : -------1 ------1-------1 -------:------- : --------: -------1------- l--------: -------:

' 1 ' 1 SN4-1B o : 17 a 17 ,~ l 7~,68 l - l - : 95,0 l 36,5 :. 5B,~: : - : - : ~ l - l

2. 25 C1

: -----.-------: -·-----------: ............. 1-------: ------: -------1-------:-----:-----------: -------:-------: -------: -.. -.. ---: SNHA ' ' o : 18,5 a 19 : 56,46 : 15,08 : 2,79 : 55,e : 41,5 : 13,5 : e.e : 56,i I U,0 1 30,i : 27,0 1 1, 25 [I

1--------------: ---·-----------:----:------l-----1------- -------:------.. ------------ .. -----:------ -------- ------: ' ' ' 1 SMHA

o : 16,5 a 19 : 58,2:i : - l - 1 61,5 l 32,5 : 29,D : l - : - 1 - ' ' ' - 1

2. 25 ,. :----------:--------------:-----:-------l ----:-------:------:-------:------------1-------:------l-------:-----: : A !ERRO CAJU i

iAHOSTRA GLOBAL: ' 1

l 3,40 : - : 2,67 l 25,7 l 19,5 : 6,2 : 30,9 l ~2,i : 6,0 1 12,0 : 11,0 l :-------------:-------------1-------l --------: ------ : ------ : ----: ------- : ------------ : ------- : ------- : --------: ------l i ATERRO IPLATO SUPERIORI

' 1

: 10,46 1 14,90 l - l - l - : - : 69 10 : --------------:-------------- :------:-------l ------:-------:-------:-------1------------:------ · :------- :--------:-------: : ATERRO i

IPI.ATO INTERH. : ' 1

l 8,99 : 19,6& l - : - 1 - l - : 22,8 : 68,0 : - : 1i,i : - : : ..... -----------:--------------[-------:--------: -----: -------:-------:-------: ------------ :------:-------]-------:-------! : ATERRO lPLATO lNrERIORi : 12,1& : 12,8& : - l - 1 - : 20,6 1 62,i : - t 18,i l - 1 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- . ·- . ----

OflS.: 05 LINITES DE ATTER6ER6 FORAH DETERMINADOS SEN SECA6EH PR~VIA DAS AMOSTRAS

TABELA Il,P - TABELA liR/i DOS EllSt\105 DE l'JiRACT!ll-

/illOSTiAS IIIIJEFORU E MOSTiAS IIEfORIW>AS DO ATERRO.

- - - 'l\(V-c::!7~ '· 'I /·

1 !".\~-;p JfY\ 1 1'-- - - 1 'Q;.,< \ . ._

,' \ ', : \ '\.... l_.1. ~ / 1 -\y-- \\\ J )., _ 7 ;~ r \ \ - - \ \ \. c.....__71~--- 1 ·- , \--r----i

/

/ 1-;,\ \ \ - \ "' ;-1 \ --\-\ ' ~~\, } :\ ', il \ / ~I 'i::, \ \ 1 ;;j< ', , . -)~ - \-\ --+--·<~, / \ & 1

/

/ ,r ~~\\~ I>- - /;~ ~ J\~~7i'e - -- -~s:\, ' ( 13~ _,,) ~~/ \ -~ I , r~ . . ,/ , / fC'>'i~\ , ___ -_,__,, \ / ·º \

1 !\ \ \ -~'G" A' ~-'/:,~, \ -_ ----~, D' •' \ V\\ '\ / /,(/o+, - -------=..;:, R-" 1

~, ' / , o ____ .,, "" Q 11 __,,,,.... ..... ,,.. L _..>- / ,/,/ 1 ---------~"'

li_.---- / --, ---r \/ r' / // ~- - - - - - '\). ~ ~z.. / '----'~- / ,,.,/ 7,, \; / Ú) '-..o ~ /; , _ - -= ---= -=-\~ URSO ATUA / '., ---::::::

-~--~- \p ~/,/\~;;·, f~-1>~' ! Cl\f>J -= -- --"°"'- 'o-,JJ --------"-:::-:------------ :0v·/ \-, ,'v /---~-/,, DOM].GÃRLOS - -,- - -- - e::-)~// ~ ;} \ \ \ ?' ,, - - -,._ '\ "f JACAPE Â)/; ~'\'. y Y,/ ', -= ::_ • /

, " 4 e \, ' \, /,11 ', -- · J / / 4

'2 // ~\ A'\ ,', '\, /Y 1 ' - h / / \\ ' \:,, \,,_ ///1 ! '-, - A ka,/ .

G/' ç;.' o <) ">>s 1 _

:"----'/o::-..--:_;,; .~<" L.,.(·\, ~ º}. ,\ ~::-,,v .,,_<;f} / ~ ~ '\._~ '\o "í '\ ~ /o<P ·•, · " /·~ Ü ~; , \ // _,.,7, , ,e~-

', /U ~o~ ~~.3 <\ 1,,~,f&l .. ~ '/ i'lA~ ~ <º'\( Ü ~ .7':,~~ ;"' \) ~~~0º ." Nt030Jo!f~lJl0' _,... ::-. --\~--.;::/~//\_V 8R~I030H ~v~'Í> _ :/L s ANDR~_\ /~

FJG.n.1-AEROFOTOGRAMETRIA DE 1976 {Esc. l• 10.000)

+s

"'

O:l· ;' .. o:·/ . :::, .

---' ~i o' ui ,

44

DETALHE DA REGIAO ASSINALADA

ILHA DO GOVERNADOR

MUNICIPIO DO

RIO DE JANEIRO

OCEANO ATLANTICO

FIG. II.2- LOCALIZAÇÃO DO ATERRO

45

DEPÓSITO DA DELEGACIA DE ROU!lOS E FURTOS DO R. J.

-•· z ::;

ww o (!)

12i zZ .... :; Sl ' ::;

(1)

CASAS

SM-7

1

OBS.: SEM ESCALA

(a)YISTA

(b) SEÇÁO

' FIG. II.5 - CROQUIS ESQUEMATICO DA RUPTURA OCORRIDA E SONDAGENS PROGRAMADAS - VISTA E SEQÃO

2 a:

'<! 5 o a: a: w 1,.

<i ::; <! a:

/

10

o

-10

-20

51.4.-11 SM-10

; /'.

ESCALA GRAFI CA

O 10 20 -----lm

SM 10-IA

SMIO -IB SM- 9

SM-7

SM-8

~--=::5:_., .· .. CoNVENÇÃO: ur1uZADA . ~- - .. ~ .. í'=-

Éd ATERRO GRANULAR OE MATERIAL DIVERSO. ~ MARROM CLARO, DURO

~~= ARGILA SILTOSA COM MATÉRIA ORGÂNICA ~ MICA E FRAG. DE VALVA. CINZA ESCURA,•

MUITO MOLE A MOLE

l~'i1 ARGILA Srt.TOSA. CINZA CLARO, DURA.

~ SILTE ARGILOSO COM PEDREGULHO E MlC"9 ~ COR VARIEGADA, RIJO A OURA

K:.:\.-)4 AP.GILA ARENOSA COM FRAG.. OE VALVA, ~CINZA CLARO. MUITO CURA

~SILTE ARENOSA COM MICA.·CINZA CLARO-. ~MUITO DURO

~ AREIA FINA E MÉDIA cot.t ~.UCA. CINZA CLARO. ~ POUCO COMP!lCTA A COMPACTA.

FIG. II.4 - PERFIL GEOLÓGICO DA LINHA DE SONDAGEM N2 t

.p.

°'

10

o

-10 // 7 20

rsM-6 r SM-5

L

''

•

SM4- IA

[SM.4-18

lrsM-4 f" SM-3

, .

ESCALA GRAFICA

O 10 20 '-----lm

fSM-2

OBS,: A CONVENÇAO UTILIZADA ENCONTRA-SE NA FIG.JI.3

FIG.Jr.5 - PERFIL GEOLOGICO DA LINHA DE SONDAGEM N~ 2

SM-1 1,

_,,.

"

[N

r

4

3

SMlls~ 1

~ ' \ -

3~

~

~

/ .,

/~ cr.RL.05

~

' ESCALA GRAFICA O 10 20nt

CONVENÇÕES: + SONDAGEM MISTA

--- TRINCAMENTO

• AMOSTRAGEM TIPO

SHELBY

'111' CRISTA DE TALUDE

lz:;l CASA EXISTENTE

~

~,~6 ~3~

2:; 1 .

FIG.lI.6 - PLANTA TOPOGRAFICA E LOCAÇAO DAS SONDAGENS

_,,. co

~t

ESCALA GRÁFICA O 10 20 illlc:::lad m

CONVENÇÕES'

~ EIXO CENTRAL DO· t DESLIZAMENTO

(,'\ REGIÃO DE RUPTURA \_:__J TIPICAMENTE 20

r:::'\ REGIÃO DE RUPTURA \::_) TIPICAMENTE 30

· AREA NA QUAL HOUVE .,..-... ~ AFLORAMENTO DE ARGILA - __,. ---n-- MOLE

--. -:_ i:f-' ~ -·-TRINCAMENTO ----e- --------.....______

ANTIGO LEITO DO RIO ( HIPÓTESE)

V DIREÇÃO DO MOVIMENTO OCORRIDO NA RUPTURA [ HIPÓTESE)

l - "}REGIÃO NA QUAL A \ / RUPTURA SE DEU V PROGRESSIVAMENTE

7 t-~:;-~-

FIG. ll.7 - ASPECTOS PARTICULARES DA RUPTURA OCORRIDA NO ATERRO DO CAJU

+> CD

TAMPA

TUBO PVC l"

SE ÃO ENFRAQUECIDA A CADA 20 cm

FIO DE NYLO

PAREDE DO FURO DE SONDAGEM

REATERRO COM SOLO SOCADO SOB AGUA

PÊSO

TAMPA SIMPLES

50

CAIXA DE PROTE ÃO

ºFIO DE NYLON PRESO À CAIXA

TAMPA SIMPLES ROSQUEADA

DETALHE DO PESO

'7v LUVAS

E u

"' "'

FIO OE NYLON

ARGOLA

(11-lcm

DETALHE DA SEÇÃO ENFRAQUECIDA CORTE X-Y

-30% DA- EXPESSURA DO TUBO RETIRA-DA- NO TORNO

FACE EXTERNA- DO TUBO

FIG. Il. 8 - INDICADOR DE SUPERFICIE DE RUPTURA UTILIZADO

" o-

51

---- TENSÕES TOTAIS

---- TENSÕES EFETIVAS

fJ-o ... Mt = acréscimos de poro~pressões provocados pelo aterro f.

Pi' Su/senp' ex.' tg-• [sen 1/'].

" V)

• FIG.II. 9 - ACRESCIMOS DE PORO- PRESSÕES

INDUZIDOS NA FUNDAÇÃO PELO

ALTEAMENTO DO ATERRO

º1 -=-NA MAR J 0.60·._ .• -/. /"/;

/ /' / -~ / / / ,/ // / .//'

/ .. -_--' . / . // / /_-- //_ /

/ /'. •/-·"-/ ·/, --· ///··/-_.// "// //

/ . / / .. ,/ ,/' ,/ /' ./ ////

-6l,1LA/SlLT SA/ Ç>R~ÂNICÁ.,,<:OM / F}lAGMENT DE VALVAS/DETRITOS .VE AIS.

uit9 ·_ L E. __ - ci'N_ z_A· .ESCURA/- // ~ / .· / . / /

/ /~/ ,._- / .. // /' // -~-. . / ,.,-· ,-' ,/ // / ,'

/ / . --/ / / / /

~ I:~ ~~~+~ ~~~~A~T~RoirNAZ:ouco ARGI OSA

LL ' "" o A'-._A NQS (A IA ~A.'(_ Gl ~ c_m.1 EOf.lEGµL~os F os p~~

sJA,'-~ZA, (';ÇlM VEIO ,-- R N

~-"- ' ' " "" "" " /1

17,0IV'/'-/'-/'- A)\ Ã X V'("/)/) ()1

(A) - PERFIL TIPICO DO SUBSOLO ESTUDADO ENTRE A PONTA DO CAJU E A "FOZ DO RIO MERITI

E

u: o o: Q.

o :..J.::._A .,.._

!o::D:E:::ENT..UOfO _ ----- - ---- ==1

7 ,0 , / .- ,· , / ., , / /, >·0,,/';'/'~ -~~--/:>··.,;,_/,\,.',,//"A~\\ ,

/ /.. / '' ' ·,\ /'\ ,\ / ,1 /1\ ,'\\'~\''' ', \ '/,'~/

, / / . . . /,/ ,, ''1\ \ /,,/,/ ,' ·,> _'' ' __ ' ,' / ,1/< / \ . / . / ',,

A:.{/~ ,, ~-,'. /i -"""",,: . ,, ,, R1>1LA Stl I u;:,A; i,A11!Ç ,,

1

./V,';: /, . -_-__ ' ' -.:/ \ " -· ,: ... ( 'Á ,<"''u!::r~,M OLi,, _.<A,,<c.S ,\ ,.,..., /'" /\/',1 .;t>-·,, ,, 1' /. 11 ////. /,,, "'/., _Áz,/,, ,y1, 1' ,, \ 1 \\

,, ,, \ / \ \\ 1 \

/:;/~~ \\ ,0, 1' 1\ 1' . \\ 1 11

~ '/· 'I'

' l'Á'; 1\ ,, 1' ,, 1\ ,, 20 3 . ,, ,, ,, ,, ,, \\ \\ 1\ 1\ 11

21 '3 .'AREIA FINA E MEDIA, POUCO COMBICTA CINZA' ' AREIA MEDIA E GROSSA COM PEDREGULHOS

22..S COMPACTA. CINZA

(B) -- PERFIL DA ZONA ENTRE A PONTA DO CAJU E A ILHA DO PINHEIRO, ONDE DESEMBOCA O CANAL DO CUNHA

, , FIG. Il.10 - PERFIL GEOLOGICO 00 LITORAL DA BAIA DE GUANABARA

APUD ARAGÃO. 1975

u-, N

SM 4 - 1 A ESCALA GRAFI CA

10

SM 4 - 18

14,5 o 15

TOPO

c3 ~ w o. § Q:

êi I­V) o ::,; <(

L_

PONTA

li a 11,5 o

MATERIA VEGETAL EM DECOMPOSIÇÃO

D

:i::r= - CONCREÇÃO ARGILOSA AMARELA

20 cm

--~ CONCHAS-h,

PEDAÇO DE LATA E TAMPA

:h"' 1 ~CONCHA ~MADEIRA

DE REFRIGERANTE

ARAME~ CONCREÇÃO ARGILOSA VERMELHA

PEDAÇO DE VIDRO CONCHAS

MADEIRA EM DECOMPOSIÇÃO

CONCHAS CONCHAS

CONCREÇÃO ARGILOSA

OBS' E;M AMBAS AS AMOSTRAS NOTOU-SE UM FOflTE CHEIRO DE MAT. ORGANICA EM DECOMPOSIÇAO DURANTE A EXTRAÇÃO DA ARGILÀ

PEDAÇO OE ) MADEIRA < 1 ~

flG.JI. li - MATERIAL ENCONTRADO NOS AMOSTRADORES TUBULARES DE 0 75 mm AMOSTRA SM 4- J A, 11 o .11,5 e SM 4-18, 14,5 o 15

TOPO

PONTA

u, [,l

TOPO

SM 4 - 18

17 e 17,5 . o

,..-,-~,.--CONCHAS 1 o-,í;.?' i

CONCREçÃO ARGILDSA CINZA-CLARO

PEDAÇO DE ARAME

ESCALA GRAFICA

10 20 cm

CONCREÇÕES ARENOSAS BRANCO E CINZA-CLARO

SM 4 - IA 16,5 11 19

--..,r-_-~, TOPO

CONCREÇÃO ARGILOSA~~

PONTA

CONCHAS

PEDAÇO DE MADEIRA DE APROX. 2 mm --

CONCREÇÃO ARENOSA CINZA-CLARO CONCREÇÃO ARENOSA

CONCHAS

CONCREÇÃO ARGILDSA MARRON MUITO DURA

085.: NA AMOSTRA SM 4-18, 17 o 17,5 NOTOU-SE A PRESENÇA DE UM CHEIRO DE MAT. OlG. EM DECOMPOSIÇÃO DURANTE A EXTRAÇÃO DE ARGILA

FIG. lI. 12 - MATERIAL ENCONTRADO NOS AMOSTRADORES TUBULARES DE 0 75 mm AMOSTRA SM4-tB.17a 17.5 e SM4-1B, is.s o 19

1 V' 1 PONTA

ln +>

FIG. Il. 13 -

ATIVIDADE COLOIDAL

( SKEMPTON)

&

&

CONVENÇAQ.; o PRESENTE TRABALHO

a ARAGÃO. 1975

-'-100 ao 60

140, _ ~ o

120~:

. ~ lOOr~

ª • e 80 ~

.. ... t; <[ ..J

• 60r;

40 - -

40 20 o FRAÇÃO DE A.RGILA Ili< 2f1,(%]

GRAFICO OE PLASTICIDADE

( CASAGRANDE)

o

o

'\~ o·

{? ~

20 40 60 80 100 120 140 160

LIMITE DE LIQUIDEZ LL (%)

_7,0\

\'-'"

, - . -INDICES OE CONSISTENCIA DA ARGILA DO CAJU E COMPARAÇAO COM A ARGILA DO LITORAL DA SAÍA OE GUANABARA

u, u,

llNTERNACIONAU ARGILA 1

SIL TE

SILTE 1 AREIA FINA 1 AREIA GROSSA 1 PEDREGULHO

ARGILA 1 1

AREIA FINA 'AREIA MEDiA 1 AREIA

1 PEDREGULHO

tABNT) GROSSA

100 o

90 10

ao 20

10 - 30

1 60 40 1 ~ ~

o 50 so o <t z o <t. .: "' 40 60 O) l,J

f o:: u,

°' 30 70 ::!E ::!E .... .., o e, <t <t 20 ao .... .... z z "' .... u o

"' 10 90 "-o Q n. o..

o 100 ' '

0,001 0,01 0,1 . l 10

DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)

S!MBOLO AMv-, i"RA

o .SM4- IB, 14,5 o 15- 1~ 2S cm 1 1 SM4-1B.l7a 17 5-1~ 25cm

, FIG.II 14 - CURVAS GRANULOMETRICAS

o SM4-IA,18 1 S a 19-l~ 25cm

• ATERRO- PLATO !NTERM. ·

ARGILA CINZA E ATERRO DO CAJU • ATERRO- PLATÔ INFERIOR ... A TER RO- PLA TO SUPERIOR

• ATERRO- AMOSTRA GLOBAL

·,, ...

liNTER.).

C ABNT)

100

90

80

70

1 60 e.. o §1 50 <iÍ "' '![: 40

~ 30 (!)

i z w l) a: o

20

"- 10

o

ARGILA t SILTE

ARGILA f

SILT4

0,001 0,01

t AREIA FINA AREIA GROSSA. t PEDREGULHO

o o o

t AREIA FINA JAREIA MÉDIA J AREIA f PEDREGULHO

N~ 1 AMOSTRA I AUTOR SM4- IA, 18,5 o 19 !PRESENTE TRABALHO

SM4-1B, 14,5 o 15 !PRESENTE TRABALHO

SM4-1B, 17 o 17,5 (PRESENTE TRABALHO ARGILA CINZA B. FLUMINENSE

2 1 ARGILA OE BOTAFOGO

0,1 10

DIÂMETRO DAS PARTICULAS (mm)

FJ G. IC.15 - CURVAS GRANULOMÉTRICAS

COMPARAÇÃO COM RESULTADOS DE OUTRAS ARGILAS

o

10

20

30 ~ L

40 < Cl

50 !;; a:

60 :e w (!)

70 < 1-z

80 ~ a: o

90 "-

100

u, .._,

58

CAPÍTULO 111

ENSAIOS OEDOM~TRICOS

59

CAPITULO Ili

1111111 OIDCNll!TIICOI

111.1 - INTIODUÇIO

Apresentam-se neste capítulo os resultados da uma

campanha de ensaios oedométrlcos visando principalmente a

obtenção da história de tensões da argila. Procurou-se,

adicionalmente, comparar os resultados aqui. obtidos como os de

pesquisas anterioras em argl las de mesma formação geológica

(COUTINHO [291, DUARTE [341, ARAGÃO [51 e .ORTIGÃO [951.)

111.I - IOUIPANINTO I PIOCIDININTO DI INIIIO

Os ensaios de adensamento foram real lzados sm corpos

de ptova (CP) obtidos nos amostradores da dlãmetro da 100mm ao

longo de toda a profundidada, com exceção do trecho

compreendido entre 15 e 16 m de profundidade, Já que nesta

região não foi possível a amostragem.

Os CP para estes ensaios foram moldados em anéis de aço

Inoxidável com 2Dmm de altura e dlftmetro Interno de 87,5mm, 2

correspondendo a uma área de aproximadamente BO cm Para a

moldagem s aJustamento final destes CP nas células de adensamento

e est~s nas suas respectivas prensas, algtins procedimentos se

faziam necessários, a saber:

60

"(1) O anel.de aço era lnlclalmente lubrificado internamente com

graxa de si li cone para, a seguir, ser introduzido na

amostra por cravação lenta;

(2) Esta cravação era feita com o amostrador no extrator

horizontal, fixando-se o anel na extremidade deste e

acionando-se lentamente o pistão do equipamento, de forma

que a argl Ia preenchesse totalmente o anel. Tomava-se o

cuidado, nesta fase, em se manter o alinhamento do eixo

centra I d o corpo d e prova com o a n e 1 :

(8) Tendo e l do rea 11 zadas as etapas < 1) e (2) iniciava-se a

moldagem final do CP, através da retirada cuidadosa do solo

exaadente" 1 impaza da anel e pesagem na balança da canJunto

anel + solo <cuia precisão era de 0,019);

(4) Montava-se a célula de adensamento, tomando-se cuidado em

se verificar o estado dos anéis de borracha, para, com Isso,

evitar o vazamento ao longo do ensaio. Em algumas células

fez-se neceeséria a Introdução de graxa de silicone nas

Juntas das mesmas, face ao lncovenlente citado. O papel o

f 11 tro utl I i zado no topo e base do CP fo I do tipo Whatman n.

(B) Colocava-se de forma cuidadosa a célula na prensa tipo

Blshop, com razão de cariegamento da ordem de 1:11 e

fabricação Wykehan ~arranca Ltd., procurando-se manter em

equl 1 (brio todo o sistema através de regulagens nos pesos

do braço de alavanca. uma eepecial atenção foi tomada em

relação a se manter a horizontalidade do braço ao longo de

todo o ensaio, através de constantes aJustes no sistema de

apl I cação de cargas;

61

(6) Enchia-se a bacia de saturação da célula cerca de 3 a 5

minutos

1 n r c I o

após a aplicação da carga inicial de

das leituras. Não se observou,

tendência ao inchamento do corpo de prova.

2,5 kPa, e

nesta fase,

Procurou-se nos ensaios obter-se sequências de

carregamento com pequenos acréscimos, através de uma relação

adotada de llp/p de 0,5, aplicada de forma a melhor definir o

valor de o'vm nos trechos Iniciais da curva, conforme

·recomendações de BJERRUM C141. Tal procedimento vem a tornar

mais dlfícl 1, segundo LADO [621, a obtenção do tempo final de

adensamento primário e cálculo do coef. de adensamento. Logo,

por esta razão, os ensaios executados com o obJetlvo de

comparação de o'vm com deformações ao final do primário (tp) e

a 24 horas (t24), foram real lzados com razões de carregamento

Igual a 1.

O resumo de todos os ensaios real lzados encontra-se

na tabela (111 .1).

No cálculo dos ensaios foi utl I lzada a curva

deformação específica vertical, em porcentagem,, ver.sus log. da

pressão vertical efetiva, conforme recomendação de LADD [621.

Os parâmetros de compresslbl I Idade foram determinados co~forme

a figura (111 .1), sendo que o valor da pressão de pré­

adensamento foi obtido segundo o método de CASAGRANDE [231, com

as deformações finais de cada estágio de carga ( a 24 hs). o

coeficiente de adensamento foi obtido através de método de

TAYLOR [1161, ou de /t'.

62

111,S - RESULTADOS OBTIDOS

A ta b e I a < 1 1 1 . 2 ) apresenta os v a I o r e s d o r n d I c e .d e

vazios, da umidade Inicial, da massa espec(fica aparente, da

densidade real dos grãos, da pressão de pré-adensamento, da

razão de pré-adensamento, dos coef. de recompressão, compressão

e expansão e da tensão efetiva vertical de campo, além de

trazer observações pertinentes a qual idade das amostras

ensaiadas (em termos de amolgamento) em função da configuração

das curvas de deformação versus log. da pressão efetiva. Estes

dados encontram-se plotados em função da profundidade, sendo

apresentados ~s figuras (111 .2) e (111 .3). Correlações

1 lneares foram traçadas com os pontos obtidos,

também, apresentadas nestas figuras.

e encontram-se,

curvas deformação versus logarrt1mo do tempo estão

apresentadas nas figuras (111 .4) a (111 .11), correspondentes

aos diferentes estágios de carga que cada um dos ensaios foi

submetido. ;

Não são apresentadas, entretanto, as curvas de

expansão referentes aos descarregamentos real lzados.

curvas de deformação vertical espec(flca versus log.

da pressão vertical efetiva de consolidação encontram-se

apresentadas nas figuras (111.12) a (111 .15). Na figura

(111 .12) são apresentados os resultados dos ensaios real lzados

com li p / p I g u a I a 1 , com cá I cu I o d a d e f. verti c a I e s p e c r f I c a a o

final d e 24 h s, e a o f I na I d a cone o I i d ação p r i má r I a, esta

óltima calculada através da curva de rf1 para os estágios

inl~lals de carga, onde a configuração das curvas deformação

versus log.t não posslbl I ltava a determinação de tp. Nas

63

figuras (111 .13) e (111 .14) encontram-se plotadas as curvas EV

versus I og. cr'vc para os ansa I os restantes, no qua I a re I açi\o

de carregamento foi de llp/p Igual a 0,5. Flnallzando, a figura

(111 ,15) apresenta todas as curvas mostradas nas figuras

<111.12> a (111.14), com vistas a comparações entre as mesmas.

Os valores do coeficiente de adensamento,

compresslbl I Idade volumétrica, e permeabl I Idade, encontram-se

plotados contra a pressão vertical final de cada estágio de

carga ao longo das figuras (111.16), (li 1 .17) e (111.18),

respectivamente. Na figura (111 .19) encontram-se plotadas as

faixas ds valores de Cv obtidas por outros autores para a

arg 11 a de Sarapu í, e a fa I xa obtl da no presente traba I ho, a

título de comparação.

Visando a comparação dos diversos par~metros de

compressibilidade obtidos nos ensaios do presente trabalho, com

aqueles

formaçl!o

figuras

referentes a pesquisas anteriores em argilas de mesma

geoldglca, encontram-se apresentados ao longo das

( 111 .20) a ( 111.22) todos os resu I ta dos obtl dos para a

argl la do Caio, de Sarapuí e do I ltoral da Baía de Guanabara.

Algumas observações com relação a estas comparações devem ser,

entretanto, dadas,

(1) Na superposição de resultados obtidos na argila do Calu

com aqueles referentes a argl la de Sarapuí, através de

dados apresentados em DUARTE [34), COUTINHO [29], e ORTIGno

[951, procurou-se avaliar qual foi a lnflul'!ncia do aterro

do caJu sobre os parametros originais da argila,

considerando-se, neste caso, que ambos os depósitos

64

comparados possulam há ddcadas atrds as mesmas

características oedométrlcas ao longo da profundidade, Já

que são argl las de mesma formação geológica e encontram-se

geograficamente próximas;

(2) Gom relação ao Item (1) considerou-se arbitrariamente a

profundidade (6) da argl la do Galu como sendo Igual ao

nlvel superficial do depósito da argila de Sarapul <cota

zero), Visto que supõe-se, hipoteticamente, que antes do

aterramente da orla marítima os depósitos encontravam-se

topograflcamente nivelados;

(S) As hipóteses levantadas nos Itens (1) e (2) não tiveram

como ser comprovadas, face a excassez de dados referentes a

topografia do Galu em período anterior à ocupação urbana~

v i á r I a ;

(1) As hipóteses apresentadas em (1) e (2) também são válidas

para as comparações efetuadas na figura <I 11.20) e

(111.22), entre os dados obtidos na argl la do Galu e

aqueles referentes ao depósito de argila estudado por

ARAGÃO C5J, apresentado à figura (li .10-a>. Neste caso

pode-se supor, face à proximidade destas regiões, que

tratam-se de áreas que tiveram aproximadamente o mesmo

perfl I geológico antes do aterramente;

(B) Gom relação ao Item (4) considerou-se o nível inicial do

depósito do litoral da Baía de Guanabara <cota D,60), como

sendo equivalente àquele referente a argl la do Galu;

65

(B) Os ensaios complementares de adensamento para a tese de

ARAGAO [5l foram executados no depósito de argl la orgânica

apresentado à figura (11.10-b), cujo perfil se assemelha

aproximadamente a situação. atual do trecho em estudo no

Caiu (furo SM1Dl. As Informações apresentadas neste

trabalho foram utl I lzadas, na presente pesquisa, com o

obJetivo de ressaltar algumas observações particulares

pertinentes ao atual caso em estudo, como o subadensamento

e o amolgamento da argila:

(7) Todas as comparações real lzadas neste capítulo servem

apenas como 11 ustraçao da I nf I u@nc Ia exerc Ida pe I o

aterramento sobre os parâmetros orlginiis, físicos e

oedométricos, do depósito de argila. Estas comparações sd

devem ser ana 1 1 sadas qua 11 tat I vamente, Já que a mesma só se

dá ao longo de um perfi I Isolado da região (furos SM1D-1A e

SM1D-1B) que não representa, obviamente, as distintas

seções geo l óg I cas transversa Is ex I stentes no Cal u.

Ili ,4 - DISCUSSAO DOS RESULTADOS

111 .4.1 - História de Tensões

os ensaios de adensamento evidenciaram a existência

de um subadensamento ao longo de toda a camada,

observado através dos valores de OCR da tabela

como pode ser

1111.2). Isto

pode ser expl lcado em virtude do recente alteamento do aterro

de entulho do CaJu, que levou com que as poro-pressões

Induzidas na camada de argl la não tivessem tempo, ainda, de se

dissiparem totalmente. Esta suposição leva a conclusão de que

66

as tensões efetivas verticais atuais do depósito devem ser bem

Inferiores ~quelas Inicialmente supostas, estando provavelmente

com valores próximos às pressões de pré-adensamento. ARAGno [5J

através dos seus ensaios oedométricos chegou às mesmas

conclusões acima expostas. Cabe ressaltar, Inclusive, que

outros trabalhos (ORTIGno, [851 e DUARTE C34J) constataram serem

normalmente adensados os perfis geológicos originais da argila

da Baixada Fluminense, o que justificaria esta proximidade dos

valores atuais de o'vo e o'vm.

o cálculo de OCR (o'vm / o'vo) se realizou

utl I lzando-se do valor encontrado para o'vm pelo método de

Casagrande e o valor final de adensamento de o'vo, valor este

obtido com os dados apresentados no capítulo 11. Para a

obtençáo do va I or de o'vm a I gumas observações devem ser

consideradas e comentadas, a saber:

(1) Real lzaram-se ensaios com razão l\p/p de 0,5 até 40 kPa,

visto que o valor de o'vm situava-se nesta ordem de

grandeza;

(2) Rea 1 1 zaram-se 3 ensa I os oedométrlcos com laço de

descarregamento e carregamento, em amostras obtidas em

distintas profundidades do depósito.

A adoção do procedimento descrito em (1) se deve às

recomendações dadas por LADO C62J em se utl I lzar pequenos

Incrementas de tensão na vizinhança da pressão de pré­

adensamento, posslbl I ltando com Isto uma melhor definição da

curva EV x log o'vc. LEHDUEIL et ai [74J, citado em COUTINHO

67

C30l, cone I u Iram que o va I or de o'vm pode ser adequadamente

estimado .por ensaios oedométrlcos convencionais, com

deformações calculadas a 2q hs e relação ~p/p de 0,5.

GRAWFORD C31 l observa que o processo usua I de ~p/p l gua I a 1 em

ensaios oedométricos leva a incrementas de

excessivamente superiores àqueles que ocorrem

compressão

ln sltu,

ocasionando uma quebra da estrutura Interna do solo e vindo,

consequentemente, a reduzir o valor de ci'vm medido. 1: sugerido,

por este autor, que a razão de Incremento de carga seia

suficientemente pequena de forma a não induzir significantes

acréscimos de poro-pressão. LEONARDS e ALTS~HAEFFL C72l através

de ensaios com Incrementas de carga extremamente reduzidos,

observam que as argl las normalmente adensadas suJeltas a longos

períodos de compressão secundária não Irão apresentar variações

de deformação, ao longo da reta virgem, compatíveis com o

modelo Ideal lzado pela teoria de Terzaghl, caso um substancial

a e rés e I mo d e e a.r g a tenha s I d o a p 1 1 e a d o. Neste e as o, os autores

conclulram que a relação ~p/p Igual a o,q Já é satisfatório à

obtenção de curvas do tipo I da classlflcação de LEONARDS e

GIRAULT [71J.

Com relação ao segundo procedimento deecrlto, tentou­

se obter o valor de o'vm através do método de S~HMERTMANN C103l

cuJa metodologia de análise visa corrigir os efeitos de

amolgamento na relação e x log o'vc. Tal procedimento

entretanto não foi possível de se real lzar, visto que não se

conhecia o real valor da tensão efetiva vertical de campo nos

pontos consi&erados. Porém tornou-se possível, através do laço

descarregamento-carregamento obter-se uma melhor razão de

recompressão (RR) na anál lse destes ensaios.

68

Determinou-se tambdm em 2 ensaios distintos os valores

de º'vm calculados com deformações equivalentes ao final da

consolidação prlmdrla, e a 24 hs de carregamento. Os valores

obtidos demonstraram, como era de se esperar, resultados

superiores de G'vm para as deformacões tp, conforme a figura

(111,121. Tais resultados encontram-se de acordo com os valores

obtidos por GRAWFORD C31l, no qual foi demonstrado que a

localização do trecho virgem e o valor da pressão de pré­

adensamento dependem dos tempos de duração dos estégios de

carga.

Os valores de G'vm presentes à tabela (111.2)

equivalem a deformações de 24 hs do ensaio convencional, tendo­*

se obtido a seguinte correlação com a profundidade :

º'vm = 2,225 z + 7,975 ( 1 1 1 • 1 )

Onde zé a profundidade, em metros

ltt,4,1 - lttttll TIAllt-llflrMltll

Grande parte dos ensaios apresentaram na curva

EV vs. log o'vc uma elevada declividade no trecho inicial, e

*º''' Não se considerou o dado referente ao ensaio SM1D-1B, 16

a 17, por este apresentar um valor extremamente baixo em

função do amolgamento, não sendo representativo para a

,variação real de o'vm.

B9

11 near Idade no trecho v I rgem, resu I ta dos estes atíp I cos para a

argl la da Baixada Fluminense. Estes resultados, apresentados às

figuras (111.12) a (111.15), denotam o elevado amolgamento

presente em subtrechos do depósito do CaJu, em função da

distinta história de tenslles existentes nesta região, como

descrito na capítulo 11. Entretanto, não se acredita que o

amolgamento presente aos ensaios tenha sido provocado pelo

processo de amostragem, ou estocagem, visto que existem

ensa I os com resu I tados de boa qua 1 1 d ade, e que ARAGJIO [5J ao

estudar o depósito de argl la existente à desembocadura do Canal

do Cunha chegou a resultados slml lares.

Observa-se na tabela CI 11 .2) que há uma tendência a

um maior amolgamento na região

profundidades 14 e 17 do furo SM1D,

compreeneflda entre

Justamente em torno

as

do

trecho no qual a amostragem teve recuperação nula. Esta é uma

uma forte evidência que tenha sido nesta região que a

superfície de ruptura e as maiores deformaçlles clsalhantes

tenham ocorrido. Nesta mesma tabela pode-se observar que o

amolgamento ocorre sistematicamente, em maior ou

proporção ao longo da profundidade, resultado este que

contribui àquela hipótese de que antigas superfícies de ruptura

e trechos lndeformados estariam presentes ao de,póslt.o de argl la

estudado.

A heterogeneidade, em termos de compresslbl I Idade,

pode ser melhor aval lada ao se compararem as curvas tensão­

deformação obtidas para as amostras SM1D-1A e 18, nas

profundidades 9 a 10m. Tratam-se de amostras equidistantes 2m

ln situ, o que levaria a suposição de que as curvas obtidas

70

deveriam ser Idênticas caso o depósito fosse "homogêneo",

resultado este não comprovado, segundo a comparação destas

curvas apresentada à figura (111 .15).

As curvas deformação vs tempo, apresentadas às

figuras (111.4) a (111 .11), mostram resultados compatíveis com

o nível de tensão atuante, onde para valores em torno e acima

de 40 kPa o comportamento da curva tendeu a seguir uma forma

sim 1 1 ar à típica observada por Terzaghl nas argl las

lnorgan1cas. As curvas referentes a níveis de tensão Inferiores

não apresentaram, entretanto, esta concordância.

Os resultados dos parâmetros RR, GR e SR,

correspondentes respectivamente aos trechos de recompressão,

compressão virgem e expansão da curva EV. vs. log. o'vc, assim

como os resultados de índice de vazios e índice de compressão

ao lon~o da profundidade, encontram-se apresentados às figuras

(111 .2) e (111 .3). As curvas de correlação I inear com a

profundidade são dadas, respectivamente, por:

RR = 0,202Z + 0,523 ( 1 1 1 . 2)

GR = -0,257Z + 28,044 ( 1 1 1 . 3)

SR = 0,048Z + 4, 1 99 ( 1 1 1 . 4)

eo = 0,069Z + 1,725 ( 1 1 1 . 5)

Gc = 0,006Z + 0,810 ( 1 1 1 . 6 )

Onde zé a profundidade, em metros.

Todas as correlações apresentadas servem como base a

uma estimativa "aproximada" da variação dos parâmetros com a

71

profundidade, lá que verifica-se face aos baixos coeficientes

de correlação,· não serem estas .aceitáveis estatisticamente.

Resultado semelhante foi obtido por ORTIG·AO [95J nos solos

organlcos da Baixada Fluminense - RJ.

111,4,1 - P1rlm1tro1 01dom•trloo1

Para determinação do coef. de adensamento a partir

dos ensaios oedométrlcos podem ser utl I lzados dois tipos de

gráficos, ou sela, o logarítlmo do tempo e a raiz do tempo

contra uma variável que represente a compressão, como por

exemplo a leitura defletométrlca (MARTINS [BOll. Estes

procedimentos são conhecidos como os métodos de Casagrande e de

Taylor, reepectlvamente, cula diferença nos resultados obtidos

situa-se na ordem de 2± D,5, segundo LADD [621, onda o maior

resultado é referente ao método da IF'. Segundo ORTIGAO [941

para qualquer que sela a metodologia adotada os valores de Cv

serão subestimados nos ensaios laboratoriais.

No presente trabalho utll lzou-se apenas do método da

lt' para obtenção de cv nos distintos estágios de carregamento

de cada ensaio, conforme os resultados apresentados à figura

(li 1.16), lá que nos pequenos valores de carregamento não era

possível se utl I lzar a metodologia de Casagrande. Como se

observa nesta figura há uma grande dispersão de valores para os

pequenos estágios de carga, dispersão esta que tende a sofrer

um grande decréscimo para os resultados obtidos com

carregamentos superiores a 40 kPa. Esta redução está

correlacionada sem dóvlda a tend~ncla de decréscimo de Cv

segundo LADD CB2J, com o acréscimo e a aproximação do valor da

72

pressão de consol ldação com a pressão de pré-àdensamento. Esta

tendftncla de elevadas dlspersõea nas fases Iniciais do ensaio

também foi constatada por outros autores na argl la de Sarapuí,

conforme se observa na figura (111.19), tendo sido obtido um

valor mddlo

aproximadamente

de CV

1 , 5 X

no trecho -"I 2

10 cm /s,

normalmente

para ambas

adensado de

as argilas

comparadas. Observa-se, entretanto, que a argl la do presente

trabalho tende a possuir uma faixa de dispersão razoavelmente

Inferior ~quela obtida para a argila de Sarapuí, nos trechos

Iniciais de carregamento. A razão desta discrepancla pode ser

explicada ao se observar a fórmula de cv obtida na teoria de

Terzaghl, que é Igual a:

K CV = (111.7)

mv .yw

Segundo LADD CB2l o valor de cv tende a diminuir,

durante a recompreasão, em função do decréscimo de K e

acréscimo considerável de mv. Ao se atingir a pressão de pré-

a relação K/mv adensamento,

essencialmente

e após esta,

constante, levando a valores

permanecerá

Invariáveis

<teoricamente> de cv. A menor faixa de dispersão obtida para o

CaJu pode ser expl lcada em função do amolgamento da argl la que,

durante a fase de recompressão, Induziu a um acréscimo ainda

maior do parametro mv, levando a valores menores de cv para

esta argl Ia (quando comparados com Sarapu r>. AI dm d Ia to , em

função de um provável adensamento deste depósito arg11oso, os

valores de permeabl I Idade existentes encontram-se Inferiores

aos valores das outras argl las. Isto pode ser comprovado ao

longo da figura <I 11.20), na comparação do índice de vazios e

peso específico ao longo da profundidade.

73

Conforme as figuras (111.17) e (111.18) obteve-se no

trecho normalmente adeneado os seguintes reeuttados médios para

a arglla do Caiu:

-9 2 K = 5,0 x 10 cm /s

-"I mu = 2, 5 x 1 O

2 m /kN

o valor de K encontra-se Inferior à média dos

resultados obtidos por ORTIG~O [9"11 para a permeabl tidade da

argila da Baixada Fluminense.

Apesar de condizente com o que era de se esperar para

argila do CaJu, deve-se levar em conta nestas comparações e em

todas as outras feitas ao longo deste trabalho que estas só

devem ser anal tsadas qual ttatlvamente, Já que só se uti l tzou de

um perfil Isolado da região, que ~ão representa as distintas

seções geológicas existentes no caiu.

111,1 - OIMPAftlCIO OOII IUTIII ÁIIILII

Visando um melhor esctarectmento da mudança ocorrida

nos partimetros originais da argt ta, em função do adensamento

causado pelo antigo aterro alteado na região, comparou-se,

nesta fase do tra_batho, os resultados obtidos na argt ta do Caiu

com os valores "originais" referentes a argi ta de sarapuí e ·do

t ttoral da Bafa de Guanabara (figura 11 .10-a>.

Na figura (111.20) são apresentadas a variação da

a' vm, e o e Yn a t com a prof u n d t d a d e, par a os d e p d sitos d e ar g 1 1 a

comparados. Observa-se haver uma tendftncta, na argila do caiu,

74

da existência de valores inferiores de cr'vm e eo. A razão

destes resultados pode estar associada em parte ao amolgamento

ln sltu da argl la e principalmente ao adensamento parcial do

depdslto. Esta dltlma hipótese também expl Jcarla os valores

superiores de ynat no trecho Inicial da profundidade. Conforme

será observado posteriomente, parece haver a tendencla de um

maior adensamento nestes trechos Iniciais do depósito que nas

reglOes mais profundas do mesmo.

o amolgamento pre~ente à argl la do Calu pode ser

melhor avaliado através da comparação de resultados de CR e SR

apresentado na figura (111 .21). Observa-se que no caso de CR,

os resultados do presente trabalho situam-se numa faixa de

valores consideravelmente Inferior aquela representativa das

outras argl las comparadas. o mesmo ocorre em relação ao

parametro SR, embora numa proporção menor.

Uma melhor descrição dos efeitos do amolgamento sobre

os resultados do ensaio oedométrlco, mais precisamente sobre as

características da curva EV vs. log cr'vc, pode ser encontrada

em MARTINS CBOl. Com base nas comparações efetuadas e nos

resultados obtidos ao longo de todos os ensaios oedométrlcos,

pode-se afirmar que as observações dadas pelo autor acima com

relação as principais características de amolgamento são

comprovadas nos resultados aqui apresentados, entre as quais

citam-se:

(1) Qualquer que sela a tensão vertical efetiva, o índice de

vazios é menor para a amostra de qual Idade Inferior;

(2) Há um aumento

75

de compress I b 111 d ade na \

reg Ião de

recompressão e decréscimo desta no trecho de compressão

virgem.

Na figura (111 .22) são apresentados os va I ores

referentes a argl la do Ca]u e argila do I Iterai da Bala de

Guanabara. Os resultados são plotados segundo o gráfico de

relação entre o índice de compressão e a u111ldade natural do

solo, proposto por LAMBE e WHITMAN CB7J após a anál lse de uma

gama variada de solos submetidos ao adensamento. Observa-se que

os valores encontram-se coerentes com a faixa típica e esperada

de resultados.

76

i CARACTE - i SEQUÊNCIA DE AMOSTRA A P/P : R!BTICA !CARREGAMENTO (~Pai l

:-----·----··------·-··l-----·-········------··-:-·----------'l-·-·-·----··----·-------

lBM10-1A,9 a 10 1,0

BMi0-lA, 13 a 141 1,0

' . ' l BEM LAÇO

H

2,5; 5,0; 10; 20

401 801 1601 320

6401 1601 401 10

,BM10-1A, 8 a 9 0,5 ati 40kPa, COM LAÇO

1 IBM10-18, 11 a 121

1SM10-1A, 17 a 181

H

H

' '

28,51 401 1601

801 401 801 1601

1320; 6401 1601

:•••--·------·---·--•••- -----•--•-•N•-·----:-•••••--•--------1-----------•••-••----

ISM10-18, 9 a 10 H

ISM10-i8, 14 a 151 H

ISM10-18, 16 a 171 ' '

H

TABELA III,1 - RESUMO DAS

REALIZADOS

BEM LAÇO

H

"

3,5; 12,7; 19;

28,51 40; 80;

1601 3201 6401

401 12,7

CARACTERXSTICAS DOS ENSAIOS

:y nat : O'vo O'vm AMOSTRA PROF : eo I G h: a: oc~ RR

m CR m

SR I Cc : QUALIDADE I OBS (%) l (kH/1 l l CkPa) CkPa) (X) :

--------:----:-----:----:---:----:-----:----:----:-----l----:-----:-----:------:----1 I • 1 1 1 I I I , r i 1 1 , , ,

l SH10-1A B A 9 \ 1,8 \ 2,7 l 67,5 \ 16,1 \ 79,2 22,0 0,27 \ 2,65 1 21,51 \ 3,04 \ 0,60 \ BOA \ (1)

:-----l----:-:---t---:---:----:-----:----:-----1-----:-----:---:----:-----:----: :

: SH10-1A 9 A 10 t 2,7 2,6 :1G5,6 1 14,4 83,2 r 18,0 0,21 l 2,57 : 25,80 : 5,20 : 0,95 REGULAR

:---------:-------:-----:----:-----:--------l-----:------:----:----:----:-----:----:------:----1 ' ' : SHHHB : 9 A 10 : 2,2 : 2,7 : 82,4 : 15,3 : 8~,2 57,0 0,68 : 1,84 : 29,61 l 5,53 l 0,95 l BOA

:---------l------J---:----l-----1-----:------:----- -------:----:------:---:----:--------:--: 1:

: SH10-1A l 11 A 12 t 3,2 t 2,7 Ji20,S : 13,8 : 91,2 : 14,0 : 0,15 : 3,32 : 25,30 l 4,98 l 1,06 : ANOLGADO 1 (0

:---. -----:-------:------1----:-----:-----:-----:-------:-----:----r-----:-----:------:-----:-----:

: SH10-1A : 13 A 14 : 2,2 : 2,7 : 84,5 : 15,2 99,2 : 47,0 0,47 l 2,32 t 26,80 : 4,87 : 0,87 : BOA ' ,. :

:-------:------:----:-----:----:------1-----:------:----:----:------r-----:----:-------:------: , MUITO

: SM!i-18 l i4 A 15 l 3,2 2,7 JH)9,S l 13,8 r 103,2 t - : 22,58 : 5,31 : 0,9S AMOLGADO l

:---- ' \----- \----\----- \----- \-----:------:-----:----\-------:-----:-----:----:---------:-----: ' ' : SH10-1B : 16 A 17 : 2,8 : 2,7 :103,5 l 14,S : 111,2 : 13,0 0,11 : 4,99 l 24,17 : 5,11 1 0,91 AHOLGAOD :

------:-------:------:------:-----:------:------:----:----:-----:-----:-----:----:--------:-----: MUITO

! SH10-1A : 17 A 18 i 2,7 J 2,3 1123,7 : 13,7 l 115,2 t - 3,48 l 22,58 : 4,42 l 0,83 : . 'º AMOLGADO l

---------:------:----:-----l-----:-------r------:----r-- -:----:----:-----:----:--------:---: \

OBS : (2J

li) ENSAIO REALIZADO COM LAÇO DE CARREGAMENTO E DESCARREGAMENTO

(2) ESTE VALOR FOI OBTIDO C()NSIDERANDO-SE A PROF. MEDIA DO SHELBY EXISTINDO, PORTANTO, UMA FAIXA OE VARIAC!o DEt2,0 kPa.

TABELA III.2 - REstll!O DOS ENSAIOS OEDOml!ICOS

..._,

..._,

78

Log PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDAÇÃO ( Log ã'vc)

l (Jv~

i (Ev"I----=-.. __ __J <( u j:: CC LJ.J > <( u LL. ·u LJ.J a. lf) LJ.J

o l<C u­<(

:'i: CC o LL. LJ.J Cl

o

RR (Cr)

SR ( Cs)

OBS. : O PONTO 3 CORRESPONDE, NESSE TRABALHO, A UMA PRESSÃO VERTICAL DE 12, 7 kPo

E:v a 6 e

1 + e 0

RR • (E:vl - (E:vl1 RR a cr

' 1 + e0 ( 6 log CYvc }0 _ 1

C R • ( 6 E:v )i - 2

CR• Cc

( 6 log CY~c ) 1 _ 2 1 + e0

SR - ( 6 E:v l 2-3

SR • Cs

a

1 6 Jog cr~c } 2 _ 3 1 + e0

FIG. m.1- ENSAIO OEDOMÉTRICO - OBTENÇÃO DE PÂRAMETROS DE COMPRESSIBILIDADE

E -1 w ~ o º1 z :::, "-0 I ct a.

17

cr;0 e O"vm ( kPa l

1 ' 1-

1 ' 1 \

•' • 1 ' - 1 1

• 1 • .. )-

1 1 1 1 1 erva 1 1

- 1 1 1 1

• 1 • '-

1 1 1 \ 1 \ 1 \ - 1 1 \ 1 • •

- 1 \ 1 \ 1 1 1 \ . 1 \

-

.

,.

.

>

-E

)

1,0

eº 2,0

• \ 1 . \ . \

ea=0,069Z + 1,725 \

1 1

• \ \

Cc

3,0 o 9.s

:1 •

0-1

Ili

• ·12~

E w o <! o 1514 z :, • "-015 ct 1

1 •' \

w o <! o õ z :, "­o ct a. a. Cc '0,0062 + 0.810 \

1 1 . 1 \

• 1 f . 1 1 1 \~ 1 •

. CJ"vm 0 2,225Z+ 7,975

16-I

17~

18'

,·

i . \ l'

FIG. m.2 - ~RÂMETROS cr;o, cr;m, eº e Cc vs. PROFUNDIDADE

ENSAIO OEDOM~TRICO

1,.0

1• 1

1 1

1 • 1

1

.! 1 ___, <O

1

I• 1

1

1 , • 1

1

RR (%) CRI%) SR(%) o 1 2 3 4 5 o 10 20 30 o 1 2 3 4 5 6

8~ \ 1 8 1

\ . l • 1 • 1 \ 1 9~ \ 9 9 1

• 1. '· • 1 •• X 1 1

101 \ 10 1 10 SR=0,0482. + 4,199 1 \ 1 1

li~ \

li 1 li 1 \

RR'0,202Z+0,523 \ i. • 1

• 1 1

121 \ -12 1

_1 1 1 E ·e 1 - 1 E \ "' CR' -0,257Z + 28,044

~ 13 1

-13 \ 013 1 1 ·~ <( e'§ 1 ex,

e'§ • \ o 1 • , i5

o

õ14 \ ~14 1 zl4 1 z \ :::,

:::, ., :::, 1 • 1 "- "-

"- o 1 o o 1 [15 [15 1 a:: 1 1 1 a. 1

\ 1 \ 1

161 \ 16 1 16 1

\ • ,. i-17-I \ 17 1 17

• \ J • 1

18 \ 18

1 1 1

FIG.JII'.3- PARÂMETROS RR. CR e SR VS. PROFUNDIDADE ENSAIO OEDOMÉTRICO

o

10

'1 ~ >

w . _J

<! u i= n: 20 w > o

\<( (>

<! :;; n: o u. w o

30

40

81

2,5 3,8

t:::===t=====t===t:==:E:5,7 1 8,5

i---~~~r-------~----~--------~------------___[~ 12,7

19

28,5

40

eo

160

~ PRESSÃO

( kPal

r :320

---......J-640

FURO: SM 10-IA

PROF :Ba9

0,1 10 102 103 104 TEMPO DECORRIDO (MINUTOS)

FIG. ]l[.4- CURVAS DEFORMAÇÃO~ VS. TEMPO ENSAIO OEDOMÉTRICO

82

40

1 e.. >

"' _J <( o 1- 80 o: 20 w > o

•<C <> <( ::, a:: o "-w o

160

30

• 320

~ 40 PRESSÃO

(kPa)

~ 640

50 FURO:SM 10-IA

PROF: 9 a 10

0,1 10 10 2 103 104-TEMPO DECORRIDO ( MINUTOS)

FIG.m.5-CURVAS DEFORMAÇÃO~ VS. TEMPO ' ENSAIO OEDOMETRICO

~ ~

> u)

. a;! o 1---a: UJ > o

1<( o. <( ::; a:: o ... UJ o

o

10

20

30

40

83

2,5 ~73,8 ª· 12,1

:::::::::::::::1:::::----t--------+...:::====:::r:::::19 r---t----..,r---+===r:28.5 40

160

; PRESSAO

( kPo)

~ 320

640

FURO: MI0-18

PROF: 9 o 10

0,1 10 10 10

TEMPO DECORRIDO ( MINUTOS)

FIG.m. 6 - CURVAS DEFORMACÃO(º/o) \S. TEMPO ENSAIO OEDOMETRICO

-õ ~ >

IU

__J <( b! f-

"' w > o

\<( <> <( ::. "' o IL w Cl

84

o 2,5 3,8 5,7

8,5

12,:Z

19 10

2B,5

40

20

ao

30

160

lrJ PRESSAO

( kPa)

40 v; 320

---1.- 640

50 fURO SM 10-IA

li a 12 PROf

0,1 10 2 103 104 TEMPO DECORRIDO (MINUTOS)

10

FIG. m.. 7 - CURVAS DE'FO R~AÇÁO(%) \IS. TEMPO ENSAIO OEDOMETRICO

o

ro

1 e.. >

..i . ...J <:( u j::

"' w >

~ 20

<> <:( :le

"' o IL

~

30

• 40

85

2,5 5,0

r~~~~IO 20

FURO

PROF

SM IO·IA

80

160

320

0 PRESSÁO

( ~Pa)

v; 640

0,1 10 102 10 10 TEMPO DECORRIDO ( MINUTOS)

FIG.JII.8-CURVAS DEFORMACÁO(%) VS. TEMPO ENSAIO OEDOMÉTRICO

o

10

~ L > w _j C[

20 (.J

1--a: UJ > o

l<t (.J.

I ~ UJ o 30

40

50 FURO: S 10-IB

PROF: 14 o 15

86

2,5

3,B

5,7

B,5

12,7

2B,5

40

BO

-1-....160

~ PRESSÃO

( kPol

640

0,1 10 102 1a3 I04 TEMPO DECORRIDO ( MINUTOS)

FIG.m.9- CURVAS DEFORMAÇÃO(%) VS. TEMPO ENSAIO OEDOMÉTRICO

-;/. ~ >

"' _J <( !,1 1-Q: w > o

l<( l.). <( ::. Q: o lL w o

87

o

10

20

30

40

2,5 3,8

5,7

8,5

12,7

l8

28,5

40

80

160

320

(/)_ PRESSAO

( kPa)

~-1-- 640

50 FURO: SMI0-18

PROF : 16 a 17

0,1 10 10 2 10 3 10 4

TEMPO DECORRIDO ( MINUTOS)

FIG JII.10- CURVAS DEFORMAÇÃO(%) VS. TEMPO ENSAIO OEDOMÉTRICO

o

10

1 !!.. >

i,ó

_J

<t 20 !,? f-D:

"' > o

,<t Ü'

~ D: o "-UJ o

30

40

88

F::::::::~:::::::~:::::::~:::::::~2,5 3,8

5,7

e,5

12,7

19

2B,5

40

eo

160

V) PRESSÃO ( k Pa)

UJ 3W

-----,1_ 640 FURO: SM 10- IA

PROF: 17al8

0,1 10 102 103 104 TEMPO DECORRIDO ( MINUTOS) ,

FIG Jl[.11 -CURVAS DEFORMAÇÃO(%) VS. TEMPO ENSAIO OEDOMÊTRICO

10

> IA/

~zo u ~ .. , > o

1<( <> <( l; (k:

~ UJ e,

30

40

!)0

89

/;:, FURO SM 10 • IA 1 PROF. 9a 10 • IP

0 FURO SM 10 - IA 1 PROF.9 a 10 • 124

4 FURO SM 10 ·IA, PROF. 13a 14 • IP

• FURO SM 10 - IA, PROF. 13a 14 - 124

101 ,J 10 3

PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDAÇÃO, cr~c ( kPa)

FIGlll. 12- CURVAS ENSAIO

év vs. log O"vc • OEDOMETRICO ~API P • 1,0

o

10

õ ~20 >

"' ci u i= cr w > o l<C <.), <t :::. :s:io u.. w o

40

90

1-------------------~

0 FURO SM 10-IB, PROF. 9 o 10

8 FURO SM 10-IB, PROF. 16 o 17

0 FURO SM 10-IB, PROf 140 15

10 10 • PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDAÇÃO, O"vc ( kPo)

' FIG. m.13-CURVAS ev vs. log Ove ENSAIO OEDOM~TRICO- AP/P "0,5

o

10

~ ~

.ii

.J

~ i= o:: UJ

20 > o

'<X o <X :E o:: o "-UJ o

30

40

50

0 FURO SM 10- IA, PROF. B a 9

[) FURO SM 10-IA, PROF. lla 12

0 FURO SM 10 -IA , PROF.17a IB

91

PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDAÇÃO, cr'vc ( kPa)

FIGm.14-CURVAS Ev VS. log O"vc

' ENSAIO OEDOMETRICO (COM LAÇO)-AP/P 11 0,5

92

13 014

8 a 9 ro

li a 12

9 a 10

16 a 17

l20 >

"' ...J <( u >--o:: 14 o 15 w > o

l<t e.;

~30 o::

17 o 18 o u. w Q

40

CONVENÇÕES

... V ___ ~I FURO S M 10 - IA

21 FURO SM 10 - 18

50

10 1o2 PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDAÇ:ÃO,cr,;, (kPo)

' FIG.m.1s- CURVAS Ev vs. log (j'yc ENSAIO OEDOMÉTRlCO

o 1-z w :::, vi z w ~ w o w 1-z w ü e;:

93

SIMBOLO

o

• ô

• o • o

•

SM

SM

SM

SM SM

SM SM SM

AMOSTRA

10 • IA, PROF. B o 9 m

10 • IA, PROF. 9 o IOm 10 "IA. PROF. li o 12m 10 -IA, PROF. 13 o 14 m

10-IB, PROf 14 o 15m 10 • IB, PROF. 16 a 17m 10- IA PROF. 17 o IBm 10- IB, PROF. 9 a IOm

~ u5

Oa-.----------'-,------------'--.,------------' 1 10 10 1a3

PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDA/:ÃO, CJ";c (kPo)

FIG. m.16 - CURVAS Cv VS. log 0-vc - ENSAIO OEDOMÉTRICO

94

2,0,------------.----i--------------,

z ~ 1,5

N E

N

'o ><

> E <( u a: 1-

·W ::; :::, _J

º10 > •

w o <( o _J

aa V) V)

w a: a. ::; o u w o ~o.s a'í ü ;;: w o u

10

SIMBOLO

o

• e,

• o • o

•

AMOSTRA

SM 10- IA, PROF. 8 a 9m

SM 10 - IA, PROF. 9 a IOm

SM 10- IA, PROF. 11 a 12 m

SMIO-IA, PROF.13al4m

SM 10- IB, PROF. 14015 m

SMIO- IB, PROF.16al7m

SM 10- IA, PROf 17 a 1.Bm

S M I O - 1 B , PROF. 9 a I O m

10

PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDAÇÃO, O'vc ( kPo)

FIG. m.17- CURVAS mv vs. ,

log crvc-ENSAIO OEDOMÉTRICO

1o3

8,0.

7,0

6,0

::j"4p "' o _J

rn "' w 2 o: w 0..3,0

2,0

IP

95

SIM SOLO

o

• o

• o • o •

AMOSTRA

SM 10- IA, PROFBo 9m

SM 10- IA, PROF 9 o IOm

SM 10- IA, PROF II o 12m

SM 10-IA, PROF 130 14m

SM 10-18, PROF 140 15m

SM 10-18, PROF 16 o 17m

SM 10- IA, PROF 17 o 18m

SM 10-18, PROF 9 o /Om

19 102 PRESSAO VERTICAL DE CONSOLIDAÇÃO, mie I k Po 1

FIG. m.18 - CURVAS ENSAIO

, K VS. log 0-vc OEDOMÉTRICO

~

"' a 1 " v

'Q .. ~

> u o 1-z w ~ ~ w o

"' w A w 1-z "' ~ ~ (J

96

• SIMB. REFERENCIA

FAIXA DE RESULTADOS 1:1 • DUARTE (1977)

\ FAIXA DE RESULTA DOS

1 COUTINHO 0976)

\ • PRESENTE TRAaA~HO

\ 1 •

1 \

\ •

\ ' 10 1 \

\ •

\ \

1 •

tll \ 1 \ \ ·~\

• '

Q..._ _____ ~--'-----~----'--~-~~-i PRESSÃO VERTlcÀ'?. DE CONSOLIDAÇÃO lfv, ( ~p~~2

~ , FIG.Jl[.19-PARAMETRO Cv VS. 1..0GCívc

COMPARAÇÃO COM RESULTADOS DE OUTROS TRABALHOS ENSAIO.. OEOOMÉTRICO .

(J";m I kPo)

0o 10 20 30 40 so 50

w 1· 7~ / / ~ l / ~ ::i I r ~2~"1=1 ~ \0,\ ::i u\00 oi39 \fO'

... ~ \

4f-10 \º O \ 1 \ \ \

5tll \o ºº\ • \ 1

6-H2 1 \

E -7+13 w

""\' º& \ 00 \ cP lt:11 . \

\ ~ o

•

• a s+14 z 2 a! 9+1s o..

10+16

":1 cm oo

\ º\,, •

11-l-17

1~

º1

Ul "' 1+7 z w z

'Tº ::, , ...J <( • ... u ai 3 9

10

5ill

~ 6 12

s ~ 7-l-13 <( o ~ 8.(...14 :::, u. a! 9 15 o..

10 16

li 17

12

2 eo 3

/ : 4

/~ r~

• • 1 1

/ 1- I /

/ / /~ . / / d g; oº

!·-1- L!1

• I 1º /0,o; / 4

I / /ô /

/ / • •

FIG. m. 20- PARÂMETROS eo. tsnot e CJ'Vm VS. PROFUNDIDADE COMPARAÇÃO COM RESULTADOS DE OUTROS TRABALHOS

Ynot (kN/m2) 5 12 13 14 15 ' o 1 1 '

1 1 j

w 1 7 1 1 U) 1 1 z 1 1

3 uJ :ab ?: 2 C8::, ::;

~ 1 1

::, 1 1 ...J u :cq Xl ... 3 -9 III 1 1

~~ \~ ~ •

4 clO

g \ cm:o 1 \

s " \ \ ai \ •

-6 12 \ \ E 1 \ w

~ \ ~ o 7 13

\ <( o \ \ o \ \ Z8 14 \ Cf' ::, ... \ . o a: 9 15 \ \ o..

\ \ 10 e 16 \ \ co

• li Ll7

• lo

SIM BOLO REFERENCIA

o DUARTE ( 197 7) ----- ORTIGAO !19801

o COUTINHO (1976J

-+- ARAG AO ( 1975)

• PRESENTE TRABALHO

•

•

16

'

4

<D --..,

O 20 30

'

zts •

• • 4 10

E -w • a -,: 6 a 12

o z ::, .... o

~8+14 •

•

10+16

• •

CR (%) 4Q_

1 1 1 1 O 1 00 1 1 1 1 1 1

' 1 1 1 l 1

50

o

ºº ºº

001 1

10 o 1 1 1

1:) alo o ! 1 1

~ l '6 1

1 lo 1 1 1

1 1

a.,l 1 1

oi 1 1 1 1 1 1 1

(D

o o 1 1 1

colo o O 1 1 1 1

CI o 1

00

§O

o

o

o

o

12.L......~~~~~~~~----I

SR(%)

o~ 4 5 6 7 • • • 1

~

E

w a

2

4

~ 6 a z ::, .... o e,: a.

8

10

'

1 1 I 1

1 1

1 0 1 -s I l • 1 i

1 O:) 1 1

• '· 1 o 1 <lo -10 1 I

1 1 1 ~ 1 1

ro o • ~ Ool -12 1 1

cc,OQ ~ :

• 1 1

O:lc I o / o -14 1

., 1

1 1

1 0 1 o 1 I

-16

• •

SIMBOLO REFERENCIA

FIG.m.21-PARÂMETRQS CReSR vs. PROFU COMAI\RN;AO COM RESULTADOS D TRABALHOS- ENSAIO OEDOM~

ô COUTINHO (1976)

O DUARTE ( 1977)

~ ORTIGAO [ 1980) e PRESENTE TRABALHO

\D co

~ ... º UI+ 2

99

CONVENÇAO: ol--------------------t:,""'p=R-ES-EN_T_E-TR,-A-BA-L-H0--4

$ARAGÃO, 1975

10 20 30 40 50 so 10 ao 90 100 200 UMIDADE NATURAL h ( %)

FIG. m. 22 - RELAÇÃO ENTRE O ÍNDICE DE COMPRESSÃO E A UMIDADE NATURAL

( AFTER LAMBE a WHITMAN, 1969)

100

CAPÍTULO IV

ENSAIOS DE PALHETA DE

CAMPO E DE LABORATORIO

1 D 1

ca,fTULG IV

!IIAIOI D! P&LttlTA Dl CAM,o ! O! LAIORATtllll

IV.1 - INTRODUÇIO

Este

campo e ·de

caprtulo apresenta os ensaios de palheta de

laboratório realizados na argila do CaJu.

Inicialmente será apresentada uma revisão bibliográfica

relativa ao assunto, com ênfase nos fatores que influenciam os

resultados dos ensaios de palheta.

IV.e - R!VISao BIBLIOQR.~IOA

a desenvolvimento do ensaio de palheta remonta ao fim

dos anos cinquenta, tendo sido desenvolvido para medida ln sltu

da resistência ao clsalhamento não drenado das argilas e de sua

sensibilidade, sendo larga e continuamente empregado e

desenvolvido até a época atual, face a rapidez de obtenção de

reeultados e conflabl I Idade dos mesmos. Uma pormsnorizada

descrição histórica da introdução e desenvolvimento deste

ensaio pode ser encontrada em FLDDIN e BRDMS C3BJ.

Através dos anos I nllmeros estudos real lzados por

diversos pesquisadores, muitos dos quais citados em CDLLET C27J

e ROY e LEBLANC C102J, demonstraram ser a resistência obtida

através deste método de ensaio dependente de Inúmeros fatores.

Estes, por sua vez, nem sempre concordavam com as premissas

básicas da eq.

apresentadas,

de cálculo convencional, que são abaixo

102

(1) As operações precedentes~ real lzação do ensaio, como a

cravação das hastes e palhetas, não causam pertubação na

a rg l Ia;

(2) A resistência Su é mobl I lzada simultaneamente em torno de

uma superfície cll índrica, tanto na direção vertical quanto

na hor i zonta 1;

(S) Não há consolidação (ou processo de dissipação de poro­

pressão) ao longo do ensaio de palheta;

(4)· O ma teria I argl I aso é cons I derado I sotrópi co;

(5) As tensões de clsalhamento são consideradas uniformemente

distribuídas.

GOLLET [27l em seu trabalho descreveu os inámeros

fatores, coletados na blbl !agrafia então existente, que

Influenciam a obtenção de su das argl las moles. Estes são o

processo de execução. do furo, as dimensões da palheta, a vel.

de rotação, o tempo decorrido entre a cravação das hastes e

Início do ensaio, e a ruptura progressiva, entre outros. GOLLET

[27l também concluiu que além dos fatores acima o atrito

desenvolvido entre os componentes d.o equipamento "convencional"

uti llzado (similar ao empregado no presente trabalho), e os

erros provenientes da cal lbração da mola, tendiam a tornar as

Incertezas dos resultados obtidos ainda maiores, Já que naquela

ocasião haviam dificuldades em se obter valores precisos de

atrito e torque na haste ao longo da profundidade. Tão maior

103

seria a dispersão dos valores quanto menor fosse o momento

resistente obtido na argl la (ou quanto menor fosse o diâmetro

da pa I heta ).

através

Num trabalho mais recente, ORTIGAO e COLLET [97J

do aprimoramento do equipamento convenclonalmente

utll lzado, de forma a dei xi-lo praticamente Isento de atritos

internos e de solo-haste, conseguiram resultados de Su com um

grau de confiabl I Idade relativamente superior. Estes concluiam

ser o ensaio de palheta de campo a melhor maneira de se obter,

no momento, um perfl I de resistência não drenada para o uso em

proJeto em solos moles, ao se empregar o equipamento

apropriado. Segundo estes autores, deve-se ter cuidado ao se

uti I lzar os resultados obtidos com a aparelhagim convencional,

Já que esta, comprovadamente, não el lmlna totalmente os atritos

nem possl bi I ita a correta determinação dos mesmos( face a

elevada dispersão. VEY e SCHLESSINGER (120) e BENNET e MECHAM

[11l, citados neste trabalho, Já chamavam atenção para as

dificuldades existentes~ determinação do atrito solo-haste.

AI guns dos fatores Inicialmente estudados em

bibliografia sd agora começam a ficar melhor compreendidos, em

função dos Intensivos estudos que vem sendo desenvol.vldos nesta

área de pesquisa. Um destes é o ganho de resistência não

drenada com o tempo de espera após a inserção das palhetas.

FLAATE [37l relata estudos real lzados com as argl las marinhas

norueguesas, onde obteve-se su crescentes com o aumento do

tempo de espera. Na ocasião não existia exp 11 cação

satisfatória para o fenômeno, sendo atribuldo a uma ação

combinada da consolidação e migração Interna d'água para a

104

reg Ião na qua I se Insere as pa I hetas. O mesmo resultado tem

sido obtido em ensaios de palheta em laboratório, como por

exemp I o os rea 11 zados por ALMEIDA e PARRY [4l em cau l.i m

reconstituído, nos quais o tempo de espera variou de 1 ·a 20

mln. ROY e LEBLANG [102) afirmam, conclusivamente, não ser o

ensaio de palheta realizado em condições não-drenadas, tendo a

consol ldação um papel Importante na obtenção dos valores finais

de Su. Uma melhor compreensão do fenômeno, entretanto, pode

ser encontrada nos recentes estudos real I zados por MATSUI e ABE

[81), que pesquisaram o mecanismo de ruptura ao longo do plano

de clsalhamento de ensaios de palheta de laboratório, em

argl las reconstituídas (caul 1ml. Nesses traba I hos utl 11 zaram-

se transdutores de poro-pressão acoplados às palhetas e

lnserldo9 na argl la, além de simulações destes ensaios através

de anál Ises numéricas, a fim de se constatar que o excesso na

distribuição de poro-pressões ao longo das palhetas era

dependente da velocl.dade angular empregada e permeabi I Idade do

solo, e que a condição não drenada só se alcançava, para o solo o

estudado, com velocidades angulares superiores a BD /min. Pode

ser demonstrado, nas anál Ises numéricas, que o acréscimo de

poro-pressão induzido pelo clsalhamento era consideravelmente

inferior àquele originado durante a Inserção das palhetas. Este

fato foi comprovado posteriormente por KIMURA e SAITOH C57l

em ensaios laboratoriais com solos coesivos de IP Igual a 20 e

50 respectivamente, utl I izando-se aparelhagem semelhante àquela

previamente descrita pelos outros autores. Neste caso,

comprovou-se que o acréscimo de poro-pressão após a Inserção

das palhetas tende a decrescer e equalizar mesmo durante a fase

de clsalhamento (se esta se real lzar no máximo 4hs depois da

105

Inserção), Já que nesta fase o acréscimo óU tende a ser de

pequena monta quando comparado com a poro-pressão Inicialmente

Induzida. Com tais ~omprovações conclui-se, efetivamente, ser

o ensaio de palhsta realizado em certas ocasi~ee de forma

drenada (ou parcialmente drenada).

Resultado slmi lar, em termos de acréscimo de poro­

pressão na cravação, obteve OAVIES et ai [32l em ensaios

laboratoriais em caullm. Estes, no entanto, ao comparar a

variação de poro-prsssão Induzida no cisalhamsnto com a

velocidade angular das palhetas, concluíram que para pequenas

valor~s de W o ganho de reslstftncla se dá em função da

consolidação da amostra ao longo do plano ds cisalhamento, o

snquanto que para W acima de 30 /mln o ganho em Su está

associado a efeitos de velocidade de deformação, Já que neste

caso não há a possibilidade ds consolidação durante o

clsalhamsnto.

IV.I - PIHIMI DI INIIIII NILIIAIII

Apesar dos diversos fatores qus Influem nos

resultados dos ensaios de pal~éta e que afetam o valor da

resistência não drsnada obtida através dos mssmos, foram

efetuadas medidas de su ao longo da profundidada através deste

ensaio. os obJetlvos deste ensaio foi foram, prlnclpalmsnte,

(1) o levantamento de alguns fatores discutidos nos capítulos

li e Ili, tais como amolgamento e heterogeneidade ln sltu

do solo;

10B

(1) A obtenção de valores de sua serem comparados com os

rei ativos aos diferentes ensaios real lzados, e a serem

utlllzados em futuras análises computacionais.

Assim foi programada uma extensa campanha de ensaios

ln sltu e realizados 11 furos de sondagem, nos quais o ensaio

de palheta era executado a cada metro, sendo precedido doe

ensaios de penetração dlnamica. Obtiveram-se, desta maneira,

84 valores distintos de Su ao longo das duas linhas de sondagem

real lzadas, valores estes que auxl l leram na escolha do tocai de

retirada dae amostras lndaformadas. Foram tambám realizados

ensaios de palheta de laboratório em amostradores de pa,ede

fina, sendo estes executados no topo dos amostradores e ao

longo dos mesmos (ed nas amostras SM10-1A e 16, 8 a 9), com

vistas a uma comparação com os resultados dos ensaios de campo.

OescrtçOee mais detalhadas das etapas de trabalho adotadas

serão apresentadas a seguir.

IV.4 - IIIIPMIINTO I PIHIGIDt .. NTO li lfllAIO

IV.4.1 - ~ft11ID1 dl Palheta de CaMPO

o equipamento utilizado nos ensaios de campo é

pertencente b firma empreiteira que realizou as sondagens,

sendo este s 1ml I ar ao utl 11 zado por C:OLLET C27J.

A

prescrições

metodologia de realização do ensaio seguiu

dadas pela bibliografia existente, conforme

descrição a seguir,

1D7

(t) D método de ensaio de palheta,

Van e•, era rea I i zado através

classlftcado como

de furação prévia

equ I pame·nto d e.. lavagem, aproveitando-se da

"Acker

com o

mesma

aparelhagem a ser utilizada nas sondagens a percussão. A

perfuração se dava num dillmetro de 1D1 mm, sendo real lzada

até uma cota 5D cm superior àquela de ensaio. Nesta etapa,

cravava-se o tubo de revestimento o mais verttcatmente

possível, através do auKíl lo ds um nível de bolha, e

procedia-se a I tmpeza final do fundo do furo com um trado

concha. D distanciamento de 5D cm é uma recomendação da

norma ASTM - 72 citada em CDLLET C27l;

(1) Descida do conlunto de hastes de eKtensão, tendo na

eKtremtdade Inferior a palheta a ser utt ttzada e na

superior a haste de seção quadrada. Tomava-se o cuidado

para não cravar a palheta na argl ta do fundo do furo;

(8) Colocação da peça de fixação da mesa;

(4) Instalação da mesa na peça de fixação;

(9) Cravação estdttca da palheta de aproximadamente 5Dcm no

solo mole, num movimento rdptdo e contínuo;

(1) Instalação do deflect6metro e da manivela para apt tcação do

torque ao conlunto hastes - palheta;

(7) Realização do ensaio com velocidade de rotação igual a B'Y

mtn, conforme sugestão de CADLING e ODENSTAD c211. Esta

vetoctdade também é uma Indicação da norma ASMT - 72 citada

em COLLET C27l, e_ constitua, atualmente, uma prática

padrão do ensaio;

108

CI) Rotação do conJunto no sentido de fechamento da mola até o

uma rotação máxima de aproximadamente 60 , onde, no caso da

argila do caiu, Já se obtinham resistências residuais. As o

leituras deflectométricas eram anotadas a cada 2 de

deformação &ngular;

o (1) Rotação da palheta de 720 , visando destruir a estrutura da

argila existente na cota. de ensaio de forma a obter a

resistência não drenada do material amolgado. o sentido de

rotação era o mesmo que o anterior:

(10) Ensaio com o material amolgado, seguindo os mesmos

procedimentos descritos nos ítens (7) e (8), utl I izando, o

neste caso, uma rotação máxima de 40 ;

(11) Retirada de todo o equipamento utí I izado, permanecendo

apenas o revestimento;

(11) Limpeza do fundo do furo com trado concha e Início do

ensaio de penetração dinâmica (SPT), descrito no capítulo

li, até 45 cm aba~xo da cota final do ensaio de palheta.

o equipamento adotado nestes ensaios embora sela

utilitado palas firmas empreiteiras nacionais

encontra-se, sem ddvlda, em vias de substituição. Isto se deve

principalmente ao desenvolvimento atual de aparelhagens menos

suleltas aos atritos Internos desenvolvidos, ou com sistemas

mais precisos de mensuração destes, conforme exposto em

ORTIGÃO e GOLLET C97l. Com relação à metodologia de

axecução destas ensaias parece ainda não haver um consenso

109

Internacional a respeito dos procedimentos a serem adotados,

visto que nas lnómeras normas vigentes existem dlvergftnclas em

relação a aspectos particulares, como velocidade de ensaio,

prof. de lnserçao, etc. Num recente slmpdslo (ASTM CBJ) foram

apresentadas, com base nas prlnclpale normae vigentes, todas ae

metodologias atualmente empregadas e os detalhes preconizados

para a aparelhagem do ensaio, conforme·as tabelas (IV.1) e

(IV.2).

1v.1.2 - fnaaloa de Palheta de L1bor1tdr10

as ensaios de laboratório realizados na CDPPE

utl 11 zaram um equ I pamento de fabr I cação da Wykeham Farrance

para este fim <o mesmo empregado por ORTIGIO 1941 para os

ensaios real lzados na argl la de Sarapuf ). Os componentes

básicos podem ser vlsuallzados a f.igura (IV.1), e são descritos

como:

(1) Corpo do equipamento

entre si.

formado por peças

Neste são fixados o

metálicas

sistema de aparafusadas

acoplamento das palhetas e haste, o motor e o

transformador, e a base da aparelhagem;

(b) Sistema de acoplamento das palhetas e haste, que possui a

posslbll Idade de movimentação verti cal, através da rotação

de uma manlvela. Neste sistema coloca-se a mola a ser

utll lzada nos ensaios e, no trecho Inferior, fixam-se a

haste e pa I hetas metá 1 1 cas. As deformações são 11 das

através de uma escala graduada existente;

110

<e> Jogo de molas e hastes com palhetas distintas. No presenta

trabalho utl l lzou-se a mola nlfmero 2 e uma palheta com

altura de 25,~ mm e dlametro de 12,7 mm, ou sela, H/0 = 2.

O fabricante fornecia,

calibração das molas,

adicionalmente, as curvas de

porém, conforme será explanado o

posteriormente no apendlce B, utll lzou-se para a mola n. 2

uma constante cal !brada com um equipamento construído

exclusivamente para este fim;

(d) Unidada motorizada em corrente

se acopla ao sistema descrito em Cb).

contínua C15V-OC) que

Interligado a esta

unidade encontra-as um pequeno transformador AC/OC que

converta a corrente alternada de 220V do laboratório àquela

necessária ao funcionamento do motor. A velocidade angular o

CW> despertada na palheta é de 10 /mln, porém existe a

posslbll Idade de, através de uma manivela com correia

acoplada ao sistema motorizado, empregar-se outras

velocidades angulares por processo manual;

(e) Escala de leitura de deformações presente à parte superior

do sistema descrito em (b), cuJa graduação ss dá em graus.

O sistema de marcação é composto por 2 ponteiros que

permanecem Juntos entre si até ser alcançada a deformação

correspondente ao torque máximo. Neste momento o pontal ro

principal começa a acompanhar o solo, enquanto que o

secundário permanece estável na situação de su máximo.

A

prescrições

metodologia

dadas pela

de execução do ensaio

bibliografia existente,

seguiu

conforme

tabelas (IV.1) e (IV.2), e ensaios realizados por OAVIES et ai

1 1 1

[32l, PERLOW e RICHARDS (981, e ORTIGJIO [9"11, sendo descrita a

seguir:

(1) Escolhia-se o amestrador a ser utl I izado e removia-se os

5cm Iniciais do topo da amostra coletada através do

extrator horizontal descrito no capítulo 11;

(i:!) Este amestrador era colocado na posiçao vertical de modo

que a amostra a ser ensaiada, previamente preparada e

situada no topo do mesmo, ficasse~ vista. Esta posição

correspondia à situação original de campo do extrato

argiloso;

(S) AJustava-se na bancada de concreto o equipamento de ensaio

de palheta de laboratório, de forma a posicioná-lo num

local adJacente e superior à amostra a ser ensaiada. A

mola e a palheta adotada iá haviam sido acopladas na

aparelhagem utl l lzada;

(4) Utl I izando-se da manivela des~rita em (b) procedia-se a

operação de cravaçao estátl ca das pai hetas no sol o, numa

profundidade média de 2 cm e num lntervalo de tempo de

cerca de 5 segundos. Procurava-se escolher, na amostra

e n s a I a d a, r e g I O e s u n I formes d e ar g 1 1 a;

(6) Esperava-se cerca de 1 minuto até se Iniciar a fase de

clsalhamento do ensaio. Este tempo está de acordo com o

valor preconizado por ALMEIDA e PARRY ["IJ, Já que, segundo

estes,

de Su;

Intervalos maiores levarão a resultados superiores

112

(8) Marcava-se atravée da escala de leituras descrita em

<e> o torque máximo medido na fase de clsalhamento. No

presente trabalho utilizou-se uma velocidade angular de o

rotação de 10 /mln (equivalente a uma velocidade I lnear v =

W.r = 0,02 mm/s na ponta da palheta> dada pela unidade o

motorizada, e velocidade manual de cerc~ de B1 /mln <v =

0,15mm/s) dada pela manivela. O o b J e t I v o em se r e a 1 1 z ar o

ensaio com estas distintas velocidades era, no caso do

sistema motorizado, de ss comparar estes resultados com os

valores obtidos nos ensaios ln sltu, no qual v era de

o,o"lmm/s, enquanto que no caso do sistema manual

obJetlvava-se comparar os valores de resistência (com a

velocidade preconizada por PERLOW e RICHAROS C9Bl) com

aqueles obtidos no sistema motorizado;

(7) Os procedimentos descritos sm ("\), (5) e <B> repetiram-se 4

vezes para cada profundidade da argl la ensaiada, de forma a

se obter dois valores para cada uma das duas velocidade.

No caso de obtenção de torques bastantes distintos entre

si, para uma mesma velocidade, procedia-se a realização de

mais 1 ou 2 ensaios de forma a ss obter um valor médio mais

representativo;

(8) Real lzava-se ensaios .de atrito com a utl I ização da haste

cega, numa mesma prof. de cravação e tipo de material que

foram adotados nos ensaios de resistência. A metodologia

d e cravação é s I m 1 1 ar a o que f o I d e s c r I to em < 4) e < 5 >,

tendo sido· real lzado 3 ensaios distintos para cada o

produndldade ensaiada, com uma velocidade de 10 /mln. Os

113

valores de su apresentados ao longo deste capítulo Já se

encontram corrigidos para o efeito de atrito solo-haste;

(8) Ao final dos ensaios procedia-se à coleta do material

cisalhado, e remanescente, de forma a se obter em estufa a

uml d ade natura 1.;

(10) Levava-se novamente o amestrador ao extrator horizontal

para a remoção do trecho ensaiado e, quando deselado,

preparação de uma nova prof, de amostra a se ensaiar.

a 1 B,

Adicionalmente real lzou-se no amestrador SM1D-1A, 17

ensaios com a amostra no estado natural e amolgado (após

2 revoluções da palheta), procurando-se obter valores de

sensl bl 11 d ade dos ensaios de I aboratór I o.

IV.6 - RESULTADOS ~BTIOOS

IV,6,1 - Formuldrlo tUtl 111.ado

A equação empregada no cálculo da resistência não

drenada ao cisalhamento,

laboratório, é dada por,

su = 2 H

7T o ( 2

T

+

para os ensaios de

o

6

campo e

( 1 V. 1 )

Onde T é o torque máximo medido descontado a parcela

114

de atrito. Para a relação usual "H/0 = 2

slmpllflca-se para:

T Su = 0,86

3 110

a eq. (IV.1)

( 1 V. 2)

Em uma anál lse mais moderna do ensaio de palheta com

base em anál Ises experimental e numérica, relatada em detalhe

por WROTH (124) e entre nós por ORTIGAO (96J, sugere-se a

equação abaixo para a obtenção de Su:

T su = 0,94 (IV.3)

3 11 O

Tendo em vista que a eq.(IV.3) nã~ é ainda adotada

nas normas I nternac I ona is só será aqui utl I i zada a· eq. ( 1 V .2),

Já que esta é largamente empregada.

Com relação a esta equação, algumas observações se

fazem necessár Ias, a saber:

(1) Na obtenção dos valores de resistência não drenada Su foram

assumidas todas as hipóteses descritas no Item (IV.2);

(2) A parce Ia de atr I to só fo I descontada nos ensa I os

laboratoriais visto que,· quando da real lzação dos ensaios

in sltu, não havia ainda uma definição clara com relação à

real lzação e escopo da presente· dissertação.

115

IV.5.2 - Reaultadoa

Nas flgs. ( IV.2) e ( IV.3) são apresentados os

resultados de Su para o solo no estado natural e amolgado, os

valores de umidade obtidos (h'I,), e as respectivas cotas de

ensaio referentes a cada furo de sondagem real lzado. As curvas

típicas de resistencla versus angulo de rotação da palheta

encontram-se apresentadas à figura (IV.4).

Na tabela (IV.3) são apresentados os resultados de Su o o

para as velocidades angulares de 10 /mln e 81 /mln, referentes

aos ensaios de palheta de laboratório. A diferença percentual

entre os resultados também é apresentada nesta tabela. os

valores de senslbl I Idade, obtidos nos ensaios laboratoriais,

encontram-se apresentados à tabela (IV.4).

Nas figuras (IV.5) e (IV.6) pode ser visualizada a

variação de reslstencla não drenada ao longo das amostras

ensaiadas em laboratório, sendo também apresentado os valores

de umidade e da cota relativa a cada ponto ensaiado.

Na figura (IV.7) são apresentados os va I ores

referentes aos ensaios de pal.heta in situe de laboratório,

plotados em relação a cota de cada ensaio. Os valores de o

laboratório referem-se à velocidade angular de 10 /mln., sendo

mostrada as curvas referentes aos valores médios e máximos

obtidos,

116

IV.e - o,scussao DOS R!SULTAOOS

Conforme pode ser observado nas figuras CIV.2) e

(IV.3) os valores de sensibilidade obtidos nos ensaios de campo

possuem uma média em torno de 2,0'± 1,4, valor este que segundo

SKEMPTON e NORTHEY C112l claselflcarla a argl la do CaJu como

sendo de baixa a média sensibilidade. Observa-se que COLLET

C27l encontrou uma senslbl I idade média igual a 2,B e ORTIGÃO e

COLLET C97l, com o equipamento melhorado, obtiveram o valor de

4,4 para a argila da Baixada Fluminense. Os valores de

senslbll Idade dos ensaios de laboratório encontram-se de acordo

com a faixa de variação obtida com os resultados dos ensaios ln

sltu. Nota~se, entretanto, que face à elevada heterogeneidade

de resistências da argila do CaJu, foi obtido um elevado valor

de dispersão (para uma precisão de 96%), o que torna a média

assim obtida com pouca representatividade, do ponto de vista

estatístico.

Como se observa na· figura (IV.4) a forma das curvas

da deformação da mola versus. angulo de rotação da palheta não

esteve, na maioria dos ensaios, de acordo com as curvas típicas

descritas em COLLET C27l para a argila indeformada de Sarapuf.

Tal fato ressalta a hipótese de amolgamento ln sltu da argila

do Calu, Já que, como se pode observar, alguns dos ensaios de

campo resultaram em curvas de material "lndeformado" Iguais ou

até Inferiores as do material amolgado· (com su residual) dos

outros ensaios. Por outro lado na grande maioria das curvas

obtidas para o material "lndeformado" não se constatou um pico

de resistência pronunciado. ~ Interessante notar na fig

(IV.7), com relação ao aspecto de resistência natural da argl la

11 7

do CaJu, que a existência de valores de su bem abaixas da média

em subtrechos tocai lzados (trechos estes provavelmente

amolgados), levam-nos a pensar na hipótese de que antigas

superfícies de dest lzamento pré-existentes, ou que a atual

recentemente ocorrida, teria reduzido os resultados do su

"natural" a estes valores amolgados.

Acredita-se no entanto que, associado aos fatores

externos de ocupação e h i stór Ia geo l óg I ca que tendem a

dispersar os resultados de su obtidos, outros fatores estiveram

presentes, como aqueles relacionados por COLLET t27J em relação

às dificuldades encontradas e erros Inerentes ao ensaio de

palheta de campo. Acredita-se, porém, que a Influência destes

fatores (atritos, etc.) nos resultados da argila do CaJu tende

a ser Inferior que aquela oriunda dos condicionantes geológicos

e ocupacionais externos. Ou seJa, a dispersão dos valores de

Su encontrada se dá em função, principalmente,

aterramentos e ruptura de aterros da região.

A reduzida resistência da argl la,

dos constantes

em subtrechos do

depósito argt toso, pode ser bem caracter I zada com os va I ores

i n f e r I o r e s a p r e senta d os nas f i g u r as ( 1 V . ,2 > e ( 1 V • 3 > •

Adicionalmente pode ser constatado que, no furo SM10, a região

de menor valor obtido para su situa-se em cota próxima àquela

em que nos furos SM10-1A e 1B a recuperação de amostra

indeformada foi nula. Tal trecho situa-se, Inclusive, em região

amolgada. Isto teva a crer que alguns dos valores mínimos de

resistência referem-se a "marcas" deixadas pela passagem das

superfícies de ruptura.

118

Com relação ainda às figuras <IV.2) e (IV.3),

observa-se que há uma tendência de ocorrência de valores

relativamente superiores de su nos trechos em que a espessura

do aterro pré-existente é maior (furos SM-2, SM-7 e SM-9),

o que leva a conclusão de que o adensamento deste antigo

aterramento Já contribuiu, num certo percentual, a um

dos valores originais de Teslstêncla ln sltu.

a este aspecto, LAW CB9J através da análise

lndmeros casos históricos em que se tinha os valores de su

acréscimo

relação

com

de

antes e depois do alteamento do aterro, chegou a conclusão de

que a geometria deete e a sua relação com a espessura de argila

no depósito é o fator mais Importante no acréscimo de

reslst&ncla por adensamento. Comprova-se com base neste artigo

que existiam condições propícias, dadas pelo antigo aterramento

do caJu, a um ganho de resistência não drenada por adensamento.

Nas figuras (IV.5) e <IV.B) estão apresentados, em

função da profundidade ao longo do amostrador, os valores de

resistência não drenada e a umidade respectiva. Observa-ee

que, no caso da figura (IV.B), há uma tendência acentuada de

crescimento de Su com o decréscimo da umidade ao longo da

profundidade. Entretanto, no trecho Inicial deste amostrador e

ao longo daquele representado na fig. (IV.5), esta correlação

entre su e h não se verifica. E pr~vável que, conforme

observou ORTIGllO t94l nos seus ensaios de palhe·ta na argl la de

Sarapur, tal fato esteJa correlacionado a um amolgamento da

argila existente no topo do amostrador, que levaria a menores

valores de Su nesta região.

11 9

A heterogeneidade de resistência ao longo do depósito

pode ser comprovada através da comparação dos resultados

expressos às figuras (IV.5) e (IV.6), onde, para cotas

equivalentes, há uma variação de até 61% entre os valores

apresentados.

,

Com re I ação à ve I oc idade de rotação dos ensa I os de

palheta de laboratório, cu j os resultados encontram-se

apresentados na tabela (IV.3), não foi observada uma tendência

de crescimento de Su com a velocidade angular, conforme exposto

em DAVIES et ai C32J e em outros trabalhos. Com base nesta

tabela observa-se que os res.ultados apresenta~am uma variação

percentual de -2D% a +qo%, com uma média estimada em +2,0%,

resultados estes que podem ser expt tcados ao se considerar as

heterogeneidades presentes em cada ponto da argl la ensaiada, e

ao se tevar em conta que o emprego da velocidade manual estava

sul eito a maiores dlscrepanctas que a uti I lzação da velocidade

motorizada. Observa-se também que com base nestas velocidades

adotadas e nos resultados de angulo de rotação para o pico,

expressos na tabela (IV.3), que a ruptura ocorreu num per(odo

de tempo superior aos 3 mln. máximos recomend_ados .<na tabela o

IV.2), nos casos em que a velocidade angular foi de 10 /mln.

Isto está correlacionado à consistência da argl la amostrada

que, em alguns casos, mostrou-se bastante superior àquela

normalmente encontrada para a argl la da Baixada Fluminense. o

Entretanto, para os casos em que se empregou W = 81 /mln os

valores de tempo de ruptura tenderam para a faixa recomendável

(1 a 3 mtn.).

pa I heta

mostra

120

A comparação de valores obtidos nos ensaios de

de campo e laboratório,

uma boa concordêncla em

apresentada na figura (IV.7),

termos de valores médios.

Observa-se também que, face à dispersão ci~s resultados, não se

constata

máximos

uma tendência ao crescimento ( à exceção dos

"lndeformados") de su com a profundidade.

valores

Nota-se

Inclusive que os menores valores de resistência equivalem, em

gera 1 , aos ensaios ln sltu, o que nos leva a supor que os

trechos mais amÕlgados não foram recuperados pelos amostradores

utl 11 zados.

A discussão dos resultados dos ensaios de palheta naB

anál Ises de estabi I Idade efetuadas será apresentada no capítulo

V 1.

-----------------------------------------------------------------------NORMAi

ENSAIO DE ASTM BR ITI\NICA NORUEGUESA

lPARAMETRO LABORATÓRIO :------------------ ........ ;-------------:-------------1------------:------------------:

RELAÇ1\o H/D 2: 1

ACURACIA DO TOR0UE : 1,2 kPa

' ' ' ' ROTAÇ~O DA PALHETA l ENGRENAGEM

( 1 ) : RELAÇi'iO DE AREA • •

FORMA DA PALHETA

< 12,:

RETANGULAR ou

CÔNICA

2: 1 2:í 1:1 ou 2:1

l D.: DA FAIXA : 0,57. DA DE VALORES l FAIXA DE (0 A 700Nml l VALORES

' ' ' ' ' ' • • l ENGRENAGEM l ENGRENAGEM l SIST. MOTORIZADO

' • • •

., •

' ' < 12% • •

RETANGULAR

• • < 127. ' < 15:1.: •

RETANGULAR RETANGULAR

--------------------------------------------------------------------------

' '

'

(1) NOTA: Definida como a rela,ão entre a área da se,ão transversal da palheta e a

área do círculo de di~metro igual ao di~metro da palheta.

TABELA IV.1 - DETALHES DO EiUIPANEHTO PARA OS ENSAIOS DE PALHETA (ASTK, 1987>

f-> N f->

--------------~-----------------------------------------------------------------

PARAMETROS ASTH BRITANICA NORUEGUESA ENSAIO DE

LABORATÓRIO 1--------------------~-------------:-------------:------------1------------------1

Prof. Inser~ão 5 X Dfura

o Ve J • Rot ai::ão 6 /Min.

Tempo para Ruptura 2 a 5 Min.

N. Revolljl;;Ões para il/!

Su amolgado

Tempo de Espera Nenhum ou

< 1 Min.

Intervala de prof. } 0,76m

para cada ensaio

3 :< Dfuro 500 mm

o i o 6 a 12 /Min.i 12 /Min.

5 Min. 1a31'\in.

6 25

S Min. < 5M i n.

} 0,50m 015 a im

a 60-90 /Min.

1a3Min.

5 a 10

•( 1Min.

TABELA IV.2 - PROCEDIIIEHTOS PARA OS ENSAIOS DE PALHETA (ASTK, 1987)

' '

"" N N

123

ANGULO D[ ROTAÇAo : o Si.! !IPal :. OIFERENÇA :

ANOSTRAOOR PARA O PICO ( ) i :------------:--------------: PEJlCOOUAf. 1 1 o f o I o I o i li / HIN i 81 / NIH : it / NIN : 81 / HIH i II)

:----- :---_;·l---:---1----:--· :

: S/111-IA, 8 A 9 S8 73 13 16 + 23 1----------1----:-----:-----1---"'!'---1----:

t 1 : SHil-iB, 8 A 9 : !G : 19 9 7 : • - 22 :-- ---l-----1----:---:--·-:----J

: SlliHB, 9 A U : 31 ' '

:-------:----:----'---:

: SlliHA, li A 12 : ~

7 9 + 22 --:-----:-----:

9 9 • :-- ---:----!----:-----

: SIIIMA, !3 A !U 21 5 5 • :---------:- --:-----:-----1---:---1

: SHll-!B, !3 A H : 31 39 1 6 - 14 :-------:---:---:---:---:---:

: : SIIU-18, !1 A !5 1 8! 81 18 !7 - 5 1-------.-:----I-C---1----:-----1----:

: 1 Sll!MB, 16 A !7 1 2:i 33 5 7 H9 :-------:---:----:---:--:----:

: Sll!HA, !7 A 18 : 22 5 - 29 --------· ---- -------

ces. t: os ENSAIOS FORM REALIZADOS, Ell SUA 11/iIORIA, HO TO/O DO MOSTRADOR.

OIIS. 2: HO cALCULO DA DEFORHAÇ~O 111'.0IA J! FOI D!:SCONTltOA A PARCELA EiUIVAI.EIITE AO ATRITO, o

OIIS. 3: A VELOCIDltOE OE 81 /llIH FOI CONSEGUIDA 11/ilf\JPUEJITE.

Tlllla.A IV.3 - Tlllla.A CO!ll'MATIVA D[ RESU.TAOOS D[ EllSAIOS C-011 DIFEREIITIS VEI.OCllll,IJES

EllSAIO D[ PAL'ETA DE LIIIIORATÕ!IIO

MOSlRADOR

..

. t P01íl0

o N.

124

MGULO DE Ãl«i1l0 OE h Su <PICOl Su (AJ10!.6)

ROT. PICO i ROT.AliOL6AOO i m : · m m UPal 0Pa)

S8ISI91LIOADE

Si1(P)

Si1(Al ,-------:--.:---:----:----:----:-----:------1

: 44 16 9,6 2,7

:----: l------:-----1------:- --:----.... -1

i Sllil-lA, 17 A IB 2 : 82,Ja : 47 IB :---: :----:---

3 4B . 1 1 2B

11,2 3,9 :------:----:-

: 11,4 6,1

----- ---

OBS. ll os DISAIOS FORAi! REA!.IZAOOS SB! LEVAR El1 CONSIDERAÇÃO A PERDA POR ATmo NA HASTE o

OBS. 2: A 1/fl.OCIOAOE DE ENSAIO FOI DE li /HIN

TABELA IV,4 • YARI~ DA SENSIBILIDADE DA MOSTRA Ell lll'A 1E5M COTA

00\10 OE P/ilfTA OE IJJIOIIATOIIO

2,6

1,7 ' . 1

..

VISTA DE LADO

125

V

ESCALA GRÁFICA

º• M J M •1p (cm1

VISTA DE FRENTE

FIG.N.1 - APARELHAGEM DO ENSAIO DE PALHETA DE LABORATÓRIO

SONDAGE M 1 COTA S M- 11 S M- 10 S M- 9 S M - 8

Su h Su h Su h Su h (kPa) (%) (kPal (%) ( kPa) (%) ( kPal (%)

1b 2'0 30 io 1 ::() 1'0 2b 30 1 do 3

10 ' 20 10

o -

-~

-10

-1=

ARGIC.A 88,0

"AMOLGADA" ' j 112,4 64,8 ' , /

\ ... f+r' \ ' ·, 78,7 ' ' / ' ,, '

' ~' 55,1 / /

' ' ~/ /~ ...... ~ • ' 76,5 ,, , / : -- 97,4 -f-.( '', ,. ............ ', ', ---_:::: -... .- 81,0 '· 89,7 - -b,~' ...... /" ____ ..,..

: ; \\ ---- (<'

.... --- ', .... _ ... _ - .:::_,,~ .w. 70,0 92,4

/ / 77,0

_.,- ..............

/ - ARGILA "INDEFORMADA"

FIG.nt.2- CURVAS DE VARIAÇÃO DE Su (pico), h (%) VS. COTA (m) UNHA DE SONDAGEM N2 I ENSAIO OE PALHETA DE CAMPO

SM - 7

Su ( kPa)

t'o 2'o

h (%1

30

76,3

1---' N

°'

SONDAGEM

1 COTA SM-6 SM-5 SM-4 SM-3 SM-2 Su h Su h Su h Su h Su h

1 kPa) (%) (kPa) (%) (kPa) (%} (kPa} (%} (kPa) (%)

1'o to 30 i'o 20 30 i'o 20 310 1'o

1 30 1'o 20 ~o 20

114,8

o -120,2

J \ • • 76,2 97, I

-5 .. • i I ' I , . 80,6 ~-60,4 I !

..... '",, 97,6 ' . ~' . ' ' ARGILA

I I r-tf; ....... ~ 88,5 ' ,_ 90,2 t'77 "AMOLGADA' • ~

\ I , f*l . I , ... ---- --- -

101,9 100,1 I , 113, 1 .. ' ' ''· f-+l I / -10

' ; ' ' 87,9 114,5 , ,-' '-, ' 1 • ' . h'-,1 : ! 1

' , .. - ,· , '· : ' /, +i:, ', ',, '• ' ' 1 103,9 '/ 80,1

' ,' / f,-1~( . ' 1 .,..,.,,,. .. , / 123.1 79,1 ' 82,0 ' ARGILA ' ,, ' '· ' --- , .

"1 NDEFORMADA ' ' _,, , '

-1~ // .. ,

FIG.Ill.3-CURVAS DE VARIAÇÃO DE Su (pico). h(%) VS. COTA (m) LINHA DE SONDAGEM N! 2 ENSAIO DE PALHETA DE CAMPO

rr1

t fí' 4-4 ti

1

' µ ~'

SM- 1 Su

(kPa)

i'o 2'0 30

h

(%1

107,8

92,2

107,8

84,9

,_. N __,

30

~ -" 20 ~

V)

10

30

& "" 20 cil

10

128

SOLO INDEFORMADO--­SOLO AMOLGADO ------

N• FURO COTA

1 SM-10 - 4,32

2 SM .. fO - 5, 32

3 SM-10 · 6,32

4 SM-10 - 7, 32

4

40 50

ROTAÇÃO DA PALHETA (GRAUS)

SOLO INOEFORMADO~~­SO LO AMOLGADO

N• FURO COTA

1 SM•IO -e :,2 2 SM-10 - 9,32

3 SM·IO ·10,32 4 SM .. JO • li ,:!12

20 30 40 50 ROTAÇÃO DA PALHETA ( GRAUS)

/\

FIG.nz:. 4 - CURVAS TÍPICAS Su VS. ANGULO D E ROTAÇÃO DA PALHETA ENSAIO DE PALHETA DE CAMPO FURO-SM 10

COTA PROF. ANG. DE h ROT. PICO

Su ( kPo)

(mJ (cm) ( o ) (%)

o 1b 20 -4. 78 20 59 64,7

' ' ' -4,83 25 73 68,6 ' ' ' '

-4.88 30 85 73,6 ,,

\ \

-4.93 35 \ 91 77,5

/ I

I -4,98 40 83 78,7 • • 1 1

-5,03 45 84 79,3

085.1: NO CÁLCULO DE Su ( kPo) JA FOI DESCONTADA A PARCELA EQUIVALENTE AO ATRITO DESENVOLVIDO AO LONGO DO FUSTE DA HASTE

085.2'. A VELOCIDADE ANGULAR ADOTADA NO ENSAIO FO! DE 10°/min

FIG.nz:_5 """. CURVAS DE VARIAÇÃO DE Su (pico). h (O/o) vs. COTA (m)

AMOSTRADOR SM 10-lA, PROF. 8 o 9

ENSAIO DE PALHETA DE LABORATÓRIO

~

N '-"

COTA PROF. ANG. DE h Su (kPoJ ROT. PICO

(mJ (cm) (º) ("lo)

l'o 2b -4,92 o 40 80,5

,' I

I -5,02 'º 33 78,3 I

/ /

/ / -5,07 15 19 . 86,7

' ' ' ' -5,12 20 36 83,7 ', 1

1 1

-5, 17 25 32 79,8 ' --------- ·,:;.

-5,22 30 76 66,7 --- ·, ' ' " -5,27 35 '91 60,5

' 1 1 1 -5,32 40 90 66,5

/ , -5,37 45 78 64,2

/

OBS. 1: NO CALCULO DE Su (kPo) JA FOI DESCONTADA A PARCELA EQUIVALENTE AO ATRITO DESENVOLVIDO AO LONGO DO FUSTE DA HASTE

085.2: A VELOCIDADE ANGULAR ADOTADA NO ENSAIO FOI DE 10º/min

FIG.l'SZ:.6 - CURVAS OE VARIAÇÃO OE Su(pico}, hf/o) VS. COTA (m} AMOSTRADOR SM 10-JB, PROF. 8 a 9 ENSAIO OE PALHETA DE LABORATÓRIO.

~

'-" o

E <( f-o u

131

Su I kPa) o 10 20 30 o~---J---.....J.----'----........ --_..__ __ ........

-5

-10

VALORES MEDIOS OBTIDOS;

ATERRO ( w ' 10°/min 1 Su ' 8,66 kPo

+ \ ( campo 1 Su' 8,61 kPo

1 ARGILA

1 \ 1. • •. \ • i

• 3 \ • .4 •\

• \ ·~ • •• \ , CI./RVA Su X Z PARA VALORES MAXIMOS OBTIDOS

\·' • Su • 11,87 - 0,48.(COTA)

1 MÉDIA DE TODOS 1 • OS VALORES ••

1

Su '8,63 kPo 9

LABORATOR!O ., SM10-IA,8cr9 .2 SM 10 -18,8 a 9 ., SMI0-18,9010

•• SM 10 - IA, U o 12 • FURO ., SM 10-IA, 13014 SM- 10

•• SMIO -18, 13014 . , SM 10- 18, 14ol"5 .. SM 10 - 18, 16 oi?

•• SMIO-IA,17018

FIG.IIZ:. 7 - COMPARAÇÃO DE RESULTADOS OBTIDOS NO ENSAIO DE PALHETA DE CAMPO E LABORATÓRIO (w• 10º/min)

5

10 0

~ <f)

o a:: :::, u..

E e.: o a::

15 a..

132

OAPrTULO V

~NSAIOS TRIAXIAIS

133

oa,rTULO V

!IIIAIOI TRIAXIAIS

V,1 - INTROOUOIO

Este capítulo apresenta todos os procedimentos,

equipamentos, resultado~ e comparações dos ensaios trlaxlais

rea I i zados nesta fase da pesquisa. AI ém dl sso, uma breve

revisão bibliográfica será dada a seguir.

V,I - !NIAIOI TRIAXIAII IM IOlOI ARIILGIOI: RIVIIII

IIILIOGRAPIGA

Os ensaios trlaxlals são utll lzados largamente na

mecânica dos solos na previsão de parametros de resistência e

de deformação. Constituem um precioso meio de simular, em

laboratdrlo, distintas condições de drenagem, estados de tensão

e mecanismos de deformação que, analogamente, deverão ocorrer

em campo no problema estudado. Dentre os tipos de ensaios

trlaxlais, o ensaio trlaxlal CU tende a ser o ensaio

preferido para a análise de aterros sobre solos moles, face às

diversas vantagens que o mesmo apresenta, como rapidez de

execução, posslbl I idade de execução de diversas tensões de

consolidação, etc.

A previsão da resistência e deformação da argl la em

função dos dados obtidos nestes ensaios, tem levado a diversas

propostas com relação ao tipo de ensaio cu a ser realizado. ' LADO CB1J sugere que os fatores mais preponderantes na previsão

134

da resistência não drenada obtida em ensaios do tipo CU são os

efeitos de pertubação e o sistema de tensões apl lcados na

amostra.

NOQRANY e SEED C92l estudaram o efeito da redução de

tensões anlsotróplcas de campo, durante a fase de coleta da

amostra, nos parametros de resistência e poro-pressão

originais do solo. Segundo estes, ao ser desconflnada, a

amostra coletada passará a ter uma tensão lsotróplca efetiva de

v a I o r o' p s < e n t r e o' v o e K o o' v o ) , v a I o r e s te q u e c o m o

amolgamento dado pelo manuseio em laboratório tenderá a se

reduzir. Esta mudança das tensões efetivas originais da amostra

levará com que, nos ensaios LILI, a mesma a~resente valores

Irreais de sue Af na ruptura que, segundo LADO C61l, para os

solos normalmente adensados s!lo da ordem de 10 ±5% Inferiores

àqueles esperados <caso não hala amolgamento). A discrepancla

de resultados dada pelo amolgamento levou com que LADO e LAMBE

C64l propusessem uma metodologia de ensaio em que apl lca-se uma

correção em Su, em função do grau de pré-adensamento que a

amostra viria a ter após redução de o'ps para o's pelo

manuseio em laboratório,

Algum tempo depois, BJERRUM C16l propôs que a

condição necessária para a medição confiável das propriedades

reais da amostra de argila em laboratório seria dada pela

consol !dação desta às mesmas tensões efetivas de campo, através

do ensaio CKoU. Entretanto, o adensamento lsotróplco da amostra

à tensão efetiva vertical de campo < o'vo) é um procedimento

prático e aproximado da metodologia préviamente exposta, tendo

135

- sido utt llzado nos ensaios do presente trabalho. Com relação~

adoção desta prática LADO t61J apresenta algumas considerações.

Por exemplo, em função do baixo valor de cr's após a amostragem,

a reconsot tdação tsotróplca em laboratório li pr11ssão cr'vo

levará o corpo de prova a um decréscimo de umidade fazendo com

que o valor de su assim obtido seJa superior àquele referente

ao ensaio consol !dado anlsotroplcamente lls pressões cr'vo e

Kocr'vo. Isto ocorre porque na consolidação lsotróplca a

amostra estará suJelta a uma tensão média superior llqueta

existente para a consol ldação antsotróplca, que, neste caso, é

próxima da tensão octaédrtca.

Para valores de cr'c entre cr's e 2 a 4 vezes cr'vo a

argt ta comporta-se como se estivesse pré-adensada. Entretanto,

se cr'c é superior a esta faixa de pressões, o resultado

de Su/ cr'c torna-se constante, vindo a Induzir na argila um

"comportamento normal 1zado" (HENKEL t4BJ). Foi com vistas a

uttllzaçã.o dos parâmetros normatizados que LADO e FOOTT t66J

desenvolveram o método SHANSEP. Esta metodologia consiste em ee

avaliar precisamente as caracter.rsttcas oedométrtcas, e o

histórico de tensfies do depósito de argila, e aplicar-lhe o

conceito de parâmetro normal lzado, com a final idade de se obter

um perfil representativo da restst8ncta não drenada Isenta dos

efeitos de amolgamento, amostragem perfeita, etc. As principais

etapas do método são dadas por:

(1) Investigação do perfil geotécnico através de sondagens e

ctasstftcação geotdgtca do mesmo;

(2) Aval lação da história de tensffes do depósito através de

ensaios oedométrtcos em amostras de excelente qual Idade;

136

(S) Reconso 11 dação das am.ostras do

condição "normalizável", para

adensamento artificial através

ensaio trlaxlal

então aplicar um

da redução das

até a

pré­

tensões

confinantes.

normal lzados

Destes ensaios obtêm-se os parãmetros

dados de

depósito.

necessários ao cálculo, em conJunto com os

(1) e (2), da reslstencla não drenada do

Este método é totalmente dependente de um perfeito

conhecimento da história de tensões da argila estudada, não

sendo vái Ido para casos em que a amostra apresenta

caracterrsticas não normal lzávels, sela por alta senslbl I idade

ou por cimentação da argl la. Depósitos em que há uma elevada

variação dos parametros oedométricos com a profundidade (ou que

há subadensamento e amolgamento de subtrschos, como no caJu>

não. são proprcios à apl !cação desta metodologia.

HANZAWA [43l através da anál lse de establ I idade de

casos reais de aterros levados à ruptura sobre solos

normalmente adensados, afirma ser o método SHANSEP conservador

para os solos que sofreram o processo de "envelhecimento"

("aglng"), Já que nestes o valor de su obtido nesta metodologia

chega a ser até 22~ Inferior àquele real in sltu. COATSWORTH e

HOBBS [2Bl nas discussões posteriores daquele trabalho afirmam

serem os resultados de Hanzawa multo generalizados, Já que a

maioria · das argl tas Já sofreu o fenômeno de "envelhecimento".

Estes propõe que a metodologJa SHANSEP só sei a apl !cada em

argilas de baixo IP, mesmo que •envelhecidas", sendo

aconselhável nos casos em que há etevadoe IP a adoção do método

de Blerrum Modificado (HANZAWA e KISHIDA [441).

137

V,8 - TIPOI oe Nt!TOD0LOGIA8 ADOTADAS NOS INIAIOI TRIAXIAIB

No presente trabalho utl I izou-se de um procedimento

adaptad-0 da metodologia de BJERRUM C1Bl, no qual houve o

adensamento lsotrdplco das amostras às tensões efetivas

verticais de campo (considerando todo o adensamento do aterro).

Procurou-se também ap 11 car, dentro do poss íve 1, a metodo 1 091 a

de anál lse SHANSEP, tendo de ser estimado, neste caso, o perfi 1

ds tensão efetiva vertical original do depósito do calu e

adotando-se para este perfl I a relação Su/o'c para um OCR = 1.

Cabe aqui observar que as anál Ises efetuadas basearam-se no

perfl I geológico existente ao longo do furo SM10.

As duas nomenclaturas adotadas para diferenciação dos

ensaios real lzados (o'c = o'vo de campo e o'c > o'vo de campo)

estão, respectivamente, correlacionadas aos procedimentos de

ensaio acima descritos.

v.1., - Equipamento

Os equipamentos utilizados nos _ensaios trlaxlals

c1u-c nos quais se adotaram tensões de consol ldaçao

equivalentes àquelas efetivas verticais de campo, encontram-se

apresentados esquematicamente na figura (V.1l, e constituem-se

basicamente de:

(1) Célula trlaxlal

aproximadamente

para

101mm

CP de 50,Bmm de dlãmetro por

de altura (fabricação Wykeham

138

Farrance), de base de alumínio, hastes de aço e paredes de

acrílico;

(2) Sistema auto-compensador de potes de mercdrio tipo Bishop e

Henkei (fabricação Wykeham Farrance>, utl I lzado na

ap 11 cação das pressões conf I nantes ;·

(3) Prensa para apl icaç!lo da carga axial, de def. controlada,

com 1D kN de capacidade e várias velocidades de avanço

(fabricação Wykeham Farrance);

("t) C!llula de ·carga Interna com capacidade de 7DD kN para medir

cargas verticais no "top cap" (ti a mesma c!llula utl I lzada

por LINS C7Bl e descrita em LIRA C77l, tipo Imperial

College);

(6) Transdutor de pressão resistivo, de capacidade de 1DDD kPa,

com acurácla de D,25% e saí~a de 4mV/V, para medição da

poro-pressão no CP (fabricação Wykeham Farrance - modelo WF

17DBD);

(B) Extensõmetro mecânico de senslbl I Idade de D,D1mm para

medição de deslocamento vertical (fabricação Mltutoyo);

(7) Medidor de variação de volume Interior do CP do

reversível, utl l lzando-se de uma bureta modelo.

(Fabricação Wykeham Farrance);

tipo

PPVC2

(B) Medidor de leituras da célula de carga e do transdutor de

pressão do tipo. VISHAY - swltch & Balance unlt, de operação

ma nua 1.

139

Os componentes descritos em (4) e (5) Já possuíam

constantes de calibração conhecidas, através de recentes

ensaios real lzados por LIRA C77l.

Na realização dos ensaios trlaxlals c1u-c em que se

empregou a metodologia SHANSEP (a'c > a'vo de campo), utl I lzou­

se o sistema automático de aquisição de dados do laboratório da

COPPE. Esta mudança se deve ao fato de que na época da

real lzacão desta fase de ensaios, vinha sendo executado no

laboratdrlo testes de utll lzação do software e demais

componentes do sistema de aquisição automática. Portanto,

aproveitou-se dos ensaios do presente trabalho para teste e

verificação do sistema computacional recém-Implantado, o que

foi vantaJoso tanto para esta pesquisa quanto para aquela

desenvolvida por LIRA C77J. Maiores detalhes do sistema, de

seus componentes, e da metodologia de real lzação dos ensaios

podem ser encontrados em ALMEIDA et ai C3J e LIRA C77J. Os

equipamentos utilizados nesta série de ensaios são os de (1) a

(6) da l lsta acima, acrescidos dos equipamentos abaixo:

(1) Microcomputador HP-B5B com 32 kbytes de memória RAM e 128

kbytes de memdrla em disco eletrônico;

(2) Conversor A/D modelo HP 3421A com 20 canale, dos quais

apenas 2 são empregados, com vel. máxima de 3D leituras por

segundo;

(3) Plotter HP-7D9DA analógico/digital com diversas opções de

traçado e de uso em papel A3 ou A4;

1"10

(1) Impressora de matriz de ponto tipo MONICA PLUS EIB030:

(B) Interface serial micro-Impressora do tipo HPB2B39A:

(B) Interface micro-plotter-conversor A/O do tipo HP-IB;

(7) Condicionador, ampl lficador e fl ltro de sinal KYOWA OPM-

3 a 5 A , f u n c I o n a n d o em c o r r e n t-e a I te r n a d a d e 11 a V ;

(B) Fontes de excitação de corrente contínua ENTELBRA-ETB-

223.0, para excitação dos transdutores:

(9) Transdutor elétrico de deslocamento (tipo LVOT) de

fabricação do IPT, modelo 1043;

' (10) Medidor de variação de volume Interno do CP modelo 17038,

de pressão máxima no reservatório de 170 kPa (Fabricação

Wykeham Farrance);

·c11) Célula trlaxlal para CP de 35,5mm de diâmetro por

aproxrmadamente 80mm de altura, tipo TEStOP !fabricação

Ronald TOP).

As cal lbrações pertinentes ao medidor de variação de

volume, transd. elétrico de deslocamento e sistema de aquisição

de dados, Já haviam sido previamente real lzadas quando da

execução dos ensaios desta fase do trabalho.

141

V,4,1 - Moldaa,m do CP e 1nrc10 do en,110

Momentos antes do início do ensaio trlaxlal procedia­

se a moldagem do corpo de prova. As etapas referentes a todos

os procedimentos adotados podem ser subdivididas em:

(1) Retirada da camara dmlda do amestrador escolhido. Extraia­

se cerca de 100 a 120 mm de material lndeformado que era

colocado sobre uma placa de vidro;

(2) Escarlficac~o Inicial deste material e sua fixação no

aparelho de moldagem. Com o auxíl lo de uma faca amolada,

f I o de na 11 on, espátu Ia, e régua, proced Ia-se a mo I d agem

final do CP no dlametro especifico de cada ensaio, através

do continuo desbaste das laterais;

(S) Pesagem e colocação na estufa do material restante da

moldagem. Dava-se preferência àquele prdxlmo da sup.

cl I lndrlca final do CP, recém-desbastada;

(1) Acabamento final do CP,

paralelas, do topo e

préviamente especificada;

através do corte

base do mesmo,

em d i reçiles

ha altura

(6) Pesagem e medlç~o final do CP com o auxílio de um

paquímetro. Apds esta etapa envolvia-se o mesmo num saco

plástico e procedia-se aos alustes finais do equipamento

trlaxlal, conforme descrito abaixo:

142

(a) Saturação completa da tubulação, transdutor de pressão,

conexões e partes Intrínsecas ao sistema trlaxlal

utl I lzado, através da perco lação de égua desaerada. Durante

esta etapa I lgava-se o transdutor a base da

trlaxlal;

(b) Ligação da bureta a base da célula trlaxlal;

célula

(e) Colocação da pedra porosa convencional no· pedestal da base

e, sobre a mesma, o

Whatman n. 54.

um papel filtro no mesmo formato tipo

Procurava-se manter permanentemente

saturados tanto o papel _fl ltro quanto a pedra porosa ai 1

Instalados;

(d) Recobrimento de 50% do CP com papel fl ltro cortado segundo

recomendações de 61SHDP e HENKEL t13J, e sua colocação do

sobre o pedesta 1;

<e> Cobr Imanto da par.te super I or com pape I f 11 tro e co I o cação

do "·top cap";

(f) Recobrimento de todo o GP com uma membrana de borracha,

lubrificada nos contactos e fixada através de 3 anéis de

borracha;

(g) Colocação da camisa da célula trlax[al tendo-se, acoplada a

esta, a celdla de carga Interna. Tomava-se o cuidado de

assentar o pistão levemente no encaixe superior do "top

cap", fixando-o até o momento do ensaio com presl lhae;

1 "13

(h) Enchimento da célula com água desaerada e retirada, através

de um orifício existente no topo da mesma, das eventuais

bolhas de ar existentes;

(1) Colocação de óleo no topo da célula trlaxlal, ao longo do

contacto com o pistão. Apde esta dltima etapa lia-se o

valor Inicial da bureta e zerava-se o transdutor de pressão

< colocando-o a pressão atmosférica).

v.~.a - saturaQlo e Adensamento do CP

A saturação dos CP era obtida através da aplicação,

por um período de 2"1 hs, de contra-pressão de até 200 kPa (na

maioria dos ensaios foi de 100 kPa), com a válvula de drenagem

da célula aberta. Esta pressão era aplicada em estágios de 50

kPa, permanecendo cada estágio um período mínimo dQ cerca de

2 hs.

o valor do parametro B atingido foi, na maioria dos

casos, da ordem de 0,97 o que é considerado satisfatório para

as argilas moles.

Após a saturação 05 CP eram adensados

1sotroplcamente, através de um estágio dnico de pressão. Para

os ensaios com cr'c> cr'vo, utl llzou-se nas fases de saturação e

adensamento os programas "SATÜRA" e "CONSOL" (LIRA C77Jl, na

monitoração e acompanhamento destas etapas.

Ao final desta fase eram traçadas as curvas ~V vs. /t'

onde, utl I lzando-se da metodologia apresentada em HEAD

cq5J, eram obtidos os valores de Gv que viriam a ser utl I izados

no cálculo da velocidade de cisalhamento.

O pré-adensamento artificial utl I izado nos ensaios

sob a metodologia SHANSEP era obtido através da redução da

pressão conf I nante o'oc para um va I or o'c, numa razão de

descarregamento deseJada. Esta stapa se real lzava ao término da

fase de adsnsamento e, slml larmente, era real lzada com a

válvula de drenagem aberta e consecutivas leituras de 6V.

V,4.~ - c11alhamento nlo Drenado

A partir do valor do cosf. de adensamento obtido,

calculava-se o tempo necessário para se ter, ao longo de todo o

processo de clsalhamento, 95% de equallzação das poro-pressões

induzidas no centro e na base do GP. Era com este valor que, em

conJunto com a deformação de ruptura estimada, calculava-se a

velocidade do ensaio. A metodologia adotada está ds acordo com

BLIGHT [181.· Nos ensaios com o'c = o'vo a velocidade de

deformação foi de 0,007%/mln. e nos ensaios restantes foi de

o,01q%/mln. Em geral fazia-se o cálculo para o ensaio de maior

pressão confinante e adotava-se esta velocidade para os demais.

Y,6 - OORRIOD!8 D08 Rl8ULTAD08

A u t 1 1 1 z ação d e dreno s d e pape I f 1 1 t r o, e membrana d e

borracha em ensaios trlaxlais, Induzem a erros na medição das

tensõés apl lcadas. Estes erros são de dlflci I aval lação podando

vir a causar diferenças de até 10% nos valores obtidos (OUNGAN

1 "15

e SEED t35J), diferença esta que tenderá a diminuir com o

acréscimo ·da pressão de consol ldação.

relatado

ORTIG/10

A adoção de um valor constante de correção tem sido

na blbl lografla (LADO e VARALLYAY [B5J), citado em

t95l, embora diversos autores (e.g. BISHOP e HENKEL

t13J), apresentem metodologias numéricas para a aval lação das

correções a serem adotadas no ensaio.

f Importante observar, entretanto, tjue estas

correç6es só tem vai Idade prática no caso de solos de baixa

resistência.

v.1.1 - oorrttl• 1,v110 • N•••r•R• •• l1rr10•1

HENKEL e GILBERT t"l9J utilizaram-se de resultados

experimentais de ensaios trlaxlals UU, e reeultados teóricos

obtidos pela teoria da elasticidade, para a obtenção da- fórmula

de correção do .efeito da membrana sobre o GP. Admitiu-se que p

módulo de deformação da borracha na compressã~ e extensão são

equivalentes, que o coef. de Polsson é igual a 0,5, que a

borracha quando comprimida fosse capaz de absorver carga axial,

e que o conJunto, como um todo, se deformaria como um cl I indro.

Foram utl l lzadas nestes ensaios 3 membranas distintas, uma das

quais do tipo "convencional" e as outras duas fabricadas em

laboratório, com a espessura relativamente superior e Inferior

a do tipo "convencional".

A expressão utl I lzada para a correção ( o r )

válida apenas nos casos em que o GP apreeenta ruptura

plástica, sendo dada por,

é

crr =

onde:

146

'l!d M Ea < 1 - Ea)

Ao

d = dll!lmetro Inicial do CP

M = Mddulo de compressão da membrana

Ea = def. específica vertical

Ao= 4rea Inicial da seção transversal do CP

(V• 1)

Quando a ruptura ocorre num plano bem definido o

comportamento da membrana é mala complexo, vindo a ser de

difícil avaliação o valor exato da correç!io. BISHOP e HENKEL

t13J afirmam que como a ruptura, nestes casos, ocorre em

deformações específicas Inferiores, a correção é geralmente da

mesma ordem de grandeza daquela que deverá ser apl lcada para um

caso de ruptura plástica com deformação de 15~.

o valor corrigido da teneão desvio ( d)c é dado então

por:

< CTd ) c = ( crd ) m - crr (V. 2)

onde:

(crd)m é a tensão desvio medida e crr é dado pela eq.(V.1)

Com relação aos ensaios real lzados neste trabalho

dois procedimentos dlltlntos foram utilizados, a eaber:

(1) Ensaios com cr'c = cr'vo

1"17

Neste caso utl I lzou-se uma membrana de borracha " similar ~ utl l lzada por COUTINHO C30J, com espessura Igual a

o , 3 mm. e o m base nos e n s a I os r e a I i z a d os por este auto r , o v a I o r

M obtido e utl l lzado foi de 0,205 kN/m, valor também aqui

adotado.

Observou-se, nestes ensaios, que a ruptura se deu de

forma plástica, o que levou a correção a ser calculada

utilizando-se diretamente as eqs. (V.1) e (V.2). Esta foi em

média de 1,3 kPa, apl lcada apenas para a condição de ruptura.

(2) Ensa I os com o'c > a'vo.

Foram utl I lzadas, nestes ensaios, duas membranas

profllátlcas de espessura Igual a 0,06mm cada. Adotou-se,

portanto, o mesmo valor do mddulo de compressão M obtido por

HENKEL e GILBERT C"l9J para as membranas "finas", que é da ordem

de 0, 16 kN/m.

Observou-se nestes ensaios que a ruptura ocorreu num

plano bem definido, o que levou ti utl I i zação da fórmula

expressa em ( V • 1 ) com um valor de deformação espec íf I ca

vertical de 15%. A correç!\o só se real IZOU para os valores de

ruptura, tendo Sido obtido um valor médio de cerca de 2,2 kPa.

v.s.a - oorreolo devido 10 Papel r11tro

Segundo BISHOP e HENKEL C13J, a resistencla do dreno

de papel filtro em ensaios trlaxlals é em geral maior do que a

da membrana de borracha. Estes conclulram que a utl I ização do

1"18

o pape I f 1 1 t r o W h a tma n n. 5"1 em . amostras de d I ametro l gua 1

a 1 1/2", com cobrimento de 50%, causaria um aumento de 10 kPa

na tensão desvio medida, nos casos em que a deformação vertical

fosse superior a 2% e a tensão confinante maior que 35 kPa.

Esta correção poderia ser dada Independentemente do tipo de

ruptura, sendo que no caso de CP com dlametros diferentes,

poderiam ser considerados como vál Idos os mesmos mecanismos

presentes aos ensaios originalmente real lzados. Nestes casos,

portanto,

prepare I ona 1

estes

ao

autores

perímetro

sugerem

coberto

que

do

a

CP e

proporcional à área da amostra, conforme abaixo:

or = l<fp , Pe

Ao

correçllo se J a

Inversamente

(V.3)

D valor de Kfp obtido por estes autores, e utll lzado

no presente trabalho, foi de D,19 kN/m. Estudos mais recentes

(LACERDA [60J citado em LINS [76J) Indicam ser este valor, nas

mesmas condições, da ordem de D,08 kN/m,

No presente trabalho a correção sd foi efetivada para

os valores de ruptura, tendo sido utl I lzadas as equações (V.2)

e (V.3). os valores médios de correção obtidos para os ensaios

o 'e = o'vo e o'c > o'vo foram, respectl vamente ! 7 ,5. kPa e 1 o ,5

kPa.

V,B - RESULTADOS OBTIDOS

v.a.1 - Eneatoe com cr'c • cr'vo

Os resultados dos ensaios trlaxlals CIU-C real lzados

1~9

com tensões de confinamento equivalentes ts efetivas de campo,

encontram-se sumarizados na tabela (V.1).

Curvas típicas de tensão-deformação; acréscimo de

poro-pressão, e parametro A de SKEMPTON t1DBJ, normalizadas ou

não, encontram-se representadas ao longo das figuras <V.2) a

(V.~). Observa-sé estar assinalado, nestas figuras, o ponto no

qual é considerada a ruptura pelo critério da tensão desvio

máxima. Os parametros apresentados a tabela <V.1) correspondem,

em parte, a esta condição I Imite.

V.8.2 - En11101 com a'c > cr'vo

Os resultados dos ensaios trlaxiais CIU-O em que se

utl 11zou a metodologia SHANSEP encontram-se sumarlzados na

tabela (V.2). Observa-se que em função do OCR empregado, as

amostras estão subdivididas em normalmente e pré-adensadas e

que, como no caso anterior, alguns parâmetros correspondem ~

condição de ruptura.

Curvas típicas de tensão-deformação, a~résclmo de

poro-pressão, e parametro A de Skempton, normal lzadas ou não,

encontram-se representadas ao longo das figuras (V.5) a (V.B).

Nestas também é assinalado o ponto correspondente a ruptura

pelo critério da tensao desvio máxima.

v.a.a - Todos oe 1na1101

As traJetdrlas de tensões efetivas e envoltdrias dos

ensaios real lzados encontram-se apresentadas na figura <V.9).

150

Os valores de Su / cr'c e de Af encontram-se plotados

em função de OCR ao longo da flg.(V.10). Nesta também é

' apresentada a relação teórica obtida por LIRA t77l para a

argila do caiu, calculada através da teoria dos estados

críticos (ATKINSON s BRANSBY t7J) e utl I lzando-ss de uma

formulação proposta por WROTH t124l. Ainda nesta figura são

comparadas as curvas previamente descritas com aquela referente

a argila de sarapuí <ORTIGl\O t95J).

Na fig.(V.11) encontra-se apresentada a relação entre

sue cr'c obtida para os ensaios do presente trabalho, s aquela

calculada através da teoria dos estados críticos por LIRA t77J,

par a a .ar g i I a d o c a J u .

Na fig.(V.12) encontra-se apresentada,

esquematicamente, a variação do psrfl I geotécnico e das tensões

efetivas ao longo do furo SM1D, calculada,com base em hipóteses

assumidas. f cõm base nesta figura que se traçou ae prováveis

traletórlas de tensões efetivas ln sltu da argila do CaJu

apresentadas na flg.(V.13). Nesta também é representada a

traJetória de tensões efetivas em laboratório.

Encontram-se representadas na figura (V.14) todas ~s

curvas e valores de resistência, ao longo do furo SM10, obtidos

nos ensaios ln sltu e de la~oratdrlo real lzados no presente

trabalho. com relação a estas curvas alguns comentários fazem­

se necessários:

(1) As tensões efetivas no cômputo da curva 4 da metodologia

SHANSEP, e nos ensaios cr'c ~ cr'vo, correspondem a situação

c da figura (V.12);

151

(ê!) As tensfles

metodologia

(V.12);

efetivas uti I lzadas no cômputo da curva 3 da

SHANSEP correspondem a situação A da figura

( 3) No cá I cu I o d as cu r v as 3 e 4 u t i 1 1 z ou-se um v a I o r d e s u / a' c

Igual a 0,32, como expresso à fig. CV.11>;

(1) As cotas utl I lzadas nos valores obtidos dos ensaios a'c =

a'vo equivalem às cotas médias dos amestradores empregados.

V.7 - D180U88IO D08 R!SULTAOOS

v.1.1 - curv11 T1n110-D1form1plo, Poro-Pr11110 • Parametro A

Os resultados obtidos nas amostras normalmente

adensadas* estão, em sua maioria, condizentes com aqueles

esperados e descritos em LADD CB1J. Basicamente pode-se dizer

que:

(1) Notou-se haver um Incremento maior dos valores de tensão

desvio do que dos valores de poro-pressão, para os pequenos

estágios de deformação;

(2) Quanto maiores foram as pressões confinantes maiores foram

os valores de su e ~u em função da deformaçao. Esta

tendOncia é melhor encontrada nos ensaios com a'c > a'vo;

*06S: Considerou-se os ensaios a'c = a'vo como sendo

normalmente adensados.

152

(8) A normalização da argl la, nllo se encontra com resultados

satlsfatdrlos. Nota-se que os ensaios com a'c > a'vo

apresentam melhores resultados, embora a faixa de pressaes

confinantes adotadas <entre 2 a'vo a 6 a'vo> não tenha

sido suficiente para reduzir o efeito do amolgamento.

Provavelmente Isto se deve às distintas resistências

mectnlcas, e grau de amolgamento, existentes no depósito

estudado. Conforme será observado posteriormente, este

depdslto parece não ser adequado à utl I lzação da

metodologia SHANSEP;

(1) D amolgamento excessivo pode ser bem caracterizado com os o

resultados do ensaio n. 4 com a'c ~ a'vo, onde os .valores

obtidos encontram-se totalmente discrepantes do restante.

Não se acredita que tal ocorrencla ee deva, unicamente, ao

manuseio e preparação do CP, visto que para Isto contou-se

com o mesmo técnico e as mesmas operaçaes anteriormente

rea 11 zadas;

(9) Nota-se haver uma tendência de crescimento do parãmetro A

com a aeformação e que, na maioria das vezes, estes se

encontram com valores Inferiores a 1,D na ruptura, o que

não está de acordo com o que era ae se esperar (LADO [611);

(8) Observa-se a variação, para deformações prdxlmas à ruptura,

dos valores de poro-pressão medidos no ensaio citado em

(4). Provava Imante a exp 11 cação para este fenOmeno possa

ser dada ao se considerar que a diferença de rigidez, entre

o CP e a pedra porosa, causará uma não uniformidade de

153

tensões e deformações na vizinhança da mesma, o que

Influenciará nas poro-pressões observadas durante o

clsalhamento. (ver GERSGOVIGH t42J).

Gom relação aos resultados obtidos nas amostras pré­

adensadas, algumas observações podem ser dadas:

(1) Observou-se ser a resistência não drenada superior àquela

obtida para os ensaios normalmente adensados, às mesmas

pressões de confinamento. Resultados semelhantes foram

obtidos por LINS t76l na argl la de Botafogo;

(2) Notou-se haver a tendência de decréscimo do parametro A com

a deformação, numa forma mais acentuada quanto maior fosse

o OGR. Os resultados encontram-se de acordo com aqueles

obtl dos por ORTI Gil.O t95l para a arg 11 a de Sarapuf;

(3) Não se constatou, entretanto, haver maiores deformações

para a ruptura quanto mais elevado fosse o OGR, tendo sido

obtido deformaçlles slml lares.

V,7,2 - TraJetdrla

Reelatflncta

de Tenenea Efetivas II Parametroe de

Todos os ensaios tcom exceção daquele real lzado com a o

amostra mutto amolgada - n. 4 da figura (V.9)), apresentaram a

traletõrla

convencional

adensamento.

de tensões efetivas de acordo com a forma

para as argl las moles, em função do grau de pré-

15'1

Observa-se que as rupturas dos ensaios normalmente

adensados, assinaladas na figura CV.SI com uma seta, tendem a

se ai lnhar sobre uma reta que parte da origem. os parametros

coesão e angulo de atrito interno definidos por esta reta são, o

respectivamente, o kPa e 25,7 . Resultados similares foram

obtidos por outros autores para a argl la do Rio de Janeiro

(LINS C761, ORTIGAO C951 e ARAGAO C51).

Nota-se haver uma acentuada curvatura na envoltdrla

referente ao trecho pré-adensado (também observado por COUTINHO

[3Dl para a argl la de Juturna(ba ), que tende a dificultar a

obtenção do valor de coesão correspond•nte hs amostras pré­

adensadas. Segundo LADO [611 para uma argila sem clmentaç!íes e

pré-adensada sob cr'vm menor que 1000kPa, este valor seria da

ordem de 5 a 10 kPa.

Convém ressaltar que a envoltdrla de tensões efetivas

para o trecho normalmente· adensado foi obtida segundo o

critério da tensão desvio máxima que, segundo SIMONS [1061, o

tende a dar valores de angulo de atrito cerca de 2 superiores

àqueles obtidos pelo critério da razão de tensões máxima. A

obtenção deste angulo por um ou outro critério é, segundo

HENKEL e SOWA [5DJ, 1 ndependente do tipo de conso 11 dação

aplicada, sela ela lsotroplca ou anlsotróplca.

V,7,3 - lnflulncta de OCR na Rela~lo &u/ ~e e no Parlmetro A

Conforme se observa na figura (V.1D) há a tendência

de crescimento de Su/ cr'c com o aumento do OCA, comportamjnto

155

este típico dos solos moles saturados. As dlepersões

encontradas para os ensaios normalmente adensados estão,

aproximadamente, dentro da faixa esperada e descrita em LADO

C61l para os ensaios de compressão trlaxlal ,que é de D,3 ± D,05.

Segundo este, o crescimento destes valores com o OCR estaria

associado, primordialmente, às menores poro-pressões Induzidas

no clsalhamento.

Observa-se nesta mesma figura que os valores do

parâmetro A na ruptura tendem a descrescer com o aumento do

OCA, culo comportamento também é típico para este tipo de solo.

As dlspersões encontradas nos ensaios normalmente adensados

encontram-se com uma faixa de variação superior li q u e I a

respectiva de resistência, além de se situar um pouco abaixo da

faixa descrita em LADO C61J, que é de 1,0±0,2. Segundo este,

o parâmetro A de Skempton tende a zero com OCR em torno de

"I ± 1, resu I ta do este comprovado nos ensa I os rea 11 zadoe no

presente trabalho.

Ainda nesta f I gura são comparadas

aquelas referentes

as

a

curvas

outras anteriormente descritas com

pesquisas na argl la do RJ.

s Ido utl 11 zadas pressões

Observa-se que, embora tivessem

d e c o n s o 1 1 d a~ 11 o r e I a t I v ame n te

superiores àquelas de campo, estas não foram suficientes para

"apagar" a história de tensões da amostra, face ao seu elevado

amolgamento. os menores valores de su/ o'c obtidos para a

argl la do Caiu denotam este fato, principalmente nos ensaios

com elevados graus de pré-adensamento. Ao se relembrar as

observações dadas sobre a normal lzação das curvas obtidas nos

ensaios com esta argl la, conclui-se que depósitos argilosos

156

cuJa história de tens!les é slml lar a do Caiu não são

a utilização da metodologia SHANSEP. Adicionalmente

-- dizer que a Indeterminação do real valor de OCR (no

propícios

pode-se

caso do

presente trabalho), face ao desconhecimento da tensão efetiva

atuante ln altu, é um lmpecllho ll utilização desta metodologia.

Com relação a comparação entre a curva teórica obtida

por LIRA C77l e a curva experimental dos ensaios do presente

trabalho, nota-se que estas são razoavelmente concordantes

para OCR entre 1 e 4. Entretanto o valor de Su/ a'c para

OCR = B dos ensaios experimentais foi bem Inferior ao teórico.

Não obstante ae observaç5es apresentadas acima, os

resultados obtidos para o parâmetro A estão de acordo com

aqueles referentes a outras pe~quisae na argila mole do RJ.

com relação à curva teórica nota-se haver uma razoável

concordância com a curva experimental dos ensaios da argila do

Caiu. Entretanto, a exemplo do que obeervou ALMEIDA C2l,

citado em LIRA C771, a curva teórica decresce mais rapidamente

do que aquela experimental.

V.7.~ - Re11çlo entre sue a'c

Observa-se na figura

Su/ a'c obtido para oe ensaios

CV.11) que o valor

experlmentale do

ml!dio de

presente

trabalho E! um pouco superior àquele encontrado para a argl la de

Sarapuí, o que pode ser explicado ao se considerar que no caso

do caiu E! bem provável que tenha ocorrido um certo adeneamento

da camada argilosa, provocado pelo alteamento de antigos

157

aterros na região. Este adensamento Influi diretamente no

ganho de reslst!!ncla não drenada da argl la, Induzindo a vai.ores

superiores de Su/ o'c. Observa-se, entretanto, que a relação

obtldo1 po1ra a curva teórica encontra-se com um valor

Intermediário entre os obtidos por COSTA FILHO et ai C2Bl e

ORTIGAO [951, resultado este consistente com oe de ALMEIDA [21

paro1 o cálculo da curva tedrlca da argl la de Sarapur.

V.1 - GONPAIAGIO 001 VALIIII DI li DITIDOI POI DIPIII.TII

N!TOD08

A comparação dos valores de reslst!!ncla não drenada

Obtida nos ensaios de campo e laboratdrio encontra-se

apresentada na figura (V.14).

lnlclalmente d Importante mencionar que os ensaios

trlaxials se basearam na figura (V.12) para a obtenção das

tensões efetivas utl 112.adas na metodologia SHANSEP, com um OCR

Igual a 1 ,o, ou na apl !cação das tensões de consolidação dos

ensaios com o' e = a' v o . Nesta figura encontra-se

representada a variação (estimada) do pertl I geotécnico ao

longo do furo SM10, em.épocas antigas e pré e pós-ruptura. E

facll observar que as tensões utilizadas no adensamento dos • ensaios o'c = o'vo, equivalentes a eltuação e, reterem-se ao

limite superior das tensões efetivas no depósito. Nota-se que

a variação atual deetas tensftes situa-ee, provavelmente, numa

faixa bem Inferior de valores.

158

Com base na observaçao acima explica-se porque os

resultados· de su dos ensaios trlaxials com m'c • o'vo, e curva

4 da metodologia SHANSEP, encontram-se numa faixa bem superior

que aquela obtida nos ensaios de palheta de campo. Uma melhor

visualização da influência da tensão de consolidação utilizada

no ensaio sobre o valor de su encontra-se apresentada na figura

(V.13), onde são representados, esquematicamente, os valores de

Su referentes aos ensaios de palheta com a amostra lndeformada

e amolgada, e referentes aos ensaios triaxials c1u-c. Esta

figura também apresenta, de forma esquemática, os valores de

o 'vo que estão plotados na figura <V.12).

Com relação a comparação de resultados dos ensaios

trlaxtals o'c = o'vo, e curva 4 da metodologia SHANSEP

observa-se que há uma razoável concord&ncia, o que era de se

esperar.

A diferença de valores de su obtidos nos ensaios de

palheta confirmam que com a ruptura e amolgamento

tendência da redução dos valores de su máximos <curva

há a

2 da

flg.<V.14)), para os valores amolgados (abalMo da curva 1 nesta

mesma figura>. A traJetórla de tensões efetivas se dá segundo a

reta Kf, como se mostra esquematicamente na figura (V.13).

Observa-se com relação a este fato que a média dos ensaios

trlaxlals uu da argl la do Caiu (LIRA C77JL situa-se numa região

de características namotgadas".

Com relação à comparação da curva de Su máximo dos

ensaios de palheta com o perfil de rsslst8ncla original desta

159

camada de argila do GaJu (curva 3), chega-se à prov~vel

conclusão de que teria ocorrido um ganho de resist0ncla, ou

adensamento, de forma mais pronunciada nos trechos superiores

do depdsito ar~iloso. Este resultado comprovaria a hlpdtese de

que teria existido realment~ um certo adensamento na argl la,

embora não se tenha como afirmar, taxativamente, que o perfil

original de resistencia su do local é efetivamente a curva 3.

PROF f h l h I ynat :cr'c l 6V t : e:f l - l qf l f l L1'l : ti-:ii fl AMOSTRA : : l f I l l ---- l B : ! Af : : : (----> J(--..:.:.-) l

: 1 : 3 : 1 VO : 1 : l l l ª'e l 2d'c I OBS , , (s) l (%) l m l (kN/a ll fkPal l (I) i l (%) l : (kPa) l (kPa) : l l , :--------:-----: ---- · :- . --:-----! t------:-----:------:----i----t-------1-------: --------:-----: ! 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 SN13-1A : 11/12 : 104,8 : 66 1 8 : 14:,4 l ·91 l 21,6 : 3,97 : 9,50 : t,77 i 34,6 : 71,6 : 0,59 : 3,38 : (1) : 1 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 ! 1 1 1 J 1 1 1 1 l l 1 1 1 l 1 1 1 1 1

:-------:------:-------:----:----:----: . ----:------: -----: -----i-----:-------:--------:--------l------: J 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 l 1 J 1 1 1 1 1 1 1 1 1 :,,' 1 1 1 1 1

l SH16-1B " l 16/17 : 97,2 : 66,5 l 15,3 l Ui : 22,8 : 0,95 : 9,28 : 0,69 : 4i,4 : 93,8 l 0,52 : 0,37 l (1) 1 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 1 ! 1 t 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1 1 1 1

:---------:-------:-----:------:-------1----:-----: ---:------:----1----:------:-------l-------l--------l J 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1 •r 1 1 1 1 J 1 1 1 1 1

l SK10-1A l 13/14 l 87,9 l 60,7 : 14,6 : 99 : 21,9 : 0,97 l 9,95 l t,9i : 3017 1 74,2 : 1,56 : 0~31 l (1) : 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 , r 1 1 ! , 1 1 1 1

:--------t-----:------r ----:----:----:-------1-----:-----:----:------:--------:--------:-------:-------: J 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1 1 1 1 1 l I f 1 1 1 1

: Slíit-18 l 9/1i : 64,4 l 5015 l 15,9 : 83 : 1718 : i,99 : 15,00 l 1110 l 17,2 1 62,0 : 1,46 : 3,20 : (U (2): J 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1 1 l 1 1 1 1 l J l 1 1 1

(1) Os valores Af, qf, p'f,6u/ a'c e ( ai -03)/2 a', já encontra.o-se corrigidos para o efeito de membrana e papel filtro.

(2) Constata-se, através dos r~ultados e,;pressos nas figuras seguintes, encontrar-se a argila ensaiada do "shelby" SH!0-!B, prof. 9

a 10, num estado amolgado.

TABELA U.1 - gElilJIIO DOS RESII.TAOOS DE EIISAIOS TRIAXIAIS CIU-C

AIIOSTRAS COI! o'c = o 'vo DE Cftil'O.

f--'

°' o

--------------------------------------------------~-----~~~~ -----------------~~------~----------~---------------------~--~~-: PROF ! h I ho : hf : y nat l o'c : a1oc : : t:.V : : E l _ : qf l pf : t:.u l : AMOSTRA ; ; ; ; J l ; I O.CR ; ---- 1 B I f J Af l ; ;<--;->f ;01 -03 fj

, 1 , 1 1 3 , 1 , 1 VO , , , , , , cr e , (---) 1 OBS 1 l (111) l (%} : (%) : (%) l UN/11 ) : (kPa) : UPa) : l (%) l l (%> l l 0Pa) : (kPa) l : 2 o'c l l :----------:-------:-------l-----:---:-------:------:-------1----:-------:-------:-------:--~~1~~--:-----:-------:---~-:~--: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 l l 1 1 1 J 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

: SM10-1A l 13 a 14 l 81,5 l - : 45,9 : 15,6 l Ml~ 1 - l 1 : 35,1 : 0,97 l 12,32 l i,87 : 192J i 455,8 l 0,56 l &1 32 : (3} : 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 t 1 1 1 1 1 l I l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

:----------:-------: -----: -----l -----: ------:----:--------:----:----:-----i-------:------t-----:-----i------:------1-----: 1 1 1 l 1 1 l 1 1 1 1 1 ! \ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1 1 J l 1 1 1 1 1 1 1 1 1

l SM10-1A l i3 a 14 l 7817 : - : 491 0: 15,3 l 400 : - l 1 l 28 17 t 0,97 l 101 41 l 01 81 : 130 1 9 : 316,7 : 01 53 : 0,32 l (3) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 i 1 1 1 1 1 1 1 1 l 1 1 J I l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 !

:-----------:---------:-------:------1-----:----J-----l----~:----:-~--:-----:-----:-------:------:-------:-------l-----:----: 1 ! . 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 l 1

l SM10-1A l 13 a 14 : 79 1 3 : - : 571 2: 1S,6 : 200 l - l 1 : 22,3: ê,97 1 1i,41 l f,84 l 72,9 l 149,9 1 0,61 : 0,36 l (3) : 1 r 1 • , , , 1 1 1 1 1 1 1 , , 1 1 1 F 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 t 1

l----------!-------l -------:----l----:------:-----:-----1----:-----:----:----:-----t------:------:------l--------:----I l 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 / 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

: SM10-iB l 16 a 17 : 85,7 1 44,1 : 53,5 : 14,9 l 75 l 660 : 8 l 33,5 : 0/17 i 8,65 l -f,02 l 74 1 8 : 153,1 l -0,04 : 0199 l (3} 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J t 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

l---------1---------1-----:----:---:-------:~-~--:~-----1----:------:-~---:------:-----l---~:--------:-------:-------:-~---l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 \ 1 J 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1 1 1 1 1

1 SM10-1B l 16 a 17 t 7717 l 4i,5 : 48,7 l 1515 : 150 l 600 1 4 l 31,6 l 0,97: 9,11: 0,68 ! 117,6 : 247,3 1 ê,13 : i,78 l (3) l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 1 1 1 1 l J I l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

:---------:-------: -------:----:------:-----l------l----:---1------:-----:----:----:----:-----!-------: --------:------: l 1 1 1 1 1 1 1 l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J 1 1

l OBS l l : (1) l (2} l : : l l : l l l 1 : l l 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1 1 l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 / 1 ----~-~~~------------------------.~----------~-----------~--------~---------~----------~-------~-------------------~--~-~

(1) A unidade ho (Il e aquela correspondente ao final do estágio de consolida,ão isotr6pica ~ pressão cr'oc, para as a.mostras coo OCR) 1,

(2) A unidade hf CI) é aquela correspondente ao final do estágio de redu,ão de tensões, estando o CP (OCll) 1) ~ pressão cr'c. Para OCR = 1 equivale~

u1idade ao final do processo de consolida,ão isotr6pica ~ pres~o cr 'c

(3) Os valores Af, qf, p'f,ti u/ cr'c e ( cri - cr3)/2 cr'c já encontra• corrigidos para o efeito de 1embrana e papel filtro,

TABELA U.2 - IESUIIO DOS REStl.TADOS DE ENSAIOS TRIAXIAIS CIU-C

MOSTRAS IIORIW.IIEIITE E PR!-AIIEIISAllAS ( cr ' e } cr 'vo de CDPDl

f--'

°' f--'

• PRESSÃO NA CÉLULA

'r ÁGUA

DESAERADA

EXTENSÓMETRO MECaNrCO

TRANSDUTOR DE

PORO-PRESSÃO

11 roP cAP 11

TRANSDUTOR _ OE PORO-PRESSA

__ I_ - -

VISHAY

CÉLULA DE CARGA INTERNA

VERIFICAR EQUALIZAC:ÃO

E MEDIR AU NO CISALMANENTO

( MEDIR CONTRA - PRESSÃO

FIG.~ 1 - SISTEMA ADOTADO NOS ENSAIOS TRIAXIAIS CltJ AMOSTRAS ADENSADAS COM ~ 'e=~ 'vo de campo.

CONTRA- PRESSÃO

MEDIDOR

DE VARIAÇÃO

DE VOLUME

•

f--' a, N

163

90

80

2

70

60

50

-" a. ... 40 --"' \:>

' 3 -~ - N• AMOSTRA (Í'c (kPa)

20 1 SMIO -18 . 16/17 110

2 SMIO-IA, 11/12 ,91

10 3 SMIO -1 A, 13/14 99

4 SM 10 - 1 B , 9 /10 83

o o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10

3

60

50

- ~ " Q. ... • • - .. • -- - . • ã3

30 INTERPOLADO

20

10

o o 2 4 6 0 'º 12 14 16 10 e 20

FIGJt2·-cuRVAS TENSÃO..OEEORMAÇÃO E PORO-PRESSAS·) ENSAIOS TRIAXIAIS cru - e AMOSTRAS ADENSADAS COM ~·e· ~·vo de campo

164

2 0,4

CD

u "' 0,3 <3) (\J

' -" v'

' -'::'. 0,2

N• AMOSTRA G'c(kPa)

O, 1 1 SMIO - 18, 16/17 110

2 SMIO - IA, 11/12 91

3 SMIO- IA, 13114 99

4 SMIO- IB, 9/10 83

o,o-,..~--,.~--,,--..~..,...~-.-~--.~~.--~....-~--,.~~,--..----1

0,7

0,6

0,5

o,4

.u o,3 'li:: :, <3

0,2

O, I

o 2 4 6 8 10 12 1~ 16 18 20

2

3

• INTERPOLADO

o,o-,...~-....~ ..... ~~....-~ ...... ~--.~~ ...... ~....-~ ...... ~--.~---1

o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 é.v (o/o)

FIG.1l3 - CURVAS NORMALIZADAS TENSÃO-DEFORMAÇÃO . E PORO- PRESSÃO

ENSAIOS TRIAXIAIS clD - e AMOSTRAS ADENSADAS COM ~'e• ~'vo de cámpo

165

6 N9 AMOSTRA

1 SMIO - IB , 16/17

2 SMIO - IA, 11/12

3 SM/0 - IA~ 13/14

4 4 SM/Q - IB, 9/10

2

'"

o 2 4 6 8 10 12 14

FIG.'2:4- RELACÃO ENTRE A ~ év ENSAIOS TRIAXIAIS CIU-C

~·e (kPa)

1 lfl

91

99

83

16 18 20 <!v (%)

AMOSTRAS ADENSADAS COM ~1c• ~·vo decampo

300

';, 200 .., 1

~ -100

166

Ni 6

6 7

®

®

® AMOSTRA Gb(kPal

SMIO-IA, 13 A 14 200

SMIO-IA 13A 14 400 SMIO- IA , 13 A 14 600

O--t---1---t---t---+---"1---t----o 4 6 8 10 12 14 16 18 20

E'..v(%l

® 300

ô p. "' ::, ® <I

200

100 ®

o o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ev('Yol - - -FIG. V.5 - CURVAS TENSAO-DEEQRMAÇAO E PORO-PRESSAO ENSAIOS TRIAXIAIS CIU-C AMOSTRAS NORMALMENTE ADENSADAS l~'c > ~'vo de compo)

167

0,1 N! AMOSTRA t.•c (kPa)

5 SMIO- IA. 13Al4 200

6 SMIO - IA • 13 A 14 400

7 SMIO- IA. 13Al4 600

o o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

é. vi%)

0,7

0,6

0,5 ®

" ~ 0,4

' ::, <I

O,J

0,2

0,1

0-IL----+----t--+------+---+----t--+-~ o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

é.v(%l

FIG. V.6 - CURVAS NORMALIZADAS TENSÃO-DEFORMAÇÃO E PORO-PRESSÃO ENSAIOS TRIAXIAIS ClU - C AMOSTRAS NORMALMENTE ADENSADAS(fc><i'vo compo)

-" Q.

-" 20

-.. '(J

~ 100

168

NI 8

9

®

®

AMOSTRA (í'c (k.F\I) OCR

SMI0-18, 16Al7 150 4 SMIO- 18, 16Al7 75 8

o -11---i---+---+---+---+---1--1-----+----4 o 2 4 6 B 10 12 14 16 18 2Q

E. v('l'o)

30

® 20

" Q. 10 .,. -:, <l

o

-5

o 2 4 6 B 10 12 14 16 18 20

é. v('l'o)

FIG.V.7- CURVAS TENSÃO-DEFORMAÇÃO EPORO-PRESSÃO ENSAIOS TRIAXIAIS CTU - C AMOSTRAS PR E-ADENSADAS c~·c > ~·vo de compo)

'"'

l<t

169

o,5

AMOSTRA <í'c (k Pa)

5 SMIO -1 A 13 A 14 200

6 SMIO -IA 13 A 14 400

7 SMIO-IA, 13 Al4 600

10 12 14 16 18 20 E".vl%1

a) AMO$TRAS NOR,...ALMENTI: ADENSADAS (~ 10 ) Ci 1vo de oamp()J

0,20 -.----------------------------~

N! AMOSTRA

8 SMIO -18 16 A 17

9 SMI0-18 16 Al7

0,10

8

9

10 12 14

b}AMOSTRAS PRÉ-ADENSADAS (4 1c) (j 'vo campo)

<í'c ( k Pa)

1cA

75

16 18

OCR a

B

20

év(%)

FIG. V.8 - RELAÇÃO ENTRE Ã E é..v ENSAIOS TRIAXIAIS CllJ - C

N• AMOSTRA ~ 'e (kPa) 1 OCR

1 SMIO - IB , 16 A 17 11 o 2 SMIO - IA, li A 12 91

3 SMIO - 1 A , 13 A 14 99

400+ 1 4 SMIO - 1 B, 9 A 10 83

5 SMIO - IA, 13A 14 200

6 SMIO - IA , 13 A 14 400

7 SMIO - IA, 13 A 14 600

8 SMIO - IB, 16 A 17 150 4

300+ 1 9 SMIO - 18, 16 A 17 75 8

~ ~ ~s_P-?.º t-1>"-~· . r· .,

200l \ ~ / / / -~~ 1 o.;,

' ~ --lN • ,,.

100

º"""":;_ __ .u,.-4,...&.--'--~r....---------~----------~---------+-----o 100 200 300 400 500 600

, -FIG:Y.9 - TRAJETORIA DE TENSOES DOS ENSAIOS TRIAXIAIS

AMOSTRAS NORMALMENTE E PRÉ-ADENSADAS

700 ( kPa)

CIU - C

800 p':J.((f,' + (Í3')

2

r' .._, o

_u '('. ::,

UI

171

2,o..lr---:S::-:IM::-:B::--r-::-:N::-O::-:M:::-E-----:Oc::R::-:IG::-:E::-:M:----------------'----,I

1,

• PRESENTE TRABALHO (OU "ENSAIOS DEFINITIVOS" - LIRA , 1988) li'

- - CINZA RJ - ORTIGÃO, 1980

·-- - --- RELAÇÃO TEORICA - LIRA, 1988

- - - - CAJU RJ - LIRA , 1988 (" ENSAIOS PRELIMINARES")

ESTE U~Tlr,10 FORAr,1 CONSIDERADOS

DA FIG.(V.Ol 0-,...--------,---------,-----,------~ 2 6 8 1 OCR(LOG)

-0,I -J---------.---------,;:,,...----.-----.----1 4 8 10

FIG.V.lo -RELACÃO ENTRE su 1 ~'e, Ãf E ocR PARA ocR<LoG>

VÁRIOS ~TORES ENSAIOS TRIAXIA IS êíl.1-C ( ~·e > <i'vo de campo)

i ,.

:,

"'

SÍMBOLO

• 200

100

ENSAIO REFERÊNCIA

e I u - e PRESENTE

ENSAIOS OEFl NI TIVOS

(L!.RA , 1988)

TRABALHO

(LIRA, 1988)

ENSAIOS PRELIMINARES

(LIRA, 1988)

* oas:. PARA O CÁLCULO DA RELAÇÃO 00 PRESENTE TRABAUIO UTILIZOU-SE os

MESMOS ENSAIOS DE LIRA, 1988 (ENSAIOS DEflNITIVOS), ACRESCIOOS DOS

ENSAIOS N9 1 A 4 DA FIG(V. 9)

o...,.::~-----1-----+----t-----+-----+----t-----+----+--___,j o 100 200 300 400 500 600 700 800

PRESSÃO VERTICAL DE CONSOLIDAÇÃO lí°'c (kPo)

AG.V.11-RELACÃO ENTRE Su E~ 'e EM AMOSTRAS NORMALMENTE ADENSADAS PARA DIFERENTES AUTORES. ENSAIOS TRIAXIAIS CTU - C

f-' -.J N

o ~ (/)

o a: ::::,

+6

-10

•6

o

11. .5 ' E

g o

-10

® SIT. ORIGINAL (ESTIMADA)

NA

V

' .. ,,. "·' '· ' ~·· '

173

® im.PRÉ-RUPTURA ©SIT. PÓS-RUPTURA ( ESTIMADA) NT

NT

ll ·- - • '(I;, . ' ., -~ ..

B C

--------------------\

<( ~ ...J a: "' o a: 11.

\ <(

lU Q

\ ...J

...J <( <( ::::, ::::, o

\ 1-<( o o z :,:

PERFIL ATUAL PROVÁVEL \ o lU lU ...J

DE 'vo Vs. COTA a: o 1- :li

(/)

z lU

"' <( a: 1-(/) o ::i; <(

lU

::::, 1-vi

z

-----------O 25 50 76 100 125 1 O

Ú'vo (kPo)

FIG.1Z:12 - VARIAÇÃO DO PERFIL GEOTÉCNICO E TENSÃO EFETIVA VERTICAL AO LONGO DO PERIODO DE TEMPO DO DEPÓSITO-FURO SMIO

1 74

q ' -TRAJETORlA OE TENSOES OEVIDO A RUPTURA E AMOLGAMENTO DA ARGILA

CONSOLIDA ÃO

ISQTRÓPICA

AMOSTRAGEM PERFEITA

' EM LABORATORIO

OSSERVAÇÕES•

,,1 •• lcliü)

a'vo FINAL

(8)

(Ú 111ó !li 0" 1vo 4•

,q,.po 1

p

( 1) ESTA RESISTENCIA EQUIVALE ÀQUELA OSTIDA NO$ ENSAIOS DE PALHETA COM A AMOSTRA AMOLGADA.

(2) ESTA RESISTÊNCIA EQUIVALE ÀQUELA OSTIDA NOS ENSAIOS DE PALHE;:TA COM

A AMOSTRA INDEFORMADA,

(3) RESISTÊNCIA NAO DRENADA MÁXIMA OSTIDA NOS ENSAIOS 'rRIAXIAIS cTu DO

TRASAL.HO, CONSIDERANDO TER OCORRIDO TODO O ADENSAMENTO DA AR•

GILA.

(4) TENSAO EFETIVA .VERTICAL ATUAL DESTA PROFUNDIDADE DA ARGILA (EN·

TRE AS SITUACÕES @ E ® DA FIGURA V. li!).

(5) TENSÃO .EFETIVA VERTICAL INICIAL DESTA PROFUNDIDADE DA ARGILA (SITIJ.

AÇÃO @ DA FIGURA V. 12).

(6) TENSÃO EFETIVA FINAL DESTA PROFUNDIDADE DA ARGILA APÓS TODO O

ADENSAMENTO DO ATERRO ( SITUACÃO <l:) DA FIGURA V, 12).

FIG.Y.13 - TRAJETÓRIAS DE TENSÕES EFETIVAS IN SITU E NO LABORATÓRIO DA ARGILA DO CAJU

' ··~

175

o 10 20 40 Su( kPu) o 1 1 1 1

--~ CD ® ® ATERRO - :;

\

\ \

+ - \ \ \ \ -

- \ \ \

ol \ ARGILA ·-

\ - \ \ \ \ -

-

\ \ o \ -

- D \ o \ \

\ \ '(MUITO \

-10

- \ D \ O At,!OL~APO) \ -

- \ \ o ... • \ l \ ·-- \ \

D \ \ ·-D

\ \ ·' --o

\ ~ 1, -

-o \ \ -15

- \ o \ -

- IJ

1 \' \ D \ \ • -

-5

SÍBOLO ENSAIO

.... ENSAIOS TRIAXIAIS CID - C 61c=Ci1vo

o ENSAIOS DE PALHETA DE CAMPO

D ENSAIOS DE PALHETA DE LABORA-TrlRIO IW';.10% mini

MEDIA DOS ENSAIOS -• TRIAXIAl,li UU I LIRA, 1966)

CURVAS DENOMINAÇÃO

1 SuxZ-VAL.OR MÉDIO DOS ENSAIOS DE PALHETA

2 SuxZ-VALDR MÁXIMO DOS ENSAIOS DE. PALHETA

3 SullZ-SHANSEP-SIT.@ DE 6 1vo (FIG.V.13)

4 SuxZ- SHANSEP- SI T. © DE e;( 'vo (FIG. V.13)

FIG.lt.l4- COMPA!ÇÃO D~ RESULTAOOS E.NTRE RESIST NCIA NAO DRENADA OBTIDA' ATR_ AV sóoos_ ENSAIOS IN SITU E EM LABORAT RIO.

Q 2 Cll

o a: ::, i..

1

-& -i

176

CAI' rn.1LO V 1

AN4Ll8f8 Df fBTABILIDADf

177

CAPÍTULO VI

ANALISES DE ESTABILIDADE

VI .1 - INTRODUC•D

Este capítulo apresenta as anál Ises de establ I Idade

efetuadas de forma a simular - ruptura ocorrida no Caiu. Ao ,

final são tecidos alguns comentários com relação aos resultados

obtidos, e hipóteses são assumidas procurando-se explanar as

diferenças encontradas. Inicialmente será dada uma breve

revisão bibliográfica sobre o assunto.

VI .2 - REVISIIO BIBLIOGRAFIGA

A anál lse de estabi I idade de aterros sobre depósitos

de argl la mole pode ser feita em termos de tens!les totais o

(método •u = D ), ou em termos de tensões efetivas. O método

baseado nas tensões totais leva em conta a resistência não

drenada Su no cfimputo final do fator de segurança, enquanto que

a análise via tensões efetivas simula a ruptura através dos

parametros e' e •', tendo-se que prever, neste caso, as poro­

press!les geradas durante a construção do aterro, através de

análises computacionais baseadas na teoria da elasticidade.

Alguns autores recomendam, face à sua slmpl !cidade,

anál Ises de estabi I Idade via tensões totais. (BISHOP e BJERRUM

C12l, BJERRUM C1Bl e LADO e FOOTT C66J). Em geral esta análise

fornece resultados mais condizentes com a real Idade quando as

condições de campo correspondem às de laboratório, ou sela,

178

quando as tensões clsalhantes que tendem a causar a ruptura do

so I o s!lo ap 1 1 cadas sob cond I çl\es não-d renadas. A aná 11 se em

tensões efetivas é mais dlfícl I e demorada, podendo revar a

resultados Incorretos quando as pressões neutras 51)\ O

Inadequadamente estimadas, principalmente nos casos em que o

depósito apresenta camadas drenantes não detectadas na fase de

exploraç!lo. LADO [B3J, citado em GOUTINHO C30J, também

considera ser a anál !se de establ ! Idade via tensões totais a

ma I s a p r o p r I a d a na ver I f I c a ç 1l o d a esta b 1 1 1 d a d e d e c o n s t r u ç ti o ,

em etapas , de aterros sobre solos moles.

VI .ê!.1 - Anél leea am Tena!lae Total e

Embora haia uma

resultados pela metodologia

recomendáve 1, segundo LADO

boa

cj, u

[ B 1 J ,

=

aceitação

o, esta

e precisão

sd deve

à u t 1 1 1 z a ç a o em s o I os

quais Já exista uma experiência passada e se tenha

de

ser

nos

o

conhecimento dos efeitos de pertubação por amostragem, e modo

d e r u p tu r a I n s I tu , j á que estes e f e I tos tendem a I n f I u e n c i ar o

valor da resistência não drenada utl I izada na anál !se. BISHOP

e BJERRUM [12J conclulram ser possível no cálculo da

establ I Idade a utll lzação da resistência Su determinada a

partir dos ensaios de palheta de campo ou trlaxlal UU, embora

algum tempo depois BJERRUM C15J, através do estudo de Inúmeros

casos históricos de aterros levados à ruptura, tenha chegado a

conclusão de que o ensaio de palheta tende a superestimar o

valor do su obtido. Este autor propôs uma correção deste valor

com base num parametro adimenslonal que variava em função do IP

do so I o, e que I evava. em cons l de ração a ruptura progress l va e a

178

anlsotropla

correção

na resistência assim calculada. Entretanto esta

de

--'tensões

recomendada não se correlacionava com a hlstdrla

existente nos distintos extratos argl losos, Já que a

curva proposta era

segundo LACASSE [591,

válida para qualquer que fosse o solo.

para uso prático o fator de correção de

eJerrum deveria levar em consideração uma curva representativa

para as argilas "realmente" pré-adensadas, ou sela, aquelas em

que o OCR existente tivesse se originado em função de causas

mecSnlcas, e não por cimentação ou "envelhecimento".

Recentemente AAS et ai C1l expandiu os resultados de eJerrum

de forma a se levar em conta a hlstdrla de tensões no fator de

correção a ser empregado.

Em pesquisas com argl las do erasl 1, COUTINHO C3Dl s

ORTIGÃO [951, de acordo com os resultados das anál Ises de

establ I Idade efetuàdas na ruptura dos aterros experimentais de

Jurtunaíba e Sarapuí, reepectlvament-e, constataram não ser

necessária a correção proposta por 6JERRUM C15l, ao se

utl I lzar a resistência média do ensaio de palheta de campo de

período anterior à construção do aterro. o motivo da não

utl I lzação desta correção nos solos "nacionais" ainda está

sendo pesquisado, estando tal ocorrência hipoteticamente

associada, segundo ORTIGÃO C86l, ao teor de matéria orgãnlca ou

mineralogia de nossas argllae.

Com base nas Informações oriundas da blbl lografla

chega-se a conclusão que a anál lse em tensões totais, com o uso

apropriado da resistência não drenada, á a ferramenta mais dtl 1

no cálculo da establ !Idade a curto prazo de aterros sobre solos

moles. A avaliação exata e criteriosa da resistência sua ser

180

empregada faz-se necessária, visto que, segundo WROTH [1241,

esta reslst6ncta é uma medida do comportamento e não uma

propriedade Intrínseca do solo, podendo vir a assumir dlettntos

valores conforme sela a metodologia de ensaio real lzada.

TAVENAS e LEROUEIL [1151 ao discutirem a avatlaç~o da

resistência su a ser adotada na aná 11 se, concluem ser

necessária a utt I tzação de métodos empíricos baseados em caaos

reais de ruptura de aterros experimentais, que venham a

"calibrar" regionalmente o valor de resistência a ser adotada,

de tal forma que nesta Já selam levadas em consideração os

efeitos de anlsotropta, ruptura progressiva, etc.

vi.a.a - M~todol dl An~IIII dl E1t1blltd1d1

Com relação ao método de anál lse a ser empregado,

lndmeras posslbl I Idades podem ser adotadas, desde métodos

expeditos ba~eados em áb~cos adlme,nstonats, até métodos mais

soflstlcadoe no qual a utt t tzação do computador se faz

necessár,t a. Os métodos de anál tse de estabi ! Idade podem ser

divididos conforme abaixo:

(1) Ãbacos ou fdrmutas de capacidade de carga;

(2) Métodos de equl I íbrlo ! Imite;

(3) Método dos elementos finitos;

(1) Método baseado no cálculo vartaclonal.

Os ábacos tendem 'a' ser de fác 11 ap 1 1 cação, embora

restritos em termos práticos Já que, na maioria dos casos,

181

torna-se dlfícl I simular complexas situações de materiais e

geometrias.

Os métodos de aqui I íbrlo I Imite baseam-se na dlvlsao

da região estudada em indmeras fatias, vindo a ser multo

utilizados, na prática atual, Já que possuem uma grande

divulgação no melo geotécnico. A existência de vários

programas computacionais também contribui para Isto.

O método dos elementos finitos é o que permite maior

flexibl I Idade na simulação de complexas geometrias e distintas

propriedades de materiais, podendo, Inclusive, serem levados em

conta as relações tensão-deformaç!o dos solos envolvidos, a

anlsotropla, as heterogeneidades, e as varláve1s distribuições

de poro-pressão existentes. Embora sela o método que permita

satisfazer todos os requisitos necessários b perfeita solução

de um problema de establ I Idade, segundo OE CAMPOS [331, a sua

utll lzação está sulelta a lndmeros dados de entrada que nem

sempre são conhecidos ou possíveis de se obter (face aos

fatores econômicos).

As técnicas de cálculo variacional vem recentemente

sendo combinadas com as formulações dos métoqo-s,'de aqui I íbrlo

limite, numa tentativa de se determinar a posição real da

superfície critica de ruptura. Tais técnicas estão,

entretanto, ainda restritas a casos de soloe homog@neos.

Maiores detalhes sobre os métodos susclntamente

discutidos podem ser encontrados em DE CAMPOS [331.

182

Yl,3, M!TOOO DE ANALISE AOOTADO

o método de anál Isa adotado foi o do equl I íbrlo

limite, que considera a massa de solo subdlvl~lda em lndmeras

fatias e anal Isa o somatório das forças estabi I lzantes e

instabi I lzantes através do equl I fbrio de momentos, forças

horizontais e forças verticais, dependendo do tipo de método de

equll fbrlo I Imite utl I lzado, Estudos sobre a apl !cação destes

métodos e verlflcaçao da acurácla dos resultados dos mesmos tem

sido realizados por vários pesquisadores atualmente, entre os

quais WRIGHT [1231.

As anál Ises de estabil Idade efetuadas no presente

trabalho utl I lzaram-se do método de Janbu Slmpl !ficado (JANBU

C53J), através do programa computacional PCSTABL5 (SIEGEL

C105J) desenvolvido na Universidade de Purdue. Este método

-]presenta resultados que podem diferir em até 15% dos valores ~-de fator de segurança fornecidos pelos métodos mais rigorosos,

entre os quais citam-se o método de Morgenstern e Prlce ou o

método de Sarma. Entretanto quando a superfície de ruptura

analisada é rasa e alongada a diferença entre os resultados com

os métodos mais rigorosos tende a diminuir.

No método de Janbu Slmpl lflcádo a resultante das

forças entre as fatias é horizontal, sendo adotado um fator de

correção empírico fo para levar em consideração as tensões

clsalhantes desenvolvidas nestas regiões. o fator de segurança

é obtido através do equl I lbrlo de forças em ambas as

direções, ou sela, horizontal e vertical.

o

superfícies

183

programa PCSTABL5 é aplicável à análise

não circulares sob distintas condições

de

de

carregaminto e resistências, através de micro-computador do

padrão PC/XT ou AT.

programa silo:

As características principais deste

(1) Anal Isa até 20 camadas diferentes de solos;

<e> os parametros de reeistancla e poro-pressão de cada camada

não variam com a profundidade;

(3) Podem ser definidas várias superfícies piezométricas

representativas do nível d'água existente na

<variável ou não);

análise

("'t)-Pode ser considerada em cada camada a anlsotropla em termos o o

de resistência, em qualquer direção entre - 90 e+ 90 com

um máximo de 10 direções para cada solo;

ser simuladas cargas externas dlstribuidas ou (IS) Podem

pontuais sob diferentes ângulos, além do efeito de

terremoto;

(B) Utl l lza-se do sletema Internacional de unidades, embora

seJa possível usar o sistema Inglês.

Com relação às características de seleção e

construção ~as superfícies potenciais pode-se dizer que:

'

1 B"I

(1) As superfícies são construidas da esquer~a para a direita

em segmentos Iguais de reta cuia tamanho é previamente

definido. o 1nrc10 e término ocorre em regiões demarcadas

pe I o usuár I o, podendo ser, 1 nc I us I ve, espec I f I cada uma cota

mínima I Imite de passagem de superfícies. As superfícies

que não se enquadram nestas especificações são el !minadas,

(2) Podem ser definidos retângulos, linhas ou pontos de

passagem obrigatória da superfície potencial de ruptura.

Nesta aná 11 se a base da superf fc I e é composta por 11 gações

entre os retângulos (ou I lnhas, etc.) especificados,

enquanto que os extremos são formados por .segmentos de reta

de tamanho definido que são gerados a partir do primeiro e

último retângulo;

(3) Pode ser definida uma região preferencial de anál lse

através de duas superfícies limites (trechos superior e

1 nfer I or), que tendem a e 11ml nar as superf íc I es potenc Ia Is

de ruptura situadas fora da faixa deselada.

Nas análises realizadas no presente trabalho foram

definidas 200 superfícies para cada caso estudado, tendo sido

computado um tempo médio de 5 minutos para cada caso;

VI.~ - DADOS PARA A AN4LISE

VI.~., - Geometria

A geometr Ia adotada nas aná I ises de estábl 11 d ade está

apresentada nas f l guras (VI .1) e (V 1 .2), respectivamente a cada

1 1 nha de sondagem rea 1 1 zada.

186

A situação topográfica de ruptura foi estimada com

base nos dados de campo descritos no capítulo li.

A resistência não drenada uti l lzada na retroanál ise

de establ I Idade é a obtida com os ensaios de palheta de campo,

iá que haviam perfis de resistência ao longo de todo o

depósito.

Procurou-se com uma anál lse paramétrica de valores de

resistência no aterro e fundação, obter-se a resistência média

Su despertada na argl la no momento da ruptura. Este valor

deveria ser comparado à média dos resultados dos ensaios de

palheta real lzados, para a mesma região de anál lse considerada

(região de passagem das superf rc I es potenciais de

c I s a I h ame n to) . Este trecho de estudo teve de ser

arbitrariamente demarcado para ambas as I lnhas de sondagem,

visto que não se obteve resultados com os Indicadores de

superfície de ruptura. Alguns aspectos, entretanto, tiveram de

ser levados 8m consideração, a saber:

(1) O trincamente principal do aterro do CaJu, que orientou a

local lzação no aterro das superfícies potenciais de ruptura

estudadas;

(2) O afloramento da argila mole no setor esquerdo do eixo de

desl lzamento, que orientou a local izaçí!o no pé do aterro

das superfícies estudadas;

186

(3) Os trechos de reslstencia su mínima em cada perfl I vertical

dos ensaios de palheta de campo, que orientaram a

local lzação dos retangulos de passagem obrigatória das

superfícies anal lsadas.

com relação ao (tem (3) cabe ressaltar a que esta

escolha foi efetuada em função da hlpdtese de que, ao ter

ocorrido o acidente, a superfície crítica teve como orientação

estes trechos de reslstencla Inferior, característicos de solos

moles amolgados ou antigas superfícies de des J I zamento.

Segundo LEONARDS C70l existe a possibi J Idade de se encontrar em

depdsltos de argila mole camadas pouco espessas de inclinação

paralela aos planos de acamamento da argl la, nas quais a

reslstencla é consideravelmente Inferior às demais regiões

circunvizinhas, e que tendem a controlar a ocorrencia,

profundidade e extensão da ruptura. No presente trabalho estas

camadas estariam provavelmente associadas à antigas superfícies

de des.11 zamento. A regfão preferencial de passagem das

superfícies críticas, dellmltada com base no que foi exposto,

encontra-se apresentada nas figuras (Vl.1) e (Vl.2).

Os valores médios ponderados utl 11 zados como

comparação às resistências médias su obtidas nas retroanállses

foram calculados a partir dos resultados dos ensaios de palheta

de campo, e tiveram como base os valores mínimos de resistencia

existentes ao longo da faixa preferencial de passagem das

superfícies potenciais. A metodologia adotada para o cálculo

destes valores médios foi de:

su (ensaios)= Su(1) L(1) + .... + su<n> L (n)

L(1) + .•.. + L<n) < V 1 • 1 )

187

onde:

Su(n) = resistências não drenadas mínimas do ensaio

de palheta, na região preferencial de

passagem

L(n) = comprimento entre cada furo de sondagem, no

qua I atua a res I stenc Ia su< n)

os valores médios ponderados situaram-se numa mesma

ordem de grandeza dos valores calculados com base numa média

simples, como será visto a seguir:

Linha de sondagem

1

2

su (simples)

7,5 kPa

5,8 kPa

s u < ponde r a d o-)

6,8 kPa

6,1 kPa

os valores de su foram calculados com base somente

nos resu I ta dos dos ensaios de pa I heta convenc I ona Is, descri tos

no capítulo 1 V, que tendem a obter resistências

predominantemente ao longo da direção vertical. A anlsotropla,

apesar de ser possível de ser considerada nas anál Ises

computacionais, não o foi, Já que estes dados não eram

d I s p o n r v e I s . P o r outro I a d o , e o L L E T e 27 J obteve p a r a a r g 1 1 a d e

sarapuí

horizontal

resultados de S(h)/S(v) (resistência

dividida pela equivalente ao plano

plano

vertical)

próximos de 1, o que denota um comportamento lsotr6plco de

resistência na argl las da Baixada Fluminense (e hipoteticamente

no Calu).

Nas anál Ises computacionais variou-se o su da

fundação de 5 a 40 kPa, tendo sido adotado o valor de 14,3 3

kN/m para o peso específico aparente total da argl la.

188

v1.1.s - Propriedades do ~ateria! do Aterro

As propriedades do material do aterro, em termoe de

peso específico, foram aval !adas através dos ensaios descritos

no capítulo 11. Entretanto deve-se observar que os valores

uti I lzados representam a média do trecho de aterro mais

superficial, sendo o erro Introduzido com esta consideração de

difícil avallaç/lo.

Em função da e I evada heterogenel dade das

caracter rstl cas do aterro e da enorme d I f I cu Idade de retl rada

de amostras "lndeformadas" deste, optou-se por um estudo

paramétrico no qual adotou-se um valor constante de angulo de o

atrito para o aterro (estimado em 35 ), e valores variáveis de

coesão, conforme fosse a h I pótese de aná 11 se estudada.

Observa-se entretanto que. em função do flssuramento do material

aterrado, cuJas trincas permaneceram abertas durante toda a

fase de estudo, que deve existir uma certa parcela de coesão no

aterro. em questão.

As vár Ias h I póteses estabe I ec Idas nas aná I ises, para o o

a l lnha de sondagem n. 1 e n. 2, estão na tabela (VI .1 ).

Procura-se, basicamente, obter-se o valor da coes/lo do aterro

que leva a resultados de su equivalentes àqueles médios ln sltu

dos ensaios de palheta, na condição crítica de establ I Idade.

com relação a utl I lzação das resistências do aterro

de forma integral ou parcial, algumas contribuições foram dadas

na bibliografia, como aquelas apresentadas por BJERRUM C15J,

CHIRAPUNTU e OUNCAN [25] e a nível nacional por ORTIGI\O [95] e

COUTINHO [30J.

189

Segundo BJERRUM C15J, a utl I lzação da resistência do

aterro sd deve ser apl !cada Integralmente quando não há

possibilidade da ocorrência de um fissuramento longitudinal no

momento da ruptura. A razão deste trincamento estaria

associado, segundo CHIRAPUNTU e DUNCAN C25l, à diferença de

rigidez entre o solo de funaacão e o aterro.

COUTINHO C30l e DRTIGI\O C95l realizaram análises àe

estabilidade onde o fissuramento nulo, parcial e total foi

simulado, respectivamente nos aterros experimentais de

Juturnaíba e sarapuí. Em ambos os casos a ruptura foi melhor

expl !cada ao se consiaerar o flssuramento parcial, embora a

d I screp§nc ia observada em se utl 11 zar a res I stênc Ia Integra 1

tenha sido de ordem Inferior a 10%. COUTINHO C3DJ com base em

seus resultàdos acredita não ser necessário considerar a

ocorrencia deste flssuramento na análise, Já que o erro

induzido é de pequena monta.

Tendo em vista as conslaerações acima, adotou-se no

presente estudo a resistência Integral do aterro.

VI ,5 - RESULTADOS OBTIDOS

A geometria adotada nas análises de estabilidade é

apresentada nas figuras (Vl.1l e (Vl.2). Nestas 'pode-se

observar a situação topográfica atual, a posição aas sondagens,

os retangulos de passagem utlllzaaos na análise e as típicas

superfícies de ruptura obtidas, equivalentes ao fator de

segurança mínimo de cada caso estudado. A o to d o a na 1 1 s a r a m-s e

36 casos, cuJos resultados em termos de FS vs. sue su vs. C'

são apresentados nas figuras (VI .3) e (VI .4), para as l lnhas de o o

sonàagem n. 1 e n. 2 respectivamente.

190

Na figura (Vl.5) encontra-se apresentado um croquis

esquemático do desenvolvimento da superfície de ruptura e das

reslstenclas mobl I izadas.

Vl,8 - AN&Lllf DOS R!SULTAD08

11 v1.a.1 - Linha de sondagem N. 1

Anal lsando os resultados apresentados é possrvel se

observar que a resistência Su mobl llzada ao longo da superfície

crítica, obtida na retroanál lse, é consideravelmente superior à

obtida através dos ensaios de palheta de campo. Algumas

hipóteses e observações com base nisto podem ser dadas, a

saber:

(1) Oe acordo com a figura (VI .3) nota-se que para se obter

valores de resistência Su na retroanállss Iguais aos

valoras médios ln sltu, calculados com base nos resultados

doe ensaios de palheta, é necessário que se tenha valores

de coesão no aterro multo superiores a 50 kPa, valor esta

acima do esperado conforme experiência recente (ORTIGno

t95J e COUTINHO t30J). Acredita o autor que ~ parcela

mobl llzada de coesão sela da ordem de O a 20 kPa, em função <

dos resultados dos trabalhos acima descritos. Nesta faixa

da valores a reslstêntla su mobilizada seria da ordem da

3,5 vezes superior àquela obtida pela média dos ensaios de

palheta;

o (2) A direção da l lnha de sondagem n. 1 não é, na real Idade,

paralela ao eixo real do deslizamento. A razão disto Já

1 91

foi discutida e tal fato, sem ddvlda, contribui para a

discrepância mencionada no (tem (1);

(3) A razão da diferença entre os resultados obtidos na

retro a n á 1 1 se e na mé d I a I n s I tu d os e n s a I os, a o se

considerar uma parcela coesiva mobl llzada no aterro da

ordem de o a 20 kPa, poderia estar associada a não

representatividade do valor médio obtido para cada

superfície anal lsada, Já que para o cálculo deste foram

utl I lzados poucos valores de ensaios de palheta (aprox. 5 a

Bl. como existe uma grande varlabi !Idade desuno depósito

é de supor que entre cada uma das sondagens possam existir

valores multo distintos de resistência, que se fossem

computados na média final dos ensaios de pa~heta levariam a

um resultado próximo daquele obtido na retroanál lse Esta

hipótese é apresentada na figura (Vl.5), na qual se observa

que existem trechos de su "lndeformado" não computados na

anél lse e que, como só se utl I lzou dos valores mínimos, é

de se esperar que se tenha um resultado de su bem Inferior

ao equ I va I ente da retroaná 11 se;

(41) A segunda hipótese supõe que como os ensaios de palheta ~-·

foram real lzados em per(odo pós-ruptura, os valores obtidos

são, na real Idade,· as resistências amolgadas do depósito.

A queda de su do valor original para o obtido estaria numa

relação próxima à média da sensibi I Idade calculada para a

argila, que é de 2 ± 1 ,"I, dado este coerente com

a discrepância calculada entre o valor mobi l lzado de

retroanfl lse e a média da resistência dos ensaios de

palheta.

192

o v1.a.1 - Linha de sond11em n. i

Também neste caso observa-se que o valor de

resistência obtida na retroanál lse é bem superior àquele

calculado com base na média dos ensaios de campo.

observações, portanto, se fazem necessárias:

Algumas

(1) Nesta seçilo para se obter valores ldentlcos de su

mobl l lzados, tanto na retroanál lse quanto nos ensaios de

campo, é necessário que se tenha valores de coesão no

aterro próximos a 50 kPa. Ao se considerar uma parcela

coesiva neste de o a 20 kPa, a razão entre as resistências

será de 2,5 vezes;

(2) Gom relação a esta diferença também cabem aqui as mesmas

observações dadas em (2))-(3) e ("I) do rtem Vl.6.1;

(8) outro fator que também tenderia a Induzir resistências

super I ores obtidas na retroanállse é o efeito tr i -

d I me n s I o n a.1 d a r u p tu r a , Importante nesta seçl'lo anal lsada.

Ao se supor esta hipótese é de se esperar que o Su obtido

.numa análise pi ano deformação sela superior à que I e.

realmente mobl l lzado ln sltu, Já que, no caso 30 há de se

considerar a resistência adicional ao longo da extr~mldade

curva. Assim, ao se efetuar uma retroanál lse bl-dlmsnsional

o resultado será o de valores de su superiores aos reais.

Segundo AZZDUZ et ai C9J a superestlmativa de valores de

fatores de segurança calculados pode ser em torno de 10~

chegando, em alguns casos, de 20 a 30~. Logo, ao se

193

considerar que as diferenças de su da anál lse e dos ensaios

ln sltu se situem nesta ordem de grandeza, conclue-se que

tal fato, Isoladamente, ni'lo explica as dlscrepancias

encontradas no presente trabalho:

(1) A diferença entre o valor obtido pela retroanál lse e pela

média dos ensaios de campo foi Inferior nesta l lnha de

sondagem. E possível que Isto estala relacionado a

estimativa do perfl I topográfico original do aterro que,

par a esta e e ç !I o , f o i ma I s s I m p I e s d e se r e a 1 1 z ar , J á que as

movimentações ocorridas nesté caso foram de ordem bem

i nf e r I o r:

(B) Observa-se que os resultados de su mobl I lzados, ou obtidos

por retroanál Ises, situam-se numa faixa de valores superior

àquela encontrada por ORTIGÃO C95J para a argt Is de

sarapuí, cuia média é de aproximadamente 10 kPa. Com

base nos resultados do capítulo anterior, pode-se supor que

a origem desta diferença estaria associada ao adensamento

da camada de argl la do Caiu, face aos antigos aterramentos.

Vl,7 - RfCOMfNDAOOf8 PROPOSTAS

Com base nas anál Ises dos resultados apresentados

neste e em outros capítulos, algumas recomendações para a

anál lse de aterros sobre solos moles elml lares ao do Calu

serão brevemente descritas:

194

(1) Deverá ser adotado nas anál Ises de establ ! Idade uma certa

parcela coesiva para o material do aterro, que, em

princípio, atuará Integralmente ao longo do corpo do mesmo:

(2) Poderá ser r e a 1 1 z a.d o um poço d e Inspeção neste aterro

procurando-se obter, se possível, amostras representativas

para os ensaios de cisalhamento direto, de forma a se

estimar os valores de G' e <j,' a serem utl l lzados nas

anál Ises:

(3) As sondagens deverão ser real lzadas de forma a serem menos

espaçadas que no presente caso, procurando-se estimar com

melhor acurácla a resistência não drenada a ser utl l lzada

nas aná 11 ses de estab 111 d ade:

(4) Com relação ao Item (3), caso existam trechos nos quais a

resistência é distintamente Inferior aos demais, deve-se

procurar anal lsar as superfícies por estas regiões, Já que,

hipoteticamente, são estas que local lzadamente Iniciam e

orientam a ruptura:

(5) Os ensa I os laboratoriais que visem a obtenção da

resistência nao drenada só deverão ser utl I lzados com

vistas a uma comparação aos valores obtidos nos ensaios in

situ, Já que, no momento atual, as camadas mais moles (e

importantes) ainda oferecem dificuldades à amostragem, não

podendo em muitos casos serem recuperadas. Neste caso o

ensaio de palheta é mais adequado à obtenção de su do que

185

os ensaios laboratoriais. Além disso deverão ser utilizados

equipamentos que permitam uma leitura contínua das

caracterlsticas mec&nlcas e oedométrlcas do depósito

estudado. No presente trabalho tentou-se realizar, através

de um pré-furo no aterro, um ensaio com o plezocone da

GOPPE (detalhes do equipamento em SOARES et ai [1141),

porém, face às dificuldades Impostas pela região, tornou-se

Inviável a real lzaç!\o deste:

(li) As análises de estabilidade dever/lo ser rea 1 1 zadas,

preferencialmente, via tensões totais.

FUNDAÇl!O ATERRO 1 HIPOTESE 1------------------1----------------------1 LS 1 I I Su (kPa) I C' (kPa) I

o ~' ( )

1-----------1------------------1-----------1----------1------1 1 1 1 1 1 1

1 1

1 1 1

1

2

3

1 4 1-----------

5

6

7

8

5, 10, 20, 30,40 o

n 10

n 20

n 50 ----------------. -:-----------

: 5, 10, 20, 30 1

n

n

n

o

10

20

50

1

1 1 1 o 1

35 1 N. 1 1 1 1 1 1 1 1

1 ----------1------1

35 o

N.2

TABELA Vf,I - HIPOTESES ADOTADAS NAS ANÃLISES DE ESTABILIDADE

r' <D

°'

140 _ .. - SM - 7

SM - 9 ___ ; ~

130

_1----~/--&02{ ----r' + / , jf r' + 1

120 mi

110 ESCALA GRÁFICA

O 5 10 1w M wl M • 1 (m)

1oo-!,~~~"--'T"""~~~....-~~~~r-~~~-r-~~~~r-~~~"'T"~~~--,~~~~,--~~~-,-~~~~1-100 110 120 130 140 150 160

OBS• AS COORDENADAS CARTESIANAS SÃO ARBITRADAS PARA UTILIZACÃO NA

ANÁLISE DE ESTABILIDADE, SERVINDO APENAS COMO REFERENCIA DE

NÍVEL · E DISTÂNCIA.

170

c::J

180 190

CONVENÇÕES,

RETÂNGULOS DE FASSAGEM LIMITE DAS SUP. ESTUDADAS

------ ATERRO- SIT. ATUAL

200

ATERRO - S IT. ANTERIOR(ESTIM.)

--•-- SUPERFÍCIES CRÍTICAS TÍPICAS

AG. :szr. 1 • •

- ESQUEMA GRAFICO UTILIZADO NAS ANALISES DE ESTABILIDADE LINHA DE SONDAGEM Ng 1

)---'

<D

"

120

127 SM-5

NA ! SM-4

! '7 _ ... ----,,.

SM-3

"º j], _,g -NA

-r

-,,::,,::;:;

SM- 2

NA ...sz.. ""r"'

SM- 1

l

- - - --\ '~ :s:~ ~ \_-----.::::::::-_ -----::::::,____;~ ==F-~~ m ---

100 110 120 130 140 150 160 170

OBS, AS COORDENADAS CARTESIANAS SÃO ARBITRADAS PARA UTIUZAÇÂO NA

ANÁLISE DE ESTABILIDADE, SERVINDO APENAS COMO REFERÊNCIA DE

N{VEL E DISTÂNCIA.

, -

180 190

ESCALA GRÁFICA ~ ~

O 5 10 1 1,. -i(m)

200

D

210 220 230

CONVENÇÕES,

RETÂNGULOS DE PASSAGEM

LIMITE DAS SUP. ESTUDADAS

ATERRO - SIT. ATUAL

ATERRO- SIT. ANTERIOR(ESTIMJ

--•-- SUPERFÍCIES CRÍTICAS TÍPICAS

FIG.E.2 - ESQUEMA GRAFICO UTILIZADO NAS ANALISES DE ESTABILIDADE LINHA DE SONDAGEM Ng 2

f--' <O ex,

(1) lL

â IL .,. -" (1)

199

SÍMBOLO PARÂMETROS ATERRO

• ci = O kPa

• ci = 10 kPa

• e 1 = 20 kPa

• C' = !:O kPa

o o 10 20 30 40 60

Su ( kf'Q)

30

FS = l ,O

20

10

O-t------r------,----,------.------1 O 10 20 30 40 so ·

e• (kPal

FIG.JZ[.3 - CU8VAS FS vs. Su E e• vs. Su ANALISE DE ESTABILIDADE EM TENSÕES TOTAIS. LINHA DE SONDAGEM Ni 1

V> IL

:, V,

200

SÍMBOLO PARÂMETROS ATERRO

• ci = O kPa

• ci = 10 kPa

• e= 20 kPa

- C' = 50 kPa

o+------.-------"'"T""------,-1 10

FS = 1,0

10

20 30 Su ( kPQ)

o -t-----r-----,----"""T"-----r----o 10 20 3 40 5

C'(k Pa)

FIG. E.4 - CUijVAS FS VS. Su E Su vs. C1 _

ANALISE DE ESTABILIDADE EM TENSOES TOTAIS. LINHA DE SONDAGEM Nª 2

NÍVEL 00 TERRENO NO MOMENTO DA RUPTURA\

ANTIGAS SUP. DE DESLIZAMENTO ONDE,!\ 1 A ARGILA ENCONTRA-SE AMOLGADA

NA V

-.....

SUPERFÍCIE DE DESLIZAMENTO

!',±= =====--=====

~RESISTÊNCIA C',llf DO ATER

~ \ SUPERFÍCIE DE/ -... ' =t >= ± ---:?'1---:-2---_,,

DESLIZAMENTO '-·

RESISTÊNCIA Su DA

ARGILA INDEFORMADA

~

'. 1

'-/ / -­--

RESISTÊNCIA Su Clll

ARGILA AMOLGADA

•

/' . '

RESISTÊNCIA Su AMOLGADO

VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIA NÃO DRENADA Su COM A PROFUNDIDADE - ENSAIO DE PALHETA DE CAMPO

FIG. 3ZI.5 - CROQUIS ESQUEMATICO_ DO DESENVOI.YIMENlO DA RUPTURA E RESISTENCIAS MOBILIZADAS

SUPERFÍCIE DE

N o

202

CAP rTULO V 1 1

CONCLl.!80Rf BUG!STO!S PARA Pf!SOUISA

203

CAPÍTULO VII

CONCLUSOES E SUGESTOES PARA PESQUISA

VI 1 .1 - CONCLUSOES

A presente tese obJetlvou a caracterização e o

conhecimento da argl la do CaJu, sua comparação com outros

depósitos arg1 !osos Já estudados e a explanação dos fatores

envolvidos na ruptura ocorrida, como a forma de propagação da

mesma, suas características dimensionais e as resistências

mobi I izadas na argila e no aterro, respectivamente; durante o

clsalhamento.

As conclusões obtidas com a pesquisa são dadas a

seguir:

(1) A ruptura teve origem em função do alteamento de um aterro

de entulho sobre aquele antigo e Já existente na regl!lo.

Acredita-se que a superfície de clsalhamento originou-se

1 oca 11 zadamente nos trechos amolgados e de menor

resistência da fundaçao, que orientaram a direção da mesma.

Associa-se estes trechos a antigos desl lzamentos ocorridos

no local;

(2) a recente aterro alteado tornou subadensado o depósito de

ar g 1 1 a,

tensões

não tendo sido possível conhecer o real valor das

efetivas atuantes no mesmo. Acredita-se,

204

entretanto, ser este valor aproximadamente Igual hs tensões

de pré-adensamento existentes. Associa-se o elevado

amolgamento encontrado hs deformações ln sltu da argl 1a,

(3) Ao se comparar o perfl I original de resistência, obtido

pela metodologia SHANSEP, e o perfl I de resistência máxima

dos ensaios de palheta, comprova-se ter havido um ganho de

resistência não drenada no depósito, por adensamento;

(4) os resultados do ensaio de palheta comprovaram a elevada

heterogeneidade mecanlca da argl la, através da varlaç~o

errática de su ao longo da profundidade. Parte destes

valores estava associada a curvas de deformação de

caracter rstl cas "amo I gadas",

(5) Os resultados ctos ensaios de palheta de laboratório com

velocidades diferentes não estiveram concordantes com o

esperado, Já que a dispersão entre os valo~es obtidos foi

elevada. Atribui-se Isto, principalmente, hs

heterogeneidades presentes em cada ponto da argl la

ensaiada;

(B) As resistências médias ao longo da profundidade para os

diversos resultados do ensaio de palheta encontram-se

concordantes,

larga. Os

embora a faixa de variação sela razoavelmente

ensaios trlaxlals adensados com pressões

equivalentes· às tensões efetivas verticais finais in sltu,

considerando-se todo o adensamento da argl la, apresentaram

uma curva de resistência su vs. profundidade relativamente

205

superior à curva máxima ("lndeformada") dos ensaios de

palheta de campo, comprovando estar ainda o depósito

argl loso em processo de adensamento, ou "subadensado",

(7) Os ensaios ln sltu são _preferíveis neste depósito de

argl la, Já que os ensaio~ laboratoriais não conseguem

reproduzir o verdadeiro perfl I errático de reslstencla su

ln situ. Atribui-se Isto aos lndmeros subtrechos amolgados

não amostreávels pela técnica corrente empregada;

(B) O amostrador de parede fina com dlãmetro Interná Igual a

75mm nao é adequado à uti I lzaç~o em argl las de consistência

Igual a do Caiu;

(8) A metodologia SHANSEP parece não ser apl lcável ao depósito

de argl la do Caiu, Já que observou-se tratar-se de argl la

n~o normal lzável e comprovou-se, nos ensaios com distintos

OCR, serem as tensões efetivas adotadas no adensamento

lsotróplco Incapazes de el !minar totalmente a Influência do

amolgamento na amostra. No entanto obteve-se através da

teoria dos estados crrt1cos uma curva teórica, que

cor~elaclonava Su normal lzado versus OCR, razoavelmente

concordante com os resultados experimentais para OCR entre

e 4. Para ~m OCR Igual a B, entretanto, o resultado

experimental esteve multo abaixo do que era de se esperar.

Notou-se haver uma maior Influência do amolgamento e

heterogeneidades sobre os. resultados de resistência do que

sobre os correspondentes de poro-pressão;

206

(10) os valores de reslstencla, angulo de atrito, e traletórlas

de tensões dos ensaios normalmente adensados encontram-se

de acordo com o esperado para esta argl Ia. Observou-se

também ser o valor de Su/ efc COCR=1l experimentalmente

obtl do para a argl Ia do caJ u, um pouco super I or !!que I es

calculados para a argila de Sarapur. Os resultados desta

argl la estiveram, no entanto,

teórica da argila do caJu;

concordantes com a curva

(11) As análises de estabilidade via tensões totais são

preferíveis par a d e pós I tos ar g 1 1 os os s eme I h antes ao

estudado no presente trabalho, onde os valores ln situ de

poro-pressão só podem ser conhecidos através da instalação

de instrumentação adequada;

(12) A resistência média mobi I lzada na fundação é um somatório

dos valores mínimos e amolgados com os valores máximos,

referentes a trechos lndeformados. Obtiveram-se valores

médios, cilculados com base nas reslstanclas ln sltu (pós­

ruptural, rei ativamente Inferiores aos valores mobl l lzados

pela retroanálise. Das duas hipóteses levantadas, a

segunda, que relaciona esta queda de resistência !I ruptura

atual, parece ser a mais representativa do que ocor~eu na

real Idade, embora não se possa descartar a outra hipótese

apresentada;

(13) Houve a mobl I lzação de uma certa parcela de resistência no o

corpo do aterro. Ao se adotar um angulo de atrito de 35

para o mesmo, estima-se estar a parcela coesiva mobi 11,ada

com um valor entre o e 20 kPa;

207

(11) A ruptura pode ser simulada através de uma retro~nál Isa em

estado plano de deformação, embora tal prática, no setor

direito do eixo de desl lzamento, venha a superestimar em

até 30% os valores de su obtidos, face ~s características

trl-dlmensionals nesta região.

Vll,I - 8UG!ST0f8 PARA Pf8QU18A

< 1) _f_,stender os rssu I ta dos da presente pesqu l sa com a

utl I ização de ensaios mais sofisticados in situ, que melhor

possam aval 1.ar, ao longo de toda a seção longitudinal e

transversal do depósito, a resistência não drenada e os

su btrechoe amo I gados da a rg i Ia. Entre os ensa I os

existentes sugere-se a utii 1zação do ensaio de piezocone da

COPPE;

< 2) Real i z ar a n á li ses d e esta b li l d a d e t r i -d i me n s I o na I s com base

nos valores obtidos em (1), de ·forma a comprovar

efetivamente as hipóteses levantadas no presente trabalho;

(3) Estudar através

realizáveis) e

de ensaios laboratoriais

abertura de poços ln situ, as

(quando

reais

resistências do corpo do aterro. Um estudo com base

estatística seria aconselhável, face às discrepancias

existentes;

(41) Realizar ensaios de palheta de campo na argl la do CaJu

utl I lzando-se de uma a~are1nagem melhorada, como descrita

em ORTIGÃO e COLLET [971, através da Introdução de sapata

208

de proteção e rolamentos que possam tornar o equipamento

praticamente Isento de atritos. A utl I lzaç~o do padrão

Internacional para as dlmensffes da palheta e a adoção do

formulário

deselável;

proposto por WRDTH C124J para su seria

(5) Real lzar ensaios de palheta também em região que não tenha

sofrido qualquer pertubação dada pela ruptura atual, de

forma se conhecer os valores de Su "originais".

209

RlrlRINOIAB DIDLI08ftlrlOA8

210

RffERINOIAS 81DLIOQRAFICA8

[ 1J AAS, G., LACASSE, S., LUNNE, T. e HOEG, K. "Use of ln Sltu

Tests for Foundation Oeslng on Clay", ASCE Speclalty

Conf. IN SITU 86, Blacksburg, pp, 1-30, (1986).

[ 2J ALMEIDA, M,S,S, "The Undralned Behavlour of the Rio de

Janeiro Clay ln the Llght of Criticai state Theorles", o

Soloe e Rochas, Vai. 5, n. 2, Agosto, pp. 3-24, C1982l.

[ 3J ALMEIDA, M.S.S., LIRA, E.N.S., PAIVA, E.N. e SOUZA, H.G.,

"Sistemas Automáticos de Aquisição de dados e Software

utl 112ados na COPPE", Slmp. sobre Novos Conceitos em

Enaaloa de campo e Laboratório em Geotecnla, Rio de

Janeiro, Vai. 2, pp, 3D5-329, (1988>.

[ 4] ALMEIDA, M.s.s. e PARRY, R.H.G., "Tests Wlth Centrlfuge

vane and Penetrometer ln a Normal Gravity Field",

Cambridge Unlverslty E~g. Department, Tachnlcal Report,

SOILS TR 1~1, (1983),

[ 5J ARAGIID, C. J. G. , "Propriedades Geotdcnlcas de Alguns

Dep6s l tos de Arg 11 a Mo I e da llrea do Grande RI o", Teee

M.So., PUC-RJ, 154 p., (1975).

( 6J ASTM, "Standards for vane Tests - Equlpament &

Procedures", Proc. of the lnt. Symp. on Laboratory

and fleld Vane Shear Strangth Testlng, STP 1014,

Tampa, C1987).

211

[ 7] AlKINSON, J.H. 8 BRANSBY, P.L.,The Mechanlcs of Soll - An

lntroductlOn to Criticai State Mechanlcs,

Mc.Graw-HI l·I, (1978).

London,

C 81 AZZOUZ, A.S., BALIGH, M.M. E LADO, G.G., "lhree

Dimensional stablllty Ana1ys1s of Four Embankment

Fallures", Proc. X ICSMF~. Stockholm, Vol. 3, pp. 343-

346, (1985).

C 91 AZZOUZ, A.S., BALIGH, M.M. e LADO., G.G., "Conrrected

Fleld Vane Strength for Embankment Design", JGED, ASGE, o

Vol.109, N.5, pp. 730-734, (1983).

[10} BALIGH, M.M. e AZZDUZ, A.S., "End Effects on. Stabi l lty of o

Cohaslve Slopes", JG~O, ASCE, Vol.101, N.Gl11, pp.

1105-1117, (1975).

[111 BENNEl, G.B. e MEGHAM, J.G., "lhe Use of Vane Borer on

Founuatlon ltivestlgatlon of Flll",Proc. Ili Record

Annuat Maetlng, HRB, PP, 486-496, (1953).

[121 BISHOP, A.W. e BJERRUM. L., "lhe Relevance of the lrlaxlal

lest to the Solutlon of Stabi I lty Problems", ASCE Conf.

on Shear Strength of Cohaslva Sol Is, Boulder, pp. 437-

501, (1960) ••

[131 BISHOP, A.W. e HENKEL, O.J., The Maaauramant of Soll a

Propartlee ln tha Trlaxtat Teat, 2. Edição, Ed. Edward

Arnold, London, 190p., (1962).

212

[141 BJEARUM.L., "Englnnerlng Geology of Norweglan Normally

consol ldated Marine Clays as related to Settlement of th

Buildlngs", 7 Rankine. Lecture, Geotechnlque, Vai. 17,

pp. 81-118, (1967).

[151 BJERRUM, L., •Embankments on Soft Ground", ASCE Conf, on

Perf. of Earth and Earth Supported Structures, Vol .2,

pp. 1-54, (1972).

[161 BJEARUM, L.,"Problems of Sol! Mec,anics and Conetructlon

on Soft Clay and StructurallY Unnstable Sol Is", Prlit'.

VIII ICS"fE, Moscou, Vol .3, pp. 111-159, (1973).

[171 BJERRUM, L; SIMONS, N .. e TORBLAA, l.,"The Effect of Time

on the Shear Strength of a Soft Marine Clay", Proc. of

Brueeela Conf. on Earth Preeeure Problema, Bruxelas,

vot. 1, pp. 148-158, (1958).

[181 BLIGHT, G.E., "The Effect of Nonunlform Pore-Pressure

Measurements on the Shear Strength of Sol Is" ASTM-NAC,

symp. on Laboratorv Shear Testlng of so11s, ASTM. STP

NO 361, pp, 173-183, (1963).

[191 BOZOZUK, M., "Effect of Sampll ng, Size, and Storage on

Test Resutts for Marine Clay•, Sempllng of Soll and o

Rock, ASTM STP N.483, PP, 121-131, (1971).

[201 BURLAND, J.B., "A Method of Estlmatlng the Pore-Pressure

and Disptacements Beneath Embankments on Soft Natural

Clay Depostts",Proc. Roecoe "emortal Symp., Cambridge,

pp, 505-536, (1971).

213

(21] CADLING, L. e DDENSTAD, s., "The Vane Borer",Proc. Royal o

swedlsh Geotechnlcal lnstltute, N.2, (1950).

c22J CAPUTD, H.P., Mecan1ca doe Solos e euas Apllcaçõee, Livros

Técnicos e Científicos Editora, Rio de Janeiro, (1980).

C23l CASAGRANDE, A., "The Determination of the

Preconsolidatlon Load and Practlce Slgnlcance", Proc.

ICSMFE, Massachussets, Vol .3, pp. 60-64, (1936).

(24] CASAGRANDE, A. e FADUM, R.E., Notes on Soll Testlng for o

Englneerlng Purposes, Sol I Mechanlcs series N. 8, Unlv.

of Harvard.

[25l CHIRAPUNTU, S. e DUNCAN, J.M., "Cracking and Progresslve

Fal lure of Embakments ou Soft Clay Foundatlons", Proc.

lnt. Symp. on Soft Clay, Bangkok, pp. 453-470, (1977).

C26l COATSWORTH, A. e HDBBS, N., •Three Case Studles for Short

Term Stabl 11 ty of Soft CI ay Deposl ts", Dlscusalon, o

soll and Foundatlons, vo1. 23, N.4, pp. 147-148,

(1983).

C27l COLLET, H.B., "Ensaios de Palheta de Campo em Argilas Mole

da Ba I xada F I uml nense", Tese M.Sc., CDPPE/UFRJ, 234p.,

(1978).

C28l COSTA FILHO, L.M.; WERNECK, M.L.G. e COLLET, H.B., "The

Undralned Strength of a very Soft Clay", Proc. IX

ICSMFE, Tóquio, Vai. 1, pp. 69-72, (1977).

[291 COUTINHO,

Drenagem

R, O.,

Radial

214

"Caracterrsticas de Adensamento com

de uma Argila Mole da Baixada

Flumlnense",Teee M.Sc., COPPE/UFRJ, 20Bp., (1876).

C3DJ COUTINHO, R, O., "Aterro Experimental Instrumentado

Levado à Ruptura Sobre Solos Orgânicos - Argl las Moles

da Barragem de Juturnaíba", Tese O.Se., COPPE/UFRJ,

B23p., (1986).

[31J CRAWFDRD, C.B., "lnterpretatlon of the Consolldatlon o

Test", JSMFO, ASCE, Vol. 90, N. SM5, pp. 87-102,

(1964).

[321 DAVIES, M.C.R., ALMEIDA, M.S.S., CHEAH, H.C. e PARRY,

R.H.G., "Studles wlth Centrifuga Vane and Penetrometer

Apparatus ln a Normal Gravlty Fleld", Proc. of the lnt.

Symp. on Lab. and Fleld vane Shear Strength Testlng,

ASTM, Tampa, (1987).

[333 OE CAMPOS, T.M.P., "Anál l se de establ 11 dade: Métodos,

Parametros e Pressões Neutras", Aspectos Geotécnicos de

Encoetae, Mesa Redonda no Clube de Engenharia, Tema V,

(1985).

C34l DUARTE, A.E.R. ,"Características de compress~o confinada da

Argila Mole do Rio Sarapuí, Km 7,5 da Rod. Rlo-

Petrôpolis", Tese M.Sc., PUC-RJ, 220 p., (1977).

C35J DUNCAN, J.M. e SEED, H.B., "corrections for Strength Test o

Data", JSMFO, ASCE, Vai. 93, N. SM5, pp. 121-137,

(1967).

215

C36J EDEN, W.J. e LAW, K.T., "Gomparison of Undralned,Shear

Strength Results Dbtalned bY Dlfferent Test Methods ln

Soft Glays", canadlan Geotechnlcal Journal, Vol. 17,

pp. 369-381, (1980).

C37l FLAATE, K,, "Factors lnfluencing the Resulte of Vane o

Teste", canadtan Geotechnlcal Journal, Vol. 3, N.1, pp.

18-31, (1966).

C38J FLDDIN, N. e BROMS, B., "Hlstorlcal Development of Glvll

Engineerlng ln Soft Glays", Soft Clay Englneerlng, Ed.

Brande Brenner, Elsevler,- pp. 25-156, (1981).

C39J FRDES ABREU, s., O Distrito Federal e, eeue Recureos

Naturale, Conselho

14, (1957).

Nacional o

de Geografia, Pub. n.

C4Dl GEDMEGANIGA, Relatdrlo RJ,SS"li!/007, Parque Boa

Esperança - GaJu/RJ, (1986).

[41J GEOMEGANIGA, Relatdrlo RJ,SB"li! - 11010, Parque Boa

Esperança - GaJu/RJ, (1987).

t42J GERSGOVIGH, D.M.S.,"Pfoprledades da Gamada Ressecada do

Dspóslto da Argila Mole de Sarapuí", T-eee M.Sc., PUG­

RJ, (1983).

C43l HANZAWA, H., "Thrse Gass Studles for Short Term Stabl I ity

of Soft Glay Deposita", Soll and foundatlons, Vol. 23, o

N. 2, pp. 140-154, (1983),

216

[44] HANZAWA, H. e KISHIDA, T., "Determlnatlon of ln-Sltu

Undratned Strength of Soft Dlay Deposlts", Soll and o

Foundatlona, Vol. 22, N. 2, pp. 1-14, (1982).

C45J HEAD, K.H., Manual of Sol l Laboratory Teatlng, Vol .3, ELE

lnt. Llmlted, London, (1986).

[46] HEINE, U.H.R.N., e DUNHA, R.P., La.udo Tdcnlco - Aterro a

Jusante do Depósito de Veículos da Dei. de Roubos e

Furtos - Comunidade Boa Esperança - Calu/RJ, Diretoria

de Geotécnlca/DGOB, (1986).

C47J HEINE, U.H.R.N,; BAPTISTA,M.J.L,; LACERDA, W.A.; SALEM, J, o

e D UNHA, R. P. , Laudo de VI ator Ia 0/SGE n. 480/BB

Domunldade Boa Esperança - Dalu/RJ,

Geotécnlca/DGOB, (1986).

Diretoria de

C48J HENKEL, D.J., "The Shear Strength of Satured Remoulded

01avs", Proc. ASCE Cont. on Shear Strangth ot COhaalve ~

80118, Dolorado, pp, 533-534, (196D).

[49J HENKEL, D.J. e GILBERT, G.D., "lhe Effects of Rubber

Membranas on the Measured Dompreselon strength of Clav

samplee", Gaotachnlque, Vol. 3, pp, 2D-29, (1952).

[5DJ HENKEL, D.J. e SOWA, V.A., "lhe lnfluence' of Stress

Hlstory on Stress Paths ln Undralned Trlaxial Teste ou

Dlav", ASTM-NRD, Symp on Shear Taatlng of 80118, ASTM o

STP N. 361, pp, 280-294, (1963).

217

[511 HVDRSLEV, M.J., Subsurface Exploratlon and sampllng of

Solls for Civil Englneerlng Purposes, Waterways Exp.

St. Wlksburg, Mlsslsslpl, (1849).

[521 1 PR, ncaracter ístl cas Geotécn I cas de Arg 11 as Mo I es da

Baixada Flumlnensen, Relatdrlo Parcial de Pesquise,

IPR-ONER, (1976),

[531 JAN6U, N., "Appl I catl on of composlte SI I p surface for

stabl I ity Analysls", Europeen Conf. on Stablllty of

Earth Stopes, Stockholm, Oiscussion, Vol. 3, (185"1).

[541 KANKARE, E., nGeotechnlcal Propertles of the Clays at the

Klmola Canal Area wlth Special Reference to the Slope

Stabl l lty", ,ptt-,o. Thests, State lnstltute for Technlcal

Research, Helslnk, (1868).

[551 KENNEY, T.C.,"Sllde 6ehavlour and Shear Resistance of a

Qulck Clay Oetermined from a Study of the Landsl ide at

Selnes, Norway~, Proc. of the Geotechnlcal conference,

Oslo, Vol. 1, PP, 57-64, (1967).

[561 KENNEY, T. C. , e UODIN, S., ncritical Period for

stabillty of an Excavated Slope ln Clay Soils", o·

Canadlan Geotechnlcal Journal, Vol. 11, N.4, pp. 620-

623, (1974).

[571 KIMURA, T, e SAITOH, K,, nEffect Of Dlsturbance dueto

lnsertlon on Vane Shear strength of Norma 1 1 y

consolldated Coheslve Sol Is", Soll and Foundattone, o

Vol .23, N. 2, pp, 113-124, (1983).

218

[58) KISHIDA, T.; HANZAWA, H. e NAKANOWATARI, M., "Stablllty

Analysls wlth the Slmple and the Advanced <P = D Method o

for a Falled Dlke", Soll and Foundatlons, Vol. 23, N.

2, pp. 69-82, (1983).

[59l LACASSE, s., "Design Parameters of Clay from ln-Sltu and

Laboratory Tests", Anais do Slmp. Sobre Novos Conceitos

em Ensaios de campo e de Laboratdrlo em Geotecnla, Rio

de Janeiro, (Volume a ser publicado), (1988).

[6Dl LACERDA, W.A., "Stress - Relaxatlon and Creep Effects on

Soll Deformation", Ph,D, Thesls, un1v. of Callfornla,

Berkeley, (1976).

C61J LADO, e.e., strength and compeeelblllty of Saturated

Clays, Curso Panamericano de Solos, Unlv. Católica

Andrés Bel lo, earacas, (1967).

[62l LADO, e. e . , "Estimatlng Settlements

Supported on eoheslve Sol Is", MIT Sol Is

272, 99p., (1973).

of Structures o

Publlcatlons n.

C63J LADO, e.e., Stabl I ity Evaluatlon for Staged Constructlon,

MIT Speclal summer eourse 1.6D5 - Lecture 15,

Massachussetts, (1985).

[64) LADO, e.e. e LAMBE, T.W., "The Strength of Undlsturbed

Clay Determlned from Undralned Tests", ASTM-NRe, symp. o

on Lab. Shear Testlng Of Sol IS, ASTM STP N. 361, pp.

342-371, (1963).

219

C65l LADO, e.e. e VARALLYAY, J., "lhe lnfluence of Stress

Slstem on the Behav1our of Satured Clays Ourlng

Undralned Shear", HIT Reeearch Report R B5-11, Soils o

Publlcation n. 177, 263p., (1965).

[661 LADO, e.e. 1 FOOTT, R., "New Design Procedure for o

Stablllty of Soft Clavs", JGEO, ASCE, Vai. 100, N.GT7,

pp. 763-785, (1974).

[67l LAMBE, T.W. e WHITMAN, R.V., Meclnlca de sueloe, Editorial

Llmusa, México, 582 p., (1981).

C68l LAMEGO, A.R., o Homem e a Guanabara, conselho Nacional de o

Geografia, Pub. n. 5, (1964).

[691 LAW, l<.T., "Use of Field Vane Tests under Earth-

Structures", Proc. XI IOSHFE, São Francisco, Vai. 2 pp,

· 893-898, (1985).

th C70l LEONARDS, G.A., "lnvestigatlon of Failures", 6 Terzaghl

o Lecture, JGE!D, ASCE, Vai. 108, N. GT2, pp. 185-246,

(1980).

[71l LEONAROS, G. A. e GIRAULT, P., "A Study of the One-

Olmensional Consoltdation Test", Proc. V IOSHFE, Paris,

Vai. 1, pp. 213, (1961).

[72l LEONAROS, G. A. e ALTSCHAEFFL, A. G., "Compressiblllty of o

CI ay", JSHFD, ASCE, Vol. 80, N. SM5, pp. 133-155,

(1964).

220

C73J LEROUEIL, s . e TAVENAS, F., "Pltfal Is of Back

Ana1vs1s", Proc. X ICSMfe:, Stockholm, Vol. 1, pp, 185-

19D, (1881).

[74] LEROUEIL, S.; TAVENAS, f,; SAMSON, L. e MORIN, P., "Pre-

Consol ldation Pressure of Champlaln Clays, Part l·I,

Lab. Determlnation", canadlan Geotechnlcal Journal, o

Vol. 20, N, 4, PP, 8D3-816, (1983).

C75J LIMA, M. J. e. P., Prospecçlo Gsotécnlcs do Subsolo,

Livros Técnicos e Científicos Ed., Rio de Janeiro, 1D4

p., (1883).

C76J LINS, A. H. P., "Ensa(os Trlaxlals de Gompress!lo e

Extensão na Argila Cinza do Rio de Janeiro em

Botafogo", Tese M.sc •. COPPE/UFRJ, (1980).

C77J LIRA, E.N.S., "Sistema Automátl co · de Aquisição de

Dados para Ensaio Trlaxlal", Tese M.Sc., COPPE/UFRJ,

118 P. , ( 1988) •

C78J LO, K. Y., "An Approach to the Problem of Progressiva

Fal lura", canadlan Geotechnlcal Journal, Vol. 9, pp.

4D7-429, ( 1 972).

[79] LDWE, J, e JDHNSON, T.P., "Use of Back - Pressure to

lncrease Degree of Saturatlon of Trlaxlal Test

Speclmens", ASCE Conf, on Shear Btrength of Coheslve

Solls, Colorado, pp. 819-836, (1860).

221

[80) MARTINS, 1.5. M., "Sobre uma Nova Relação rndlce de

Vazios e Tensão em Solos", Tese M. se., COPPE-UFRJ,

220P., (1983).

[811 MATSUI, T. e ABE, N., "Shear Mechanlsms of Vane Test ln o

Soft Clays", Soll and Foundatlone, Vai. 21, N. 'i, PP,

69-80, (1981 ).

[821 MITCHELL, R.J. e EDEN, W.J., "Measured Movements of

Clay Slopes ln the Dttawa Area", canadlan Journal of o

Earth Sclence, N. 9, PP, 1001-1013, (1972).

[831 MORGENSTERN, N.R. e TCHALENKO, J.S., "Mlcrostructural

Dbservatl ons on Shear Zones from SI I ps i n Natural

Clays", Proc. of the Geotechnlcal conference, Oslo,

Vol.1,pp. 147-152, (1967).

[8'1) MOSSINHO, M.R.M., e AMADO, L.S., Conslderaç!lee a Respeito

do Neo-cenozorco da Bala de Guanabara, Instituto de

Geociências, UFRJ, (1972).

[851 MOTTA, L.M.G., Ensaios de Lab. em Mec. dos Solos, Pub. da

Esc. de Eng. da UFRJ, Rio de Janeiro, (1983).

[861 NBR 6'157, "Preparação de Amostras de Solo para Ensaio

Normal de Compactação e Ensaios de Caracterização"

ABNT, (198'1).

[871 NBR 6508, "Detemlnação da Massa Específica de Grãos de

Solos", ABNT, (198'1).

222

C88J NBA 7180, "Determinação do Limite de Plasticidade dos

S o I os" , ABNT, < 1 984) .

C89J NBA 7481, "Determinaçao Granulométrlca dos Sólos, ABNT,

(1984).

[90J NBA B484, "Execuç~o de sondagens de Simples Reconhecimento

dos Solos", ABNT, (1980).

C91J NBA 7250, "Identificação e Descrição de Amostras de Solo

Obtidas em Sondagens de Simples Reconhecimento dos

solos", ABNT, (1982).

[92J NOORANY, 1 • e SEED, B.' 11 1 n

Characterlstics of Soft Clays", o

91, N. SM2, pp. 49-80, (1965).

- Sltu strength

JSMFD, ASCE, Vo 1.

[93J OLSON, A.E. e KIEFER, M.L., "Effect of Lateral FI lter­

Paper Dralns on the Trlaxlal Shear Characterlstlcs of

solls", ASTM-NRC, Symp. on Lab. Shear testlng ot Solta, o

ASTM STP N. 361, PP 482-491, (1963).

C94J DRTIG/10, J.A.R., •contribuição ao Estudo de Propriedades

Geotécn I cas de um Depds I to de Arg 11 a Mo I e da Baixada

Fluminense", Tese M.Sc., COPPE-UFRJ, 94 p., (1975).

C95J ORTIG/10, J.A.H., "Aterro Experimental Levado à Ruptura

Sobre Argila Cinza do Rio de Janeiro", Tese o. Se.,

COPPE-UFRJ, 715 p., (1980).

223

C9Bl ORTIGIIO, J.A.R., "Experiência com Ensaios de Palheta in

Sltu, em Terra e no Mar", Anais do Blmp. Sobra Novos

Oonca I toa am Ena a I os da campo e de La bo rató r.1 o em

Gaotacnla, Rio de Janeiro, <Volume a ser publicado),

(1988).

(97] ORTIGIIO, J,A,R. e COLLET, H.B. '· "A E li mi nação de Erros de

Atrito em Ensaios de Palheta", Solos a Rochas, Vol. 9, o

N. 2, Agosto, pp, 33-"15, (1986).

(98] PERLOW, M. e RICHAROS, A. F., "lnfluence of Shear Veloclty o

on Vane Shear Strength", JGED, ASCE, Vol. 103, N. GT1,

pp. 19-32, (1977).

(991 PILOT, G., "Study of Flve Embankment Fai lures on Soft

Solls", Proc. on Perf. 6f Earth and Earth - Supported

Struturee., Vol. 1, Part 1, pp. 81-99, (1872).

c1001 PINTO, c.s., Realatencta ao Ctaalhamento doa Solos,

Grêmio Politécnico - OLP·, LISP, sao Paulo, (1978).

(1011 PUSCH, R., "Mlcrostructural Changes ln Soft Qulck Clay at o

Fallure", Canadlan Geotschnlcat Journal, Vol. 7, N. 1,

pp, 1 - 7, (1970).

C102l ROY, M. e LEBLANC, A., "Facteurs lnfluençant la Mesure au •. Sclssombtre", Bulletln de Llatson dea Laboratolres das

o Ponte at Ohauaajja, n. 1"1"1, Jul 1 - Aoót, <1986).

224

(103] SCHMERTMANN, J.M., The Undleturbed Consolldatlon of Clay,

Trans. Amerlcan

C 1 955) .

Soe. o

Civil Englneerlng, n. 120,

(104] SEKIGUCHI, H. e SHIBATA, T., "Undralned Behavlour of Soft

c1av under Embankment Loadlng", Ili lnt. conf. on

Numerlcal Hethods ln Geomechanlcs, Aachen, pp. 717-

724, (1978).

(1051 SIEGEL, A, A. , "STABL User Manual", Jolnt Hlghway o

Research Prolect N. 75 - B, Purdue un I vers I ty, ( 1875).

C106l SIMONS, N.E., "The lnfluence of Stress Path on Trlaxial

Test Resulta", ASTM - NRC, Symp. on Lab. She~r Testlng o

of Solle, ASTM STP N. 361, pp. 270 - 279, (1863).

(107] SKEMPTON, 11.W., "The Coloidal Actlvlty Of Clays,, Proc.

Ili ICSHFE, Switzerland, Vol. 1, pp. 57 - B1, (1853)

C108l SKEMPTON, A.W., "The Pore-Pressure coefflclent A and B", o

Geotachnlque, Vol. 4, N. 4, pp. 143 - 147, (1954).

(1091 SKEMPTON, 11.w., "Oiscussion on the Plannlng and Design

of the New Hong-Kong Alrport, by Grace and Henry",

lnstltutlon of CIVIi Englnaare, Vol. 7, pp 305-307,

(1957).

(1101 SKEMPTON, A.W., "Long Term Stabl I ity Of Clay Slopes", o

Geotachnlqua, Vol. 14, N. 2, pp. 75-101, (1964).

225

C111J SKEMPTON, A. W. , "Res I dua 1

Landsl Ides, Folded Strata o

Strength of

and the

Glay ln

Laboratory",

Geotechnlque, Vol. 35, N. 1, pp. 3-18, <1985).

C112J SKEMPTON, A.W. e NORTHEY, A.D.,. "The Sensltlvity of

c1ays", Geotechnlqua, Vol. 3, pp. 30-53, (1952).

C113J SLUNGA, E., •on the lncrease ln Shear Strength ln Soft

Glay under an Old Embankment", Proc. VIII ECSMFE,

He I e I n k 1 , p p. 83-89, < 1983).

[114] SOARES, M.M.; LUNNE, T.; ALMEIDA, M.S.S. e DANZIGER,

F.A.B., "Ensaios com Plezocone Goppe e fugro em Argila

Mole", VIII cong, Braa. da Mec. dos Solos e Eng.

Fundaç~-11,11, vo 1. 1 1, PP. 75-87, < 1886 l.

[115] TAVENAS, F. e LEROUEIL, s.,"The Behaviour of Embankments

on Glay Foundatlons", Canadlan Gaotechnlcal Journal, o

Vol. 17, N .. 2, pp. 236-260, (1980).

C116J TAYLOR, o.w., Fundamenteis of Soll Mechanlce, John Wiley

and Sons, New York, 700 p., (1948).

C117J TERZAGHI, K., "Principies of Soll Mechanlcs- Settlement

and Gonsol l dati on", Eng, Newa - Record, November, pp.

974-979, ( 1825).

C11BJ TERZAGHI, K. e PEGK, R. B. , Sol 1 Mechan Ice I n

Englnearlng Practlce, John WI ley and sons, New York,

(1967).

226

C118J VARGAS, "Aterros na Baixada de Santos", Revista

Polltécnlca, Edição Especial, <1973).

[120) VEY, E. e SCHLESSINGER, L., "Soll Shear Tests by Means of th

Rotatlng vanes", Proc. 29 Annual Heetlng, HRB, pp.

533-5"1"1, ( 19"18).

C121J VILELA, T. F. , "Oeterml nação dos Parametros de

Resistência, Creep e de Relaxação de Tensões de uma

Argila Mole do Rio de Janeiro", Tese H.Sc., COPPE-UFRJ,

(1976).

[122) VYALOV, S.S.; PEKARSKAYA, N.K. e MAXIMYAK, A.V., "On the

Fal lure Process -ln Clayey Sol Is", Proc. IV Aslan

Regional conf. on Soll Hechenlca end Foundetlon Eng.,

Vol. 1, pp, 96-97, (1971).

[123) WRIGHT, S.G., "A Study Of Slope Stablllty and the

unaralned Shear strength of Clay Shales", Ph.D. Thesla,

Unlv. of Callfornla, (1969).

C12"1J WROTH, C.P., "lhe lnterpretatlon of. ln-sltu Sai la Tests", o

Geotechnlque, Vai. 3"1, N. "i, pp. "1"!9-"189, (198"1)

227

APINDIOI A

fOTOBRAFIAS

228

APINDIO! A

FOT08RAFIA8

As fotografias apresentadae foram tiradas 1 dia após

o acidente, com exceseão daquelas em que ia consta a data.

Para cada uma destas cabem as seguintes observações:

FOTO 1: Foto de 1/3/73 em região próxima bquela em estudo,

caracterizando o CaJu como área de despeJo de aterros

legais ou clandestinos.

FOTO 2: Foto de 5/3/82 da região na qual ocorreu a ruptura. o

Observa-se nao existir, na ocasião, o 2. nível. de

aterramente.

FOTOS: Foto recente da área, após a ruptura.

FOTO 4: Vista lateral na qual encontra-se bem dBlimltada as

trincas exlstentee e o trecno de argl la aflorada.

FOTO 61 Vista frontal de todo o aterro.

FOTO B: Oetalne do setor esquerdo da superfície de ruptura.

Observa-se que o desnível do caminho original foi de

aproximadamente 1 a 2 m.

FOTO 7: Serviços de ~scavação do material argl Iasa aflorado.

FOTO 8: Parte do trincamente ocorrido no antigo nível aterrado

da região.

229

fOTO 1

230

FOTO 2

231

FOTO 3

232

FOTO 4

233

FOTO 6

234

FOTO B

235

FOTO 7

236

FOTO 8

237

APINDIDI 1

DALIBRAOICI DA NOLA DO INIAIO

DI PALHITI DI LAIDWATORIO

238

APENDICE B

CALIBRAÇ.D DA MOLA DD ENSAIO DE PALHETA DE LABDRATORIO

Encontra-se esquematicamente na figura (B.1) o

s I stema de ca 11 bração da mo Ia ut 11 1 zada nos ensa I os de pa I heta

de I aboratôr i o. Este sistema foi construído no laboratório da

COPPE exclusivamente para este fim, utl I lzando-se da maquinaria

pesada existente, como o torno e fresa, e empregando-se chapas

de aço Inoxidável.

o funcionamento deste sistema é razoavelmente

simples, sendo basicamente dado por:

(1) Introdução da aparelhagem do ensaio de palheta nas 3 chapas

metá 11 cas

construído;

existentes na parte superior do sistema

(2) AJuste da "falsa palheta", representada na figura (B.1)

como uma peça cl I fndrlca com haste, no sistema

acoplamento de palheta do aparelho de laboratório.

de

Este

aluste pode ser dado através de uma translação de todo o

conJunto fixado às 3 chapas metál lcas, ou através de

movimentação no sentido vertical da "falsa palheta":

(3) Aperto f I na 1 dos parafusos existentes e 1 n í c I o da

ca I i braçlio.

A cal ibraçlio consistia da Introdução de pesos padronizados

de 50 e 100g no prato metál lco representado à figura (B.1), e a

238

respectiva leitura da deformação Induzida na escala existente

no equipamento de ensaio de laboratdrio. D torque apl lcado era

então calculado por:

T = 7,37 XP ( B • 1 )

sendo P = peso do prato+ pesos no sistema de cal lbração.

A curva de cal lbração da mola encontra-se apresentada

na figura (B.2), onde se observa que para uma deformação nula

já havia um correspondente torque apl lcado. Isto se deve ·à

consideração atr I bu (da ao 11 zeron da escala de deformação, que,

neste caso, correspondia ao torque dado pelo peso Isolado do

prato e fio utl l lzados. Obteve-se um valor de constante ( )()

o para a mola n . 2 praticamente semelhante à q u.e I e dado pe10·

fabricante, a saber:

X (medido) = 0,0164 Kgf.cm/grau

X (fabricante)= 0,0170 Kgf.cm/grau

Utl I lzou-se do valor de medido, no cômputo de todas

as resistências Su do ensaio de palheta de

apresentadas no cap(tulo IV.

laboratdrlo

.,: o

a:-' i)gl ou. LL <,:

SISTEMA DE FIXAÇÃO DA Af!IRELHAGEM DO ENSAIO

rE PALHETA

'FALSA PALHETA" QUE SE ACOPLAVA NA APARELHAGEM DE ENSAIO

- PRATO· METALICO

FIG. 8.1- SISTEMA DE CALIBRAÇÃO DA MOLA, UTILIZADA ENSAIO DE PALHETA DE LABORATORIO

ESCALA GRAFICA

..)s [cm)

20

5

O 5 10

N .p. o

241

7P

6,0

E

./ /

~ /

/

/

~ 5,0 / e . -"' ~ w ::, o

X= ele do maio= tg 8

~4.0

~ /

1-

/

REGRESSÃO LINEAR: y = oxtb

o= 1,4600

/ ( ''º"· .. ,~;,:;~;::,' ' o.""

2,0 / 1,52~-----,--------.-----"T"""----~

o 10 2 O 300

DEFORMAÇÃO ANGULAR ( 0)

FIG. B. 2 - CURVA DE CALIBRAÇÃO DA MOLA Ni 2 ENSAIO DE PALHETA .DE LABORATÓRIO