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Estimativa da Resistência ao Cisalhamento de Solos Granulares a partir de Ensaios SPT Bianca de Oliveira Lobo Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Brasil, [email protected] Fernando Schnaid Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brasil, [email protected] Marcelo Maia Rocha Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brasil, [email protected] RESUMO: Neste trabalho apresentam-se duas metodologias que permitem estimar o ângulo de atrito de pico de solos granulares a partir do índice de resistência à penetração de ensaios SPT (N- SPT). As metodologias são estabelecidas a partir de um modelo numérico capaz que utiliza os conceitos conservação de energia e equilíbrio dinâmico para reproduzir numericamente ensaios de penetração dinâmica como SPT e LPT. A Solução Numérica utiliza a rotina numérica desenvolvida através da abordagem do problema do valor inverso para reproduzir o ângulo de atrito de solos não- coesivos com elevada confiabilidade. A Solução Analítica é desenvolvida a partir de pressupostos do Teorema de Buckingham utilizando o modelo numérico para o estabelecimento da variabilidade do índice de resistência à penetração com a resistência ao cisalhamento do solo. Na seqüência, apresenta-se a validação das duas metodologias através de estudo de casos, permitindo concluir que a metodologia produz estimativas de ângulo de atrito realistas, de mesma ordem de magnitude que outras abordagens difundidas no meio técnico e, compatíveis com resultados de ensaios de campo e laboratório. PALAVRAS-CHAVE: ensaios dinâmicos; mecanismos de ruptura, resistência ao cisalhamento. 1 INTRODUÇÃO Ensaios de penetração dinâmica como o SPT e o LPT são as ferramentas de investigação geotécnicas mais difundidas em diversos países. Apesar do vasto uso, estes ensaios vêm sendo tradicionalmente interpretados a partir de soluções empíricas, que produzem incertezas nos parâmetros de comportamento determinados a partir do índice de resistência à penetração N. Neste contexto, o grupo de pesquisas PPGEC/UFRGS vem desenvolvendo pesquisas pioneiras, através das quais busca-se interpretar ensaios SPT a partir de conceitos de conservação de energia e equilíbrio dinâmico. Através destes princípios é possível estimar uma força dinâmica de reação do solo à cravação do amostrador SPT (Odebrecht, 2003; Odebrecht et al 2005; Schnaid, 2005). A interpretação racional do ensaio SPT permitiu desenvolver um método de previsão de capacidade de carga de estacas de maior rigor conceitual que, através de uma análise modelo vs. protótipo, estima a carga última de um elemento de fundação a partir da força dinâmica de reação do solo (Lobo, 2005; Lobo et al, 2006; Lobo et al, 2009). Recentemente, Lobo (2009) estendeu este framework teórico sistemas com diferentes equipamentos de cravação, desenvolvendo uma rotina numérica capaz de modelar a penetração dinâmica tanto de ensaios SPT quanto LPTs em solos granulares. Neste trabalho, a rotina de simulação numérica estabelecida por Lobo (2009) é utilizada no estabelecimento de duas metodologias de previsão de propriedades de COBRAMSEG 2010: ENGENHARIA GEOTÉCNICA PARA O DESENVOLVIMENTO, INOVAÇÃO E SUSTENTABILIDADE. © 2010 ABMS. 1

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  • Estimativa da Resistncia ao Cisalhamento de Solos Granulares a partir de Ensaios SPT Bianca de Oliveira Lobo Universidade Federal de Santa Catarina, Florianpolis, Brasil, [email protected] Fernando Schnaid Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brasil, [email protected] Marcelo Maia Rocha Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brasil, [email protected] RESUMO: Neste trabalho apresentam-se duas metodologias que permitem estimar o ngulo de atrito de pico de solos granulares a partir do ndice de resistncia penetrao de ensaios SPT (N-SPT). As metodologias so estabelecidas a partir de um modelo numrico capaz que utiliza os conceitos conservao de energia e equilbrio dinmico para reproduzir numericamente ensaios de penetrao dinmica como SPT e LPT. A Soluo Numrica utiliza a rotina numrica desenvolvida atravs da abordagem do problema do valor inverso para reproduzir o ngulo de atrito de solos no-coesivos com elevada confiabilidade. A Soluo Analtica desenvolvida a partir de pressupostos do Teorema de Buckingham utilizando o modelo numrico para o estabelecimento da variabilidade do ndice de resistncia penetrao com a resistncia ao cisalhamento do solo. Na seqncia, apresenta-se a validao das duas metodologias atravs de estudo de casos, permitindo concluir que a metodologia produz estimativas de ngulo de atrito realistas, de mesma ordem de magnitude que outras abordagens difundidas no meio tcnico e, compatveis com resultados de ensaios de campo e laboratrio. PALAVRAS-CHAVE: ensaios dinmicos; mecanismos de ruptura, resistncia ao cisalhamento. 1 INTRODUO Ensaios de penetrao dinmica como o SPT e o LPT so as ferramentas de investigao geotcnicas mais difundidas em diversos pases. Apesar do vasto uso, estes ensaios vm sendo tradicionalmente interpretados a partir de solues empricas, que produzem incertezas nos parmetros de comportamento determinados a partir do ndice de resistncia penetrao N. Neste contexto, o grupo de pesquisas PPGEC/UFRGS vem desenvolvendo pesquisas pioneiras, atravs das quais busca-se interpretar ensaios SPT a partir de conceitos de conservao de energia e equilbrio dinmico. Atravs destes princpios possvel estimar uma fora dinmica de reao do solo cravao do amostrador SPT (Odebrecht, 2003;

    Odebrecht et al 2005; Schnaid, 2005). A interpretao racional do ensaio SPT permitiu desenvolver um mtodo de previso de capacidade de carga de estacas de maior rigor conceitual que, atravs de uma anlise modelo vs. prottipo, estima a carga ltima de um elemento de fundao a partir da fora dinmica de reao do solo (Lobo, 2005; Lobo et al, 2006; Lobo et al, 2009). Recentemente, Lobo (2009) estendeu este framework terico sistemas com diferentes equipamentos de cravao, desenvolvendo uma rotina numrica capaz de modelar a penetrao dinmica tanto de ensaios SPT quanto LPTs em solos granulares. Neste trabalho, a rotina de simulao numrica estabelecida por Lobo (2009) utilizada no estabelecimento de duas metodologias de previso de propriedades de

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  • comportamento de solos arenosos, denominadas Soluo Numrica e Soluo Analtica. 2 SIMULAO NUMRICA DE ENSAIOS DE PENETRAO DINMICA Ensaios dinmicos podem ser modelados numericamente para simular o processo de propagao de ondas de tenso ao longo da composio de hastes. O impacto do martelo sobre o topo da composio de hastes, a certa velocidade, gera uma onda longitudinal de compresso que se propaga linearmente at o seu contato com o solo, que absorve parte da energia contida nesta onda. A energia no absorvida retorna ao sistema sob a forma de ondas longitudinais ascendentes que atingem novamente o topo da composio de hastes, interagindo com o martelo e so novamente refletidas composio. Este processo sucessivamente repetido at que toda a energia que propaga no sistema martelo-haste-amostrador seja dissipada ou absorvida pelo solo. A propagao de ondas longitudinais de compresso e a interao solo-amostrador so modelados numericamente atravs do mtodo das diferenas finitas, considerando os componentes dos ensaios dinmicos (martelo, composio de hastes e amostrador) como elementos de barra conectados por ns. Cada barra caracterizada pela sua coordenada nodal, comprimento, massa (m) e rigidez axial (k), conforme ilustra a Figura 1. A interao solo-amostrador representada pela fora dinmica de reao do solo (Fd), obtida a partir de um modelo adimensional que representa uma verso modificada do modelo de interao solo-estaca idealizada por Smith (1960). A onda longitudinal de tenso propagada pela interao entre os elementos discretizados atravs da aplicao do princpio de equilbrio dinmico:

    )()()()( tkutftuCtum ext =+ &&& (1) sendo )(tu&& a acelerao, )(tu& a velocidade e

    )(tu o deslocamento da partcula no instante t. A fora fext(t) representa a fora externa

    aplicada, ou seja, o pulso de carga devido ao golpe do martelo. Reconhecendo que )(tui&& e )(tui& de cada n discretizado pode ser expresso como um funo do deslocamento )(tui , a dois instantes de tempo anteriores ( iu 2 e iu1 ), possvel prever o deslocamento nodal no tempo t= 3 ( iu 3 ) produzido pela fora f(t) atravs da equao 2:

    2

    112

    2

    3

    2)(

    C

    uCum

    ttf

    uii

    i

    ext +

    = (2)

    As perdas de energia durante a propagao da onda de tenso e nas luvas da composio de hastes (i.e. reflexo de ondas) so representadas pelo amortecimento (C):

    critfC = 2 (3) onde fcrit representa a freqncia natural de vibrao do sistema e um adimensional que define a razo entre o amortecimento crtico do elemento (Cc) e o amortecimento real (C). A razo de amortecimento crtico () obtida atravs de processo de calibrao. O mecanismo de interao solo-amostrador modelado atravs da fora dinmica de reao do solo mobilizada (Fd) atravs da contribuio de 3 componentes:

    sdcdaddFFFF ,,, ++= (4)

    onde Fd,a, Fd,c e Fd,s representam a fora de reao do anel, do ncleo e de atrito lateral do amostrador, respectivamente. Cada mecanismo de reao ilustrado na Figura 2 atravs de um modelo visco-elasto-plstico em condies de carregamento e descarregamento (Smith, 1960). carga-deslocamento assumido por Smith (1960) foi modificado atravs de uma abordagem adimensional que altera o modelo originalmente proposto em dois aspectos (Lobo, 2009): a) Os parmetros de entrada do modelo (Fu, Q e J) foram estimados a partir de expresses tericas, atribuindo um carter fsico para cada parmetro; b) A contribuio das parcelas de reao normal e cisalhante na interface solo-

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  • amostrador so convenientemente modeladas e estimadas para cada estgio de penetrao do amostrador, que dependendo da compacidade do solo simular um mecanismo de penetrao de ponta aberta ou parcialmente embuchado.

    Martelo - M

    Amostradorr - A

    Comp. Hastes - HnM1nH1

    nA1

    nSn

    nMi

    Fd

    nHi

    nAi

    LMLH

    LA

    KHi

    mH(i+1)

    mHI

    cHi

    mMi

    mM(i+1)

    cM(i+1)

    KAi

    mA(i+1)

    mA(i)

    cAi

    KMi

    Figura 1: Representao esquemtica da discretizao realizada.

    Fd,a

    DeDi

    plug

    Fd,a

    Fd,s

    Fd,c

    Fd,s

    O

    DeslocamentoC

    Car

    rega

    men

    to

    A

    B

    DE

    Amplificao viscosa

    Reao esttica

    Deslocamento Elstico - Q

    F

    Deslocamento Plstico -

    Figura 2: O mecanismo de interao solo-amostrador. Nesta abordagem, o modelo de diagrama O carregamento dinmico imposto durante ensaios SPT e LPTs mobiliza reao esttica e viscosa do estrato, que devem ser apropriadamente quantificados por um processo de calibrao em que a penetrao mdia por

    golpe e os sinais de fora e velocidade sejam capturados pelo modelo. Esta calibrao foi obtida atravs da simulao dos resultados de uma extensa campanha experimental realizada na cidade de Delta, BC, Canad. A acurcea da simulao numrica dos sinais de fora, velocidade, deslocamento e energia permitem comparaes diretas entre valores medidos e simulados da penetrao mdia por golpe ( = 0,3/N). Estas comparaes so apresentadas na Figura 3 para o local estudado que, apesar da disperso observada, indica que as previses numricas mostram-se capazes de capturar a penetrao mdia por golpe em cada profundidade.

    0 10 20 30 40

    Penetrao mdiapor golpe

    300/Nref (mm)

    20

    18

    16

    14

    12

    10

    8

    6

    4

    2

    0

    Pro

    fund

    idad

    e (m

    )

    Medido -RLPT Ladner 08Simulado - RLPT Ladner 08Medido - RLPT Ladner 11Simulado - RLPT Ladner 11

    0 10 20 30

    Penetrao mdiapor golpe

    300/Nref (mm)

    20

    18

    16

    14

    12

    10

    8

    6

    4

    2

    0Medido -SPT Ladner 06Simulado - SPT Ladner 06Medido - SPT Ladner 09Simulado - SPT Ladner 09

    Figura 3: Penetrao mdia por golpe medida vs. simulada. 3 ESTIMATIVA DA RESISTNCIA AO CISALHAMENTO DE SOLOS GRANULARES A rotina de simulao numrica apresentada pode ser convenientemente analisada de forma a produzir solues explicitas que possibilitem a estimativa de propriedades de solos. A seguir apresentam-se duas abordagens denominadas Numrica e Analtica, capaz de estimar o ngulo de atrito interno do solo a partir do ndice de resistncia penetrao de ensaios SPT (N-SPT). 3.1 Soluo Numrica

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  • Na medida em que o modelo de simulao numrica apresentado capaz de estimar a penetrao mdia por golpe, pode-se adotar o problema do valor inverso a partir de uma penetrao medida para determinar os parmetros de comportamento que controlam esta penetrao. Utilizou-se o para esta finalidade o Mtodo da Bisseo atravs de uma rotina numrica na qual objetiva-se, a partir de um valor arbitrado de ngulo de atrito interno do solo, determinar a penetrao mdia por golpe medida. A rotina simular a penetrao mdia por golpe do amostrador (0,3/N) a partir de ngulos de atrito arbitrados at que a penetrao simulada iguale-se penetrao mdia por golpe medida durante o ensaio. 3.2 Soluo Analtica A utilizao dos pressupostos do teorema de Buckingham, aliados rotina de simulao numrica apresentada neste trabalho permitem o desenvolvimento de uma soluo analtica fisicamente consistente capaz de estimar o ngulo de atrito de pico de solos granulares. Para tal, foram desenvolvidas duas equaes adimensionais (nmeros ) que expressam a resistncia ao cisalhamento do solo a partir do ndice de resistncia penetrao:

    21 ' ev

    sistemahm

    DEPG

    = +

    (5)

    02 'v

    G

    = (6)

    A energia absorvida pelo solo ( sistemahmEPG + ) expressa conforme a equao estabelecida por Odebrecht (2003), Odebrecht et al (2005) e Schnaid (2005):

    )] ( )([ h2m13 ++= + gMgMHEPGsistema

    hm (7

    )

    sendo Mm a massa do martelo, Mh a massa da composio de hastes, H a altura de queda e 1, 2, 3 os coeficientes de eficincia do martelo, da haste e do sistema, respectivamente. Para o

    sistema brasileiro de acionamento manual do martelo de massa 65 kg caindo de uma altura de queda de 75cm e hastes de 3,23 kg/m sugere-se 1= 0,76; 2= 1 e 3= 0,91-0,0066L (Odebrecht et al 2004), onde L representa o comprimento de hastes. Objetivando avaliar a validade das equaes adimensionais desenvolvidas, foram realizados dois conjuntos de simulaes do ndice de resistncia penetrao de referncia N60 (Seed et al, 1985), a partir de variaes de condies confinamento e deformabilidade de solos granulares:

    a) Anlise 1 G0 = 60MPa, variando a tenso vertical efetiva de 10 a 300 kPa e o ngulo de atrito interno de 30 45;

    b) Anlise 2 v = 100kPa, variando o mdulos cisalhante a pequenas deformaes entre 20 e 180MPa e o ngulo de atrito interno de 30 45.

    O conjunto de simulaes foi realizado para as condies geomtricas de ensaios SPT tipicamente utilizados na prtica Norte Americana (Martelo tipo Safety e Hastes AW) e Brasileira (Martelo tipo Pino-guia e Hastes AWJ). A primeira anlise (Anlise 1) avalia a sensibilidade do ngulo de atrito interno do solo ( ) variao do grau de confinamento do solo atravs equao dimensional 1. Na Figura 4 apresenta-se esta anlise para um mdulo cisalhante pequenas deformaes (G0) de 60MPa. Da Figura 4 observa-se que a equao adimensional 1 pouco sensvel variaes do grau de confinamento do solo, permitindo concluir que esta equao adimensional isola a influncia do grau de confinamento do solo da variao do ngulo de atrito interno do estrato. O conjunto de simulaes denominado Anlise 2 objetiva avaliar a sensibilidade de 1 com o mdulo cisalhante pequenas deformaes (G0) para um mesmo grau de confinamento. Esta anlise apresentada na Figura 5.

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  • 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46ngulo de atrito - F'

    0

    40

    80

    120

    160P1

    G0 = 60 MPas'v = 30kPa

    s'v = 50kPa

    s'v = 100kPa

    s'v = 200kPa

    s'v = 300kPa

    Instabilidade Numrica

    Figura 4: Variao de 1 com a tenso vertical

    28 30 32 34 36 38 40 42 44 46ngulo de atrito - F'

    0

    200

    400

    600

    P1

    s'v = 100kPaG0 = 20MPaG0 = 60MPaG0 = 80MPaG0 = 130MPaG0 = 180MPa

    Figura 5: Variao de 1 com o mdulo cisalhante pequenas deformaes. Da Figura 5, observa-se que o adimensional 1 sensvel s variaes do mdulo cisalhante pequenas deformaes (G0). Desta forma, busca-se incorporar a esta equao adimensional a equao adimensional 2 a fim de produzir uma soluo capaz de isolar a influncia do mdulo cisalhante (G0) da variao do ngulo de atrito interno do solo. Desta forma, desenvolveu-se o adimensional II:

    2 ''

    sistemam h o

    IIvv e

    EPG GD

    + =

    (8)

    Como melhor ajuste estima-se = 0,50. A Figura 6 apresenta a variao de II com o ngulo de atrito interno do solo expresso em graus.

    A partir das anlises realizadas conclui-se que a equao adimensional II capaz de

    isolar os efeitos do grau de confinamento e rigidez do solo. Note-se que embora a combinao de um valor de G0 pequeno produz uma disperso na tendncia mdia observada, esta combinao de valores improvvel, pois solos que exibem elevada resistncia tendem a apresentar elevada rigidez. Desta forma, a expresso que representa a variabilidade de II com o ngulo de atrito interno do solo :

    '11 A

    II eB=

    (9)

    onde A, B e representam constantes que consideram a geometria do sistema de cravao.

    28 30 32 34 36 38 40 42 44 46ngulo de atrito - F'

    0

    20

    40

    60

    80

    100PII

    s'v = 100kPaG0 = 20MPaG0 = 60MPaG0 = 80MPaG0 = 130MPaG0 = 180MPaEquao Ajustada

    PII = 1/B e(1/A)F'

    Figura 6: Variao de II com o mdulo cisalhante pequenas deformaes.

    Inserindo a equao 8 na equao 9 e

    rearranjando os termos possvel estimar o ngulo de atrito interno do solo em graus a partir de resultados de ensaios SPT utilizando a equao 10:

    2' ln ''

    sistemam h o

    vv e

    B EPG GAD

    + =

    (10)

    Na Tabela 2 apresenta-se o valor das constantes geomtricas A, B e para ensaios SPT tipicamente utilizados na prtica Norte Americana e Brasileira para solos no-coesivos. A equao 10 permite que o ngulo de atrito interno do solo seja estimado a partir do conhecimento das caractersticas bsicas do equipamento de cravao que determinam a

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  • energia entregue ao solo e as constantes geomtricas A, B e .

    O conhecimento do grau de confinamento e da rigidez do estrato ensaiado so fatores fundamentais para a eficcia desta soluo. Sugere-se em aplicaes prticas, nas quais no se tenha o conhecimento do mdulo cisalhante pequenas deformaes (G0), a adoo de solues analticas como as sugeridas por Lo Presti et al (1997) e Schnaid & Yu (2004).

    Tabela 1: Constantes geomtricas A, B e para ensaios SPT Norte Americano e Brasileiro em solos arenosos. Ensaio A B Norte Americano Martelo Safety e Hastes AW 6,7 100 -1/2

    Brasileiro Martelo tipo Pino-guia e Hastes AWJ

    6,3 135 -1/2

    4 VALIDAO DA PROPOSTA Objetivando validar as metodologias propostas, estima-se o ngulo de atrito do interno solo correlaes consagradas na mecnica dos solos (de Mello, 1971; Bolton, 1986 e Hatanaka & Uchida, 1996) para dois perfis de solo hipotticos cujos:

    a) Perfil de solo no-coesivo representado por um ndice de resistncia penetrao de referncia N60 constante ao longo da profundidade. Nesta anlise adota-se N60 = 20 golpes, tenses verticais efetivas variando de 30 a 300kPa e para trs condies hipotticas de rigidez do solo, obtidas a partir da soluo analtica de Lo Presti et al (1997) para ndices de vazios (e) de 0,5; 1,0 e 1,5;

    b) Perfil de solo no-coesivo representado por um ndice de resistncia penetrao de referncia N60 crescente com longo da profundidade (Perfil de Gibson). Nesta anlise adota-se N60variando 7 a 34 golpes e tenses verticais efetivas 30 a 300 kPa e para trs condies hipotticas de rigidez do solo, obtidas a partir da soluo analtica de Lo Presti et al (1997) para ndices de

    vazios (e) de 0,5; 1,0 e 1,5; As Figuras 7 e 8 apresentam a comparao entre os resultados obtidos pelas metodologias propostas e por correlaes empricas empregadas na prtica de engenharia em funo da rigidez do solo (i.e variao do mdulo cisalhante pequenas deformaes - G0).

    25 30 35 40 45 50 55ngulo de atrito interno (graus)

    30

    28

    26

    24

    22

    20

    18

    16

    14

    12

    10

    8

    6

    4

    2

    0

    Prof

    undi

    dade

    (m)

    Sol. Analtica - e = 1,5Sol. Analtica - e = 1,0Sol. Analtica - e = 0,5Bolton (1986)De Mello (1971)Hatanaka & Uchida (1996)

    Soluo Analtica

    25 30 35 40 45 50 55ngulo de atrito interno (graus)

    30

    28

    26

    24

    22

    20

    18

    16

    14

    12

    10

    8

    6

    4

    2

    0

    Prof

    undi

    dade

    (m)

    Soluo Numrica

    Figura 7: Estimativa o ngulo de atrito interno do solo perfil hipottico no qual N-SPT constante com o grau de confinamento.

    25 30 35 40 45 50 55ngulo de atrito interno (graus)

    30

    28

    26

    24

    22

    20

    18

    16

    14

    12

    10

    8

    6

    4

    2

    0

    Pro

    fund

    idad

    e (m

    )

    Sol. Analtica - e=0,5Sol. Analtica - e=1,0Sol. Analtica - e=1,5Bolton (1986)De Mello (1971)Hatanaka & Uchida (1996)

    Soluo Analtica

    25 30 35 40 45 50 55ngulo de atrito interno (graus)

    30

    28

    26

    24

    22

    20

    18

    16

    14

    12

    10

    8

    6

    4

    2

    0

    Pro

    fund

    idad

    e (m

    )Soluo Numrica

    Figura 8: Estimativa o ngulo de atrito interno do solo perfil hipottico no qual N-SPT cresce linearmente com o grau de confinamento (Perfil de Gibson). Das Figuras 7 e 8 possvel concluir que o ngulo de atrito estimado, a partir das solues Numrica e Analtica propostas, resulta em valores tpicos, apresentando estimativas muito

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  • prximas s metodologias consagradas na mecnica dos solos, a maior parte destas estabelecidas atravs de metodologias puramente empricas. Observa-se que na Soluo Analtica o efeito da rigidez do solo induz um erro evidenciado pelo ligeiro aumento do ngulo de atrito com a reduo do ndice de vazios. Em contrapartida, observa-se que a soluo numrica resulta em ngulos de atrito de mesma ordem de magnitude para solos de distintas rigidez, indicando que esta soluo capaz de isolar o efeito da rigidez do efeito produzido pela resistncia ao cisalhamento. A soluo numrica caracteriza-se por resultados ligeiramente superiores que as correlaes empricas tradicionais para condies de elevado grau de confinamento. Complementarmente, apresenta-se a estimativa do ngulo de atrito interno do solo atravs das metodologias propostas neste trabalho em 2 locais que compem o estudo de casos desenvolvido por Lobo (2009). As Figuras 9 e 10 apresentam os resultados destas anlises. Nestas figuras, o valor de referncia representa o valor de ngulo de atrito publicado ou estimado a partir do conjunto de dados publicado por cada autor a partir de ensaios de campo ou laboratrio (ver Lobo, 2009). No stio Patterson Park (Fig. 9) observa-se que a soluo Numrica resulta em previses muito precisas do ngulo de atrito interno do solo. Neste mesmo local, soluo Analtica forneceu valores ligeiramente conservadores em profundidades 7 a 15m. No stio UDESC (Fig. 10), apesar da disperso das previses tanto da Soluo Numrica quanto Analtica, os valores fornecem estimativas de mesma ordem de magnitude que o valor de referncia.

    5 CONCLUSES Neste trabalho, foram apresentadas duas metodologias de elevado rigor conceitual para a para a estimativa do ngulo de atrito interno de solos no coesivos. Estas metodologias foram desenvolvidas a partir de um modelo numrico baseado em equaes e teorias amplamente utilizadas na engenharia de fundaes, produzindo resultados de mesma ordem de

    magnitude que metodologias empricas amplamente utilizadas na prtica de engenharia e comparvel a medidas obtidas com outros ensaios de campo e laboratrio. A Soluo Numrica constitui uma abordagem conceitualmente correta que fornece uma estimativa pontual da resistncia ao cisalhamento do perfil. O conhecimento da eficincia do sistema utilizado assim como as caractersticas geomtricas do equipamento de cravao so parmetros condicionantes da preciso desta soluo. Por outro lado, a Soluo Analtica proposta busca correlacionar valores tpicos de resistncia ao cisalhamento de solos granulares com o ndice de resistncia penetrao, tornando-se uma soluo muito atrativa e de fcil aplicao prtica. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem CAPES e ao CNPq pelo apoio financeiro. REFERNCIAS Bolton, M. D. (1986) The strength and dilatancy of

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    30 35 40 45 50ngulo de atrito interno (graus)

    20

    15

    10

    5

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    Prof

    undi

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    (m)

    Ladner 06 - SPTLadner 09 - SPTValor de RefernciaLadner 11 - RLPTLadner 08 - RLPT

    Patterson Park - Soluo Numrica

    30 35 40 45 50ngulo de atrito interno (graus)

    20

    15

    10

    5

    0

    Prof

    undi

    dade

    (m)

    Ladner 06 - SPTLadner 09 - SPTValor de Referncia

    Patterson Park - Soluo Analtica

    Figura 9: Estimativa do ngulo de atrito interno do solo atravs da Soluo Numrica e Analtica Patterson Park

    30 35 40 45 50ngulo de atrito interno (graus)

    20

    15

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    Prof

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    (m)

    Furo 01Furo 03Furo 04Furo 03 - Ponta FechadaValor de RefernciaFuro 04 - Ponta Fechada

    UDESC - Soluo Numrica

    30 35 40 45 50ngulo de atrito interno (graus)

    20

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    dade

    (m)

    Furo 01Furo 04Valor de Referncia

    UDESC - Soluo Analtica

    Figura 10: Estimativa do ngulo de atrito interno do solo atravs da Soluo Numrica e Analtica UDESC

    COBRAMSEG 2010: ENGENHARIA GEOTCNICA PARA O DESENVOLVIMENTO, INOVAO E SUSTENTABILIDADE. 2010 ABMS.

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