Resistêcia dos solos

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CENTRO DE TECNOLOGIA-CTEC DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Jos Denis Gomes Lima da Silva Manuela Suellen Vieira Galindo

Avaliao da resistncia a ruptura dos solos

Este relatrio de ensaios parte do sistema de avaliao da disciplina Laboratrio de Mecnica dos Solos 2

Semestre Letivo: 2009.1 Professora: Viviane Ramos Leo

Macei, 26 de junho de 2009

Sumrio1. 2. INTRODUO TERICA .................................................................................. 3 OBJETIVOS .......................................................................................................... 5

2.1 Cisalhamento direto .................................................................................................... 5 2.2 Compresso simples ................................................................................................... 5 2.3 Compresso triaxial .................................................................................................... 5 3. MATERIAIS UTILIZADOS ................................................................................. 5 3.1 Cisalhamento direto .................................................................................................... 5 3.2 Compresso simples ................................................................................................... 6 3.3 Compresso triaxial .................................................................................................... 6 4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ............................................................. 6 4.1 Cisalhamento direto .................................................................................................... 6 4.2 Compresso simples ................................................................................................... 8 4.3 Compresso triaxial .................................................................................................... 9 5. 5.1 INTERPRETAO DE RESULTADOS ............................................................. 9 Cisalhamento direto ............................................................................................... 9 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.2 5.2.1 5.2.2 5.3.1 5.3.2 Caractersticas do anel para o ensaio .......................................................... 9 Caractersticas da amostra no ensaio ........................................................ 10 Resistncia ao Cisalhamento direto do solo ............................................. 11 Caractersticas da amostra no ensaio ........................................................ 26 Resistncia a Compresso simples do solo............................................... 27 Caractersticas da amostra no ensaio ........................................................ 29 Resistncia a Compresso triaxial do solo ............................................... 29

Compresso simples ............................................................................................ 26

5.3 Compresso triaxial .................................................................................................. 29

5.3.2.1 Ensaio com solo argilo-arenoso ............................................................ 30 5.3.2.2 Ensaio com areia seca ........................................................................... 30 6. 6.1 6.2 7. CONCLUSO .................................................................................................... 39 Cisalhamento direto ............................................................................................ 39 Compresso simples ........................................................................................... 40 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................ 41

6.3 Compresso triaxial .................................................................................................. 40

1. INTRODUO TERICA Segundo MACHADO & MACHADO, vrios materiais empregados na construo civil resistem bem s tenses de compresso, porm tm uma capacidade bastante limitada de suportar tenses de trao e de cisalhamento. Assim ocorre com o concreto e tambm com os solos. De um modo geral, define-se como resistncia ao cisalhamento do solo a tenso cisalhante que ocorre no plano de ruptura no instante da ruptura. O conhecimento desta caracterstica do solo fornece um suporte bsico para o estudo de diversos problemas relacionados geotecnia, dentre os quais se destacam: a estabilidade de taludes, Figura 1, a capacidade de carga de fundaes e os empuxos de terra sobre estruturas de conteno.

Figura 1- Deslizamento de uma encosta no Rio de Janeiro devido a problemas na resistncia do solo. A resistncia de um determinado material normalmente analisada por intermdio de um critrio de ruptura que responsvel por expressar matematicamente a envoltria de ruptura de um material. Para o caso dos solos, o critrio matemtico mais utilizado o critrio de ruptura de Mohr-Coulomb. Segundo este critrio, existe uma envoltria de tenses que representa a ruptura do material, separando a zona de estados de tenso possveis da zona de estados de tenso impossveis, conforme ilustra a Figura 2.

Figura 2- Traado da envoltria de tenses a partir do critrio de ruptura de MohrCoulomb. Os fenmenos de atrito e coeso esto entre os mecanismos de deslizamento mais importantes dos solos. A resistncia por atrito representada atravs do ngulo de atrito, , que pode ser entendido como o ngulo mximo que a fora transmitida pelo 3

corpo superfcie pode fazer com a normal ao plano de contato sem que ocorra deslizamento. A coeso est relacionada com o atrito entre as partculas, no devendo ser confundida com a coeso correspondente a equao de resistncia ao cisalhamento, expressa pela Equao 1. Na verdade, c expressa a resistncia em funo da tenso normal sendo definido como intercepto de coeso. Equao 1

A determinao da resistncia ao cisalhamento de um solo pode ser feita atravs de ensaios em campo ou em laboratrio. Os ensaios em laboratrio mais usuais so os ensaios de cisalhamento direto, compresso simples e os ensaios triaxiais. O ensaio de cisalhamento direto um procedimento muito antigo baseado diretamente no critrio de Coulomb. Para o ensaio, um corpo de prova colocado parcialmente numa caixa de cisalhamento, quando aplica-se uma tenso normal num plano e verifica-se a tenso cisalhante que provoca a ruptura, conforme ilustra a Figura 3.

Figura 3- Esquema adotado na realizao do ensaio de cisalhamento direto. O ensaio de compresso simples pode ser entendido como um caso especial do ensaio de compresso triaxial. A tenso confinante a presso atmosfrica, ou 3 = 0 e o valor da tenso principal na ruptura, 1, recebe o nome de resistncia compresso simples. Este ensaio possvel apenas para solos coesivos no havendo a medio de presses neutras. Segundo PINTO, 2002, o ensaio de compresso triaxial, ilustrado na Figura 4, convencional consiste na aplicao de um estado hidrosttico de tenses e de um carregamento axial sobre um corpo de prova cilndrico do solo.

4

Figura 4- Esquema adotado na realizao do ensaio de compresso triaxial. O corpo de prova, envolto por uma membrana, colocado em uma cmara que fica cheia de gua sendo responsvel pela aplicao, no corpo de prova, de uma presso confinante que atua em todas as direes. Um carregamento axial ento gradativamente aplicado e as deformaes sofridas pela amostra so medidas. O mximo carregamento, que corresponde ruptura define um crculo de Mohr. As diversas conexes da cmara com o exterior permitem medir ou dissipar presses neutras viabilizando maneiras distintas de conduzir o ensaio, a saber, ensaio no adensado e no drenado (no permitida qualquer drenagem); ensaio adensado e no drenado (a drenagem do corpo de prova permitida apenas sob a ao da presso confinante); ensaio adensado e drenado ( h permanente drenagem do corpo de Prova). 2. OBJETIVOS 2.1 Cisalhamento direto Determinar a resistncia ao cisalhamento de um solo coesivo, bem como obter, atravs da interpretao de uma envoltria linear, os valores de ngulo de atrito interno do solo e do intercepto coesivo. 2.2 Compresso simples Determinar a resistncia a compresso simples de um solo coesivo, bem como obter, atravs da interpretao de uma envoltria linear, o valore intercepto coesivo. 2.3 Compresso triaxial

3. MATERIAIS UTILIZADOS 3.1 Cisalhamento direto 5

Mquina de cisalhamento direto; Caixa de cisalhamento; Balana com preciso de 0,01g; Talhador; Estufa; Cpsulas de alumnio para determinao da umidade; 3.2 Compresso simples

Mquina de cisalhamento triaxial; Balana com preciso de 0,01g; Estufa; Cpsulas de alumnio para determinao da umidade; 3.3 Compresso triaxial

4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 4.1 Cisalhamento direto

1. Inicialmente a amostra a ser ensaiada foi moldada em laboratrio, repetindo as condies de compactao em campo, conforme ilustra a Figura 5;

6

Figura 5- Procedimento seguido para a confeco do corpo de prova: inicialmente os gros da amostra de solo foram destorroados, em seguida, acrescentou-se gua at que fosse adquirida uma consistncia que possibilitasse a moldagem. O molde cilndrico foi preenchido e levado a uma prensa de compactao, sendo desmoldado e talhado posteriormente.

2. Em seguida as dimenses do corpo de prova foram determinadas; 3. As partes componentes da caixa de cisalhamento foram unidas, Figura 6, e o corpo de prova foi colocado em seu interior;

Figura 6 - Montagem da caixa de cisalhamento. 4. A caixa de cisalhamento foi instalada na mquina, Figura 7, o extensmetro horizontal de medida das deformaes cisalhantes e vertical foi calibrado e um carregamento normal foi aplicado;

7

Figura 7 - Incio do ensaio com a aplicao do carregamento normal. 5. Iniciou-se a aplicao da fora horizontal de cisalhamento, observando ao mesmo tempo as deformaes horizontais e verticais. 6. Foram feitas leituras em intervalos regulares de tempo, nos extensmetros que do as deformaes verticais (Lv), horizontais (Lh) e na mola (Lm). 4.2 Compresso simples 1. A amostra a ser ensaiada, ilustrada na Figura 8, foi previamente moldada pelos tcnicos do Laboratrio de Geotecnia da UFAL, Antnio Colatino e Marco Wanderley;

Figura 8 Amostra a ser ensaiada. 2. Em seguida o corpo de prova foi colocado na clula de cisalhamento triaxial, responsvel pela compresso simples do material, Figura 9;

Figura 9 Esquema de montagem da clula responsvel pela compresso simples.

8

3. Com o auxlio de um programa de computador foi traado o crculo de Mohr e a trajetria de tenses; 4. O carregamento foi aplicado at que fosse atingida a ruptura do material, Figura 10;

Figura 10- Estgios finais do ensaio de compresso simples. possvel observar o incio da ruptura do material ensaiado.

5. Por fim, verificou-se a umidade da amostra.

4.3 Compresso triaxial

5. INTERPRETAO DE RESULTADOS 5.1 Cisalhamento direto Os resultados a seguir descritos e comentados pertencem ao ensaio realizado para avaliao da resistncia dos solos ao cisalhamento, sendo que esse o de cisalhamento direto. O ensaio de cisalhamento direto um dos mais antigos ensaios para a anlise da resistncia do solo ao cisalhamento, a teoria que embasa o referido ensaio a Teoria de Coulomb. 5.1.1 Caractersticas do anel para o ensaio Para a realizao do ensaio de cisalhamento direto necessrio a utilizao de um molde quadrado especfico para a caixa de cisalhamento (equipamento utilizado no ensaio), esse molde apresentado na Figura 11, cujas dimenses esto descritas na Tabela 1.

9

Figura 11 Molde utilizado no ensaio de Cisalhamento direto. Tabela 1 Propriedades geomtricas do molde de Cisalhamento direto. 5,1 Dimenso (cm) 26,01 rea (cm) 2,0 Altura (cm) 52,02 Volume (cm) MOLDE

5.1.2 Caractersticas da amostra no ensaio A amostra de solo ensaiada apresentava-se deformada, para tanto fez-se necessria a moldagem do corpo de prova para o ensaio de cisalhamento direto e a determinao da resistncia ao cisalhamento do solo. Os procedimentos para a montagem do corpo de prova esto descritos no item 4.1 Cisalhamento direto Para a realizao desse ensaio preciso a moldagem de 3 corpos de prova, pois o ensaio repetido trs vezes ou mais, para que possamos ter trs pares de pontos de tenses. As caractersticas colhidas de cada corpo de prova na sua moldagem e a umidade dos moldes no ensaio esto dispostos na Tabela 2 e Tabela 3, respectivamente. Tabela 2 Caractersticas dos corpos de prova no ensaio de Cisalhamento direto. CONDIES INICIAIS DO CORPO DE PROVA N do Corpo de prova 1 2 3 180,5 195,1 191,47 Peso molde (g) 87,9 87,9 87,9 Peso inicial solo+molde (g) 92,6 107,2 103,57 Peso do corpo de prova (g) 5,1 5,1 5,1 Dimenso ou lado (cm) 2 2 2 Altura (cm) 26,01 26,01 26,01 rea (cm) 52,02 52,02 52,02 Volume (cm) 1,78 2,06 1,99 Densidade mida (g/cm) Tabela 3 Condies de umidade e saturao dos moldes ensaiados. Determinao da Umidade e Saturao N do Corpo de prova 1 2 3 107,31 122,19 118,19 Peso bruto mido (g) 92,71 105,66 101,62 Peso bruto seco (g) 15,19 15,43 15,13 Massa da Cpsula (g) 10

Massa da gua (g) Massa do solo seco (g) Umidade (%)

14,6 77,52 18,83

16,53 90,23 18,32

16,57 86,49 19,16

Previamente ao processo de umedecer a amostra deformada manualmente, foi calculada a quantidade de gua necessria a adicionar no solo para que fosse conseguido moldar o corpo de prova na umidade tima da amostra. Umidade tima determinada pela turma de Laboratrio de Mecnica dos Solos I. O valor da umidade tima estimada foi de wot=19%. Analisando os resultados de umidade dos trs ensaios, constatamos que foi conseguido um resultado prximo do esperado, j que a mdia da umidade dos trs corpos de prova foi wmdio=18,77%. Os valores da umidade conseguidos representam a situao idealizada para o ensaio. Essa idealizao parte do conceito de que o estudo da resistncia realizado para solos envolvidos em obras geotcnicas, e geralmente as obras geotcnicas apresentam o solo compactado e a compactao feita para a umidade tima. 5.1.3 Resistncia ao Cisalhamento direto do solo A determinao da resistncia do solo ao cisalhamento direto envolve a obteno de no mnimo trs pontos que relacionam a tenso normal de ruptura e a tenso de cisalhamento na ruptura, para o traado da envoltria de tenses. Para o ensaio o solo colocado numa caixa de cisalhamento constituda de duas partes. A parte inferior fixa enquanto que a parte superior pode movimentar-se, aplicando tenses cisalhantes no solo. Nos corpos de prova so aplicadas tenses normais controladas que permanecem constantes at o final do ensaio. A intensidade das tenses duplicada para cada corpo de prova, sendo possvel obter pares de tenses distintos na ruptura. Nas extremidades dessa mesma caixa de cisalhamento so postas pedras porosas, com isso garantido a drenagem durante o ensaio. A drenagem do solo importante visto o fato de no ter a possibilidade de medio da presso neutra nesse ensaio. Para suprir essa deficincia a recomendao do ensaio que ele ocorra a uma velocidade de aplicao baixa e controlada, com o intuito de simular o adensamento da amostra (sada de gua via pedras porosas). Outro fator que contribui para a no formao de presso neutra que o molde apresente uma pequena relao da altura e dimenso lateral. Como sabemos essa hiptese no sempre atendida, j que a sada total da gua muito lenta, principalmente em solos argilosos. O ensaio montado, realizado e as leituras so obtidas como indica no tpico 4.1 Cisalhamento direto. O resumo dos resultados obtidos para cada amostra ensaiada ser apresentado a seguir com seus devidos comentrios. Para o ensaio do corpo de prova 1 foi aplicado uma carga normal FN=13Kgf, gerando uma tenso normal =0,5Kgf/cm. Esse ensaio foi com a menor carga das utilizadas. As leituras e resultados obtidos esto dispostos na Tabela 4. Um dado complementar constante do anel do aparelho utilizado (Kanel = 0,156 Kgf/0,001mm).

11

Extensmetro Vertical (mm)

0,23 0,33 0,4 0,46 0,49 0,495 0,5 0,5 0,495 0,48 0,47 0,45 0,44 0,42 0,41 0,39 0,38 0,36

Variao de volume (cm) 8,84E-04 1,27E-03 1,54E-03 1,77E-03 1,88E-03 1,90E-03 1,92E-03 1,92E-03 1,90E-03 1,85E-03 1,81E-03 1,73E-03 1,69E-03 1,61E-03 1,58E-03 1,50E-03 1,46E-03 1,38E-03

Tabela 4 Resultados do ensaio de cisalhamento direto para o corpo de prova 1. Extensmetro Extensmetro Deformao Deformao rea Fora Horizontal do Anel (mm) cisalhante Especfica corrigida Horizontal (mm) (mm) (%) (cm) (Kgf) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 0 0,003 0,006 0,008 0,01 0,011 0,012 0,013 0,014 0,0145 0,015 0,0155 0,016 0,0158 0,0158 0,0158 0,0155 0,015 0 0,197 0,394 0,592 0,79 0,989 1,188 1,387 1,586 1,7855 1,985 2,1845 2,384 2,5842 2,7842 2,9842 3,1845 3,385 0,00 0,39 0,77 1,16 1,55 1,94 2,33 2,72 3,11 3,50 3,89 4,28 4,67 5,07 5,46 5,85 6,24 6,64 26,01 25,91 25,81 25,71 25,61 25,51 25,40 25,30 25,20 25,10 25,00 24,90 24,79 24,69 24,59 24,49 24,39 24,28 0,00 0,47 0,94 1,25 1,56 1,72 1,87 2,03 2,18 2,26 2,34 2,42 2,50 2,46 2,46 2,46 2,42 2,34

Tenso de Cisalhamento (Kgf/cm) 0,000 0,018 0,036 0,049 0,061 0,067 0,074 0,080 0,087 0,090 0,094 0,097 0,101 0,100 0,100 0,101 0,099 0,096

12

O molde no momento do ensaio est em uma situao de confinamento, apresenta tenses em todas as faces, com isso ocorre o surgimento de deformaes, essas deformaes foram quantificadas na Tabela 5, a variao volumtrica do corpo de prova pode ser visualizada pela anlise do Grfico 1, o qual relaciona a deformao cisalhante e a deforma vertical devido as cargas no ensaio. Grfico 1 Variao volumtrica do corpo de prova 1.0.3 Deformao vertical (mm) 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Deformao cisalhante (mm) 3 3.5 4

Variao Volumtrica

Com os dados apresentados podemos traar a curva Tenso cisalhante x Deformao, determinando o ponto de ruptura do corpo de prova, Grfico 2. Esse ponto observado com a anlise do decrescimento do grfico obtido, o ponto de ruptura do molde 1 observado no Grfico 3.

TENSO CISALHANTE x DEFORMAO0.120 Tenso cisalhante (Kgf/cm) 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0.000 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Deformao cisalhante (mm)

Grfico 2 Tenso cisalhante x Deformao para o corpo de prova 1.

13

TENSO CISALHANTE DE RUPTURA0.120 Tenso cisalhante (Kgf/cm) 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0.000 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Deformao cisalhante (mm)

=0,101 Kgf/cm

Grfico 3 Determinao da tenso cisalhante de ruptura para o molde 1. Com base nas informaes do ensaio 1, foi possvel a construo de um resumo de tenses utilizadas nesse ensaio, esse resumo est exposto na Tabela 5. Tabela 5 Resumo das tenses atuantes na primeira etapa do ensaio de cisalhamento direto. Resumo das Tenses 13 Fora normal aplicada (Kgf) Tenso normal aplicada (Kgf/cm) Tenso normal na ruptura (Kgf/cm) Tenso cisalhante na ruptura (Kgf/cm) 0,50 0,524 0,101

O conjugado de tenses que o ensaio 1 forneceu para a construo da envoltria de tenses corresponde a =0,524 Kgf/cm; =0,101Kgf/cm. Na Figura 12 pode ser visto o plano de cisalhamento horizontal e o estado aps a ruptura do molde do ensaio 1.

14

Figura 12 Plano de ruptura do corpo de prova1. Para o ensaio do corpo de prova 2 foi aplicado uma carga normal FN=26Kgf, gerando uma tenso normal =1,0Kgf/cm. Esse ensaio foi com a carga duplicada em relao a primeira carga utilizada. As leituras e resultados obtidos esto dispostos na Tabela 6. Um dado complementar constante do anel do aparelho utilizado (Kanel = 0,156 Kgf/0,001mm).

15

Tabela 6 - Resultados do ensaio de cisalhamento direto para o corpo de prova 2. Extensmetro Variao de Extensmetro Extensmetro Deformao Deformao rea Fora Tenso de Vertical volume Horizontal do Anel (mm) cisalhante Especfica corrigida Horizontal Cisalhamento (mm) (cm) (mm) (mm) (%) (cm) (Kgf) (Kgf/cm) 0,49 0,5 0,5 0,5 0,49 0,47 0,45 0,43 0,41 0,39 0,38 0,36 0,34 0,33 1,88E-03 1,92E-03 1,92E-03 1,92E-03 1,88E-03 1,81E-03 1,73E-03 1,65E-03 1,58E-03 1,50E-03 1,46E-03 1,38E-03 1,31E-03 1,27E-03 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 0 0,024 0,05 0,067 0,081 0,093 0,101 0,108 0,115 0,1155 0,1155 0,114 0,11 0,108 0 0,176 0,35 0,533 0,719 0,907 1,099 1,292 1,485 1,6845 1,8845 2,086 2,29 2,492 0,00 0,35 0,69 1,05 1,41 1,78 2,15 2,53 2,91 3,30 3,70 4,09 4,49 4,89 26,01 25,92 25,83 25,74 25,64 25,55 25,45 25,35 25,25 25,15 25,05 24,95 24,84 24,74 0,00 3,74 7,80 10,45 12,64 14,51 15,76 16,85 17,94 18,02 18,02 17,78 17,16 16,85 0,000 0,144 0,302 0,406 0,493 0,568 0,619 0,665 0,710 0,716 0,719 0,713 0,691 0,681

16

A variao volumtrica do corpo de prova 2 pode ser visualizada pela anlise da Grfico 4, o qual relaciona a deformao cisalhante e a deforma vertical devido as cargas no ensaio.

0.02 0 Deformao vertical (mm) -0.02 0 -0.04 -0.06 -0.08 -0.1 -0.12 -0.14 -0.16 -0.18 0.5 1

Variao volumtrica1.5 2 2.5 3

Deformao cisalhante (mm)

Grfico 4 - Variao volumtrica do corpo de prova 2. Com os dados apresentados podemos traar a curva Tenso cisalhante x Deformao, determinando o ponto de ruptura do corpo de prova, Grfico 5. Esse ponto observado com a anlise do decrescimento do grfico obtido, o ponto de ruptura do molde 1 observado no Grfico 6.

TENSO CISALHANTE x DEFORMAO0.800 Tenso cisalhante (Kgf/cm) 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Deformao cisalhante (mm)

Grfico 5 Tenso cisalhante x Deformao para o corpo de prova 2.

17

TENSO CISALHANTE DE RUPTURA0.800 Tenso cisalhante (Kgf/cm) 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Deformao cisalhante (mm)

= 0,719 Kgf/cm

Grfico 6 Determinao da tenso cisalhante de ruptura para a amostra 2. Com base nas informaes do ensaio 2, foi possvel a construo de um resumo de tenses utilizadas nesse ensaio, esse resumo est exposto na Tabela 7. Tabela 7 Resumo das tenses atuantes na segunda etapa do ensaio de cisalhamento direto. Resumo das Tenses Fora normal aplicada (Kgf) Tenso normal aplicada (Kgf/cm) Tenso normal na ruptura (Kgf/cm) Tenso cisalhante na ruptura (Kgf/cm) 26 1,00 1,038 0,719


18

Figura 13 Plano de ruptura do corpo de prova 2. Para o ensaio do corpo de prova 3 foi aplicado uma carga normal FN=52Kgf, gerando uma tenso normal =2,0Kgf/cm. Esse ensaio foi com a carga duplicada em relao a segunda carga utilizada. As leituras e resultados obtidos esto dispostos na Tabela 8. Um dado complementar constante do anel do aparelho utilizado (Kanel = 0,156 Kgf/0,001mm).

19

Extensmetro Vertical (mm)

0,46 0,49 0,51 0,53 0,55 0,56 0,565 0,568 0,568 0,568 0,56 0,552 0,549 0,542 0,54 0,535 0,53 0,525 0,52 0,52

Variao de volume (cm) 1,77E-03 1,88E-03 1,96E-03 2,04E-03 2,11E-03 2,15E-03 2,17E-03 2,18E-03 2,18E-03 2,18E-03 2,15E-03 2,12E-03 2,11E-03 2,08E-03 2,08E-03 2,06E-03 2,04E-03 2,02E-03 2,00E-03 2,00E-03

Tabela 8 - Resultados do ensaio de cisalhamento direto para o corpo de prova 3. Extensmetro Extensmetro Deformao Deformao rea Horizontal do Anel (mm) cisalhante Especfica (%) corrigida (mm) (mm) (cm) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 0 0,045 0,085 0,116 0,141 0,16 0,175 0,186 0,195 0,201 0,204 0,206 0,206 0,206 0,205 0,203 0,202 0,2015 0,2 0,199 0 0,155 0,315 0,484 0,659 0,84 1,025 1,214 1,405 1,599 1,796 1,994 2,194 2,394 2,595 2,797 2,998 3,1985 3,4 3,601 0,00 0,30 0,62 0,95 1,29 1,65 2,01 2,38 2,75 3,14 3,52 3,91 4,30 4,69 5,09 5,48 5,88 6,27 6,67 7,06 26,01 25,93 25,85 25,76 25,67 25,58 25,49 25,39 25,29 25,19 25,09 24,99 24,89 24,79 24,69 24,58 24,48 24,38 24,28 24,17

Fora Tenso de Horizontal Cisalhamento (Kgf) (Kgf/cm) 0,00 7,02 13,26 18,10 22,00 24,96 27,30 29,02 30,42 31,36 31,82 32,14 32,14 32,14 31,98 31,67 31,51 31,43 31,20 31,04 0,000 0,271 0,513 0,702 0,857 0,976 1,071 1,143 1,203 1,245 1,268 1,286 1,291 1,296 1,295 1,288 1,287 1,289 1,285 1,284

20

A variao volumtrica do corpo de prova 3 pode ser visualizada pela anlise da Grfico 7, o qual relaciona a deformao cisalhante e a deforma vertical devido as cargas no ensaio.

0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 0 0.5 1

Variao volumtrica

Deformao vertical (mm)

1.5 2 2.5 Deformao cisalhante (mm)

3

3.5

4

Grfico 7 - Variao volumtrica do corpo de prova 3.

Com os dados apresentados podemos traar a curva Tenso cisalhante x Deformao, determinando o ponto de ruptura do corpo de prova, Grfico 8. Esse ponto observado com a anlise do decrescimento do grfico obtido, o ponto de ruptura do molde 1 observado no Grfico 9.

TENSO CISALHANTE x DEFORMAO1.400 Tenso cisalhante (Kgf/cm) 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Deformao cisalhante (mm)

Grfico 8 Tenso cisalhante x Deformao para o corpo de prova 3. 21

TENSO CISALHANTE DE RUPTURA1.400 Tenso cisalhante (Kgf/cm) 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Deformao cisalhante (mm)

=1,296 kgf/cm

Grfico 9 Determinao da tenso cisalhante de ruptura para a amostra 3. Com base nas informaes do ensaio 3, foi possvel a construo de um resumo de tenses utilizadas nesse ensaio, esse resumo est exposto na Tabela 9. Tabela 9 Resumo das tenses atuantes na terceira etapa do ensaio de cisalhamento direto. Resumo das Tenses Fora normal aplicada (Kgf) Tenso normal aplicada (Kgf/cm) Tenso normal na ruptura (Kgf/cm) Tenso cisalhante na ruptura (Kgf/cm) 52 2,00 2,098 1,296


22

Figura 14 - Plano de ruptura do corpo de prova 3. Relacionando todos os 3 ensaios apresentados, possvel analisar criteriosamente as respostas de cada ensaio. Os ensaios foram conformes ao que se estuda na literatura de Mecnica dos Solos, ao aumentar a tenso normal ocorreu elevao na tenso cisalhante de ruptura, esses pares de pontos de tenso permitem que seja traada a envoltria de tenses. Um fator de destaque a anlise do plano de ruptura que no ensaio de cisalhamento forado a ser no plano horizontal, mas na maioria dos casos o plano de ruptura no o que apresentado pelo ensaio de cisalhamento direto, portanto em outros planos de tenso desse ensaio podemos ter pares de tenses maiores. Realizando uma anlise da variao volumtrica apresentada em um mesmo grfico, podemos ter uma noo dos resultados comparativos dessa variao volumtrica. Esse comparativo apresentado no Grfico 10.

0.3 0.2 0.1 0 0 0.5 1

Variao volumtricaEnsaio 1 Ensaio 2 Ensaio 3

Deformao vertical (mm)

1.5

2

2.5

3

3.5

4

-0.1 -0.2


Grfico 10 Comparao da variao volumtrica dos 3 ensaios para o cisalhamento direto. Adotando a mesma anlise anterior para a visualizao dos trs grficos dos ensaios de tenso cisalhante pela deformao cisalhante, podemos caracterizar a amostra do ensaio pelo comportamento das curvas geradas. O Grfico 11 apesenta a configurao para a visualizao das curvas.

23

TENSO CISALHANTE x DEFORMAO1.200 Tenso cisalhante (Kgf/cm) 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 0 1 2 Deformao cisalhante (mm) 3 4 Ensaio1 Ensaio 2 Ensaio 3

Grfico 11 - Comparao da curva de tenso cisalhante versus a deformao cisalhante dos trs ensaios para o cisalhamento direto. Estabelecendo uma relao do Grfico 11 com resultados contidos na literatura referente a Geotecnia, possvel perceber que os resultados obtidos representam uma amostra para areias fofas, argilas mole ou argilas normalmente adensada. A curva obtida no possui uma variao acentuada aps a ruptura do corpo de prova, nesses casos possvel at se admitir uma porcentagem do valor do grfico estabilizado. A envoltria de tenses uma representao grfica das tenses no solo, ela traada teoricamente tangenciando o ponto mximo dos Crculos de Mohr, o qual representa os estgios de carregamento. Para o ensaio de cisalhamento direto traamos a envoltria com os pares de ruptura dos ensaios realizados. Os pares de tenses na ruptura dos corpos de prova esto dispostos na Tabela 10. Tabela 10 Tenso normal de ruptura e Tenso cisalhante de ruptura dos trs ensaios de cisalhamento direto. Tenso cisalhante de Tenso normal de ruptura (Kgf/cm) ruptura (Kgf/cm) 0,101 0,719 1,296 0,524 1,038 2,098

A envoltria das tenses est apresentada no . Para o traado da envoltria foi escolhido traar uma reta que melhor descrevesse as tenses que o solo resiste.

24

Envoltria de Tenses1.600 Tenso cisalhante (kgf/cm) 1.400 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500

Tenso norma (Kgf/cm)

Grfico 12 Envoltria de tenses para o ensaio de cisalhamento direto. Como sabemos a envoltria tem um traado curvo, a aproximao por uma reta um procedimento para facilitar a determinao da resistncia coesiva e da resistncia por atrito do solo. Como foi citada na INTRODUO TERICA a resistncia ao cisalhamento do solo composta pela parcela coesiva (caracterstica de solos argilosos) e o atrito (caracterstica de solos arenosos). Para o nosso ensaio os parmetros de resistncia do solo foram retirados por uma determinao da reta que representa a envoltria. O estudo da envoltria apresentado no Grfico 13.

1.600 1.400 Tenso cisalhante (kgf/cm) 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 0.000 0.500

Envoltria de Tenses

c = 0,1 = 29,9

1.000 1.500 Tenso norma (Kgf/cm)

2.000

2.500

Grfico 13 Estudo da reta que representa a envoltria de tenses. Os parmetros da resistncia do cisalhamento do solo estudado esto apresentados na Tabela 11.

25

Tabela 11 Parmetros da envoltria de tenses da amostra de solo ensaiada. Parmetros da envoltria de tenses = c + x tan = 0,5445 x + 0,154 c tan 0,1 0,575 29,90

Com esses resultados percebe-se que o solo ensaiado apresenta a resistncia ao cisalhamento composta pelo efeito do atrito e pela coeso entre as partculas, ou seja, o solo apresenta caractersticas de solos arenosos e solos argilosos. 5.2 Compresso simples O ensaio de compresso simples pode ser tratado com um ensaio de compresso triaxial sem confinamento, ou seja, 3 =0. O valor da tenso principal na ruptura 1, recebe o nome de resistncia compresso simples. A tenso cisalhante na ruptura a metade da resistncia a compresso simples. 5.2.1 Caractersticas da amostra no ensaio No foi possvel acompanhar a moldagem do corpo de prova para o ensaio de compresso simples, pois o corpo de prova j tinha sido moldado pelo Professor Colatino. As dimenses do molde para o ensaio apresentada na Tabela 12. Tabela 12 Dimenses do molde para o ensaio de Compresso Simples. Dimetro (cm) 5,00 rea (cm) 19,63 Altura (cm) 10,00 Volume (cm) 196,35 Os ndices fsicos da amostra de solo ensaiada foram repassados no momento do ensaio e calculados na Tabela 13. Uma informao adicional sobre as caractersticas constituintes do solo que a amostra possua caractersticas argilosas (solos coesivos). Tabela 13 ndices fsicos do solo ensaiado. Peso bruto mido (g) 396,64 Peso bruto seco (g) 344,02 Massa da Cpsula (g) 12,4 Massa da gua (g) 52,62 Massa do solo seco (g) 331,62 Umidade (%) 15,87 Saturao (%) 73,89 Massa solo (g) 384,24 Massa especfica da gua (g/cm) 1,00 Massa especfica dos gros (g/cm) 2,65 26 MOLDE

Massa especfica mida (g/cm) Massa especfica seca (g/cm) ndice de Vazios inicial (ei)

1,96 1,69 0,569

5.2.2 Resistncia a Compresso simples do solo A determinao da resistncia do solo ao cisalhamento pelo ensaio de compresso simples apenas indicado para solos em que predomine a parcela de coeso dos mesmos. Isso se deve ao fato que a resposta do ensaio considera o ngulo de atrito . Essa idealizao do ensaio observada na .

Figura 15 Consideraes necessria para o ensaio de compresso simples. A determinao da tenso de cisalhamento deduzida pela metade do valor da tenso normal de ruptura e esta parcela corresponde apenas ao efeito integral da coeso. Nesse ensaio no possvel medir a presso neutra. O ensaio de compresso simples realizado utilizou a mquina de compresso triaxial e usufruiu de um Software, Pavitest, que controla e registra as cargas aplicadas com os seus devidos deslocamentos, o programa computacional plota o grfico de tenso deformao, o histrico de tenses aplicadas no solo e o crculo de Mohr. Os resultados da compresso simples so mostrados a seguir.

27

Grfico 14 Tenso cisalhante x Deformao axial (%) para o ensaio de compresso simples.

Grfico 15 Trajetria de tenses registradas para ocorpo de prova ensaiado. Tabela 14 Resultados obtidos pelo ensaio de compresso simples.

28

Grfico 16 Crculo de Mohr determina para o ensaio da resistncia do solo para cmpresso simples. O ensaio de compresso simples determina o ponto de ruptura semelhante ao ensaio de cisalhamento direto, onde as tenses comeam a retroceder, critrio esse usado analisando os dados fornecidos pelo ensaio podemos constatar que a resistncia do solo ao cisalhamento obteve o valor de rup = 1,105 Kgf/cm, essa tenso representa a totalidade do valor da capacidade de coeso do solo- c. O ensaio de compresso simples rpido, simples e fcil de ser realizado, mas importante lembrar que o mesmo limitado para ensaios de solos coesos. 5.3 Compresso triaxial O ensaio de compresso triaxial pode ser tratado como o ensaio mais verstil na determinao da resistncia ao cisalhamento de uma amostra de solo. O ensaio consiste na aplicao de um estado hidrosttico de presses e de um carregamento axial sobre o corpo de prova. O carregamento hidrosttico compe a primeira etapa do ensaio que aplica uma tenso confinante no corpo de prova. A segunda etapa se deve a aplicao do carregamento axial que vai criar um acrscimo de tenses desviadoras. A equao de Mohr-Coulomb determinada pelo traado da envoltria de tenses tangente aos crculos de Mohr de cada corpo de prova ensaiado. 5.3.1 Caractersticas da amostra no ensaio No foi possvel acompanhar a moldagem do corpo de prova para o ensaio de compresso simples, pois o corpo de prova j tinha sido moldado pelo Professor Colatino. As dimenses do molde para o ensaio apresentada na Tabela 12. 5.3.2 Resistncia a Compresso triaxial do solo

29

O ensaio realizado pela turma de Laboratrio de Solos 2 foi o ensaio triaxial em uma amostra de solo que visualmente apresentava ser composta predominantemente por argila. Mas algumas etapas do ensaio de resistncia triaxial foram queimadas pelo escasso tempo para a realizao do ensaio, gerando assim resultados no muito condizentes para a teoria do ensaio. Para uma melhor anlise dos resultados foi entregue os resultados do ensaio realizado com uma amostra de areia seca com o ensaio triaxial . Vamos analisar os resultados de cada ensaio separadamente: 5.3.2.1 Ensaio com solo argilo-arenoso 5.3.2.2 Ensaio com areia seca A anlise dos procedimentos para esse ensaio no possvel descrever, j que o ensaio foi realizado pelos tcnicos do Laboratrio de Geotecnia. O que ser posto em anlise sero os resultados numricos e os procedimentos para a sua obteno. A condio do ensaio em relao a drenagem foi o ensaio , com drenagem na etapa inicial, permitindo adensamento e na etapa final sem drenagem. Como sabemos da literatura o ensaio indicado para os solos permeveis o , mas como a areia se encontrava na condio seca adotou-se a condio para o ensaio. Os dados coletados pela aparelhagem que compe o ensaio esto apresentados a seguir para os respectivos corpos de prova. Para o corpo de prova 1 os dados coletados esto apresentados na Tabela 15. Tabela 15 Dados do CP1. Confinante Neutra Def. (Kgf/cm) (Kgf/cm) Axial 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,003 0,006 0,009 0,012 0,015 0,018 0,021 0,024 0,027 0,030 0,040 0,050 0,060 0,070 0,080 0,090

Carga Axial (Kgf) 15,457 44,207 64,238 77,759 85,823 91,265 95,335 97,957 99,954 101,951 103,735 99,360 88,598 78,750 75,213 73,293

LVDT (mm) 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0

rea Cor. (cm) 19,689 19,748 19,808 19,868 19,929 19,990 20,051 20,113 20,175 20,237 20,448 20,663 20,883 21,108 21,337 21,571

Tenso desv. (Kgf/cm) 0,785 2,239 3,243 3,914 4,306 4,566 4,755 4,870 4,954 5,038 5,073 4,809 4,243 3,731 3,525 3,398

Com os dados coletados foi possvel traar a curva tenso desviadora pela deformao cisalhante, no Grfico 17.

30

TENSO CISALHANTE x DEFORMAO6.000 Tenso cisalhante (Kgf/cm) 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 0.000 0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

Deformao cisalhante

Grfico 17 Curva da tenso cisalhante pela deformao axial para o CP1. Com a curva do Grfico 17, determinamos a tenso cisalhante de ruptura, apresentada no Grfico 18.

6.000 Tenso cisalhante (Kgf/cm) 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 0.000 0.000

TENSO CISALHANTE DE RUPTURArup =5,073 Kgf/cm

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100


Grfico 18 Tenso de ruptura determinada graficamente pelo decrescimento da curva no ensaio 1. Para resumir o ensaio do corpo de prova 1 podemos definir as suas tenses nos planos principais e a tenso de ruptura do solo na Tabela 16. Com essas tenses podemos traar o crculo de Mohr para o CP1, mostrado no Grfico 19. Tabela 16 Resumo de tenses para o CP1. 3 1 rup (Kgf/cm) (Kgf/cm) (Kgf/cm) 5,073 1 6,073121 31

7 Tenses Cisalhantes (Kgf/cm) - 6 5 4 3 2 1 0 0 1

Crculo de Mohr - CP1

Crculo

2 3 4 5 Tenses Normais de compresso (Kgf/cm) -

6

7

Grfico 19 Crculo de Mohr determinado para o ensaio 1 com a areia seca. Para o corpo de prova 2 os dados coletados esto apresentados na Tabela 17. Tabela 17 Dados do CP2. Confinante Neutra Def. (Kgf/cm) (Kgf/cm) Axial 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,003 0,006 0,009 0,012 0,015 0,018 0,021 0,024 0,027 0,030 0,040 0,050 0,060 0,070 0,080 0,090

Carga Axial (Kgf) 36,799 78,567 115,396 140,655 157,515 168,994 176,723 182,424 186,982 190,213 194,954 193,369 183,460 163,415 151,128 144,299

LVDT (mm) 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3 4 5 6 7 8 9

rea Cor. (cm) 19,689 19,748 19,808 19,868 19,929 19,990 20,051 20,113 20,175 20,237 20,448 20,663 20,883 21,108 21,337 21,571

Tenso desv. (Kgf/cm) 1,869 3,978 5,826 7,079 7,904 8,454 8,814 9,070 9,268 9,399 9,534 9,358 8,785 7,742 7,083 6,689


32

TENSO CISALHANTE x DEFORMAO12.000 Tenso cisalhante (Kgf/cm) 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0.000 0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100


Grfico 20 Curva da tenso cisalhante pela deformao axial para o ensaio 2. Com a curva do Grfico 20, determinamos a tenso cisalhante de ruptura, apresentada no Grfico 21.

TENSO CISALHANTE DE RUPTURA12.000 Tenso cisalhante (Kgf/cm) 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0.000 0.000

rup =9,534 Kgf/cm

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100


Grfico 21 Tenso de ruptura determinada graficamente pelo decrescimento da curva do CP2. Para resumir o ensaio do corpo de prova 2 podemos definir as suas tenses nos planos principais e a tenso de ruptura do solo na Tabela 18. Com essas tenses podemos traar o crculo de Mohr para o CP2, mostrado no Grfico 21. Tabela 18 Resumo de tenses para o CP2. 3 1 rup (Kgf/cm) (Kgf/cm) (Kgf/cm)

33

9,534

2

11,534

25 Tenses Cisalhantes (Kgf/cm) -


20

15

Crculo

10

5

0 0 2 4 6 8 10 Tenses Normais de compresso (Kgf/cm) - 12 14

Grfico 22 Crculo de Mohr determinado para o ensaio 2 com a areia seca. Para o corpo de prova 3 os dados coletados esto apresentados na Tabela 19. Tabela 19 Dados do CP3. Confinante Neutra Def. (Kgf/cm) (Kgf/cm) Axial 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,003 0,006 0,009 0,012 0,015 0,018 0,021 0,024 0,027 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09

Carga Axial (Kgf) 206,585 228,796 245,655 260,046 271,646 266,189 269,512 271,845 274,345 275,274 274,756 270,229 263,506 253,826 240,122 227,652

LVDT (mm) 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 1,80 2,10 2,40 2,70 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00

rea Cor. (cm) 19,689 19,748 19,808 19,868 19,929 19,990 20,051 20,113 20,175 20,237 20,448 20,663 20,883 21,108 21,337 21,571

Tenso desv. (Kgf/cm) 10,492 11,585 12,402 13,088 13,631 13,316 13,441 13,516 13,598 13,602 13,437 13,078 12,618 12,025 11,254 10,553


34

14.000 Tenso cisalhante (Kgf/cm) 13.500 13.000 12.500 12.000 11.500 11.000 10.500 10.000 0

TENSO CISALHANTE x DEFORMAO

0.02

0.04 0.06 Deformao cisalhante (mm)

0.08

0.1

Grfico 23 Curva da tenso cisalhante pela deformao axial para o ensaio 3. Com a curva do Grfico 23, determinamos a tenso cisalhante de ruptura, apresentada no Grfico 24.

14.000 Tenso cisalhante (Kgf/cm) 13.500 13.000 12.500 12.000 11.500 11.000 10.500 10.000 0

TENSO CISALHANTE DE RUPTURArup =13,631 Kgf/cm

0.02

0.04 0.06 Deformao cisalhante (mm)

0.08

0.1

Grfico 24 Tenso de ruptura determinada graficamente pelo decrescimento da curva do CP3. Para resumir o ensaio do corpo de prova 3 podemos definir as suas tenses nos planos principais e a tenso de ruptura do solo na Tabela 20. Com essas tenses podemos traar o crculo de Mohr para o CP3, mostrado no Grfico 25. Tabela 20 Resumo de tenses para o CP3. 3 1 rup (Kgf/cm) (Kgf/cm) (Kgf/cm) 13,631 3 16,631

35

50 Tenses Cisalhantes (Kgf/cm) - 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0


Crcu

5 10 15 Tenses Normais de compresso (Kgf/cm) -

20

Grfico 25 Crculo de Mohr determinado para o ensaio 3 com a areia seca. Realizando uma anlise da tenso cisalhante pela deformao cisalhante apresentado em um mesmo grfico, podemos ter uma noo dos resultados comparativos dessa variao volumtrica. Esse comparativo apresentado no Grfico 26.

16.000 14.000 Tenso cisalhante (Kgf/cm) 12.000 10.000 8.000

TENSO CISALHANTE x DEFORMAO

CP1 6.000 4.000 2.000 0.000 0.000 CP2 CP3

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100


Grfico 26 - Comparao da curva de tenso cisalhante versus a deformao cisalhante dos trs ensaios para o cisalhamento direto do ensaio com areia seca. Estabelecendo uma relao do Grfico 26 com resultados contidos na literatura referente a Geotecnia, possvel perceber que os resultados obtidos representam uma amostra para areias compactas ou argilas parcialmente adensada. A curva obtida possui uma variao acentuada aps a ruptura do corpo de prova, caracterizando visualmente a ruptura.

36

Agregando os trs crculos de Mohr temos a representao das tenses envolvidas no ensaio no Grfico 27.

50 45 Tenses Cisalhantes (Kgf/cm) - 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5

Crculo de Mohr




6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18

Tenses Normais de compresso (Kgf/cm) -

Grfico 27 Unio dos trs crculos de Mohr do ensaio de triaxial com areia seca. Com o Grfico 27 podemos traar a envoltria de tenses para o solo ensaiado (Grfico 28), a envoltria deve tangenciar os crculos de Mohr, mas quando no possvel a envoltria deve ser traada para representar os pontos de ruptura do solo.75 70 65 Tenses Cisalhantes (Kgf/cm) - 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tenses Normais de compresso (Kgf/cm) - 14 15 16 17 18

Envoltria de TensesCrculo de Mohr - CP1 Crculo de Mohr - CP2 Crculo de Mohr - CP3 Envoltria de Tenses

Grfico 28 Envoltria de tenses para o ensaio com areia seca.

37

Com a envoltria de tenses traada, podemos realizar um estudo da mesma para quem seja possvel identificar os parmetros de resistncia do solo. O estudo mostrado no Grfico 29, e os parmetros so expressos na Tabela 21.75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0

Envoltria de Tenses

Tenses Cisalhantes (Kgf/cm) -

c=0 = 79,61

1

2

3

4 5 6 7 8 9 10 11 Tenses Normais de compresso (Kgf/cm) -

12

13

14

Grfico 29 Estudo da reta que representa a envoltria de tenses da areia seca. Tabela 21 Parmetros de resistncia da areia seca. Parmetros da envoltria de tenses = c + x tanf = 5,456 x + 0 c 0 5,456 tan 79,61 Outra representao grfica que descreve bem o ensaio de compresso triaxial a trajetria de tenses, essa curva representa os pontos onde as tenses cisalhantes so mximas, essa curva permite saber a histria de tenses a qual o solo foi imposto no ensaio. A trajetria de tenses traada em cima dos crculos de Mohr (Grfico 30). Para uma anlise particularizada das tenses podemos analisar individualmente a trajetria de tenses no Grfico 31.

38

50 45 Tenses Cisalhantes (Kgf/cm) - 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4

Trajetria de Tenses

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Tenses Normais de compresso (Kgf/cm) -

15

16

17

18

Grfico 30 Traado da trajetria de tenses da areia seca.50 Tenses Cisalhantes (Kgf/cm) - 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000 11.000 Tenses Normais de compresso (Kgf/cm) -

Trajetria de Tenses

Grfico 31 - Trajetria de tenses da areia seca. 6. CONCLUSO 6.1 Cisalhamento direto Com os ensaios de cisalhamento direto foi notada a importncia da determinao das caractersticas dos solos para o uso dos mesmos em obras geotcnicas. Os experimentos realizados despertaram a ateno para a importncia da resistncia dos solos para a construo civil. A capacidade do solo de resistncia das tenses cisalhantes fundamenta o projeto de obras de barragem, muros de arrimo, obras em relevo com inclina considervel, entre outras obras. 39

Durante os ensaios foi passada a teoria dos ensaios de laboratrio, enriquecendo o conhecimento sobre a resistncia cisalhante dos solos. Notou-se que este ensaio um dos mais antigos, simples e um dos mais utilizados, para tanto o uso dos seus valores requerem o uso de coeficientes de segurana. A drenagem do solo um dos problemas visto no ensaio, que o mesmo no permite a medio da presso neutra nesse ensaio. Para suprir essa deficincia a recomendao do ensaio que ele ocorra em uma situao de drenagem e a uma velocidade de aplicao baixa e controlada, com o intuito de simular o adensamento da amostra. Como foi dito no item Resistncia ao Cisalhamento direto do solo essa hiptese no sempre atendida, tornando muito complicado o controle da poropresso. Com relao aos valores de resistncia do solo fundamental termos em mente os fatores que majoram ou minoram os valores. medida que aumentam as deformaes, a ruptura caminha em direo ao centro e uma vez que as extremidades j passaram pela ruptura, teremos agora tenses menores que a de ruptura, nessas extremidades, dessa forma o valor mais conservador. O plano de ruptura previamente determinado como o horizontal, no ocorrendo determinao das tenses nos planos de tenses principais. De uma forma resumida, observamos caractersticas positivas e negativas para o ensaio de cisalhamento direto: Vantagens: Tcnica antiga e conservadora, ensaios em areias (moldagem) e planos preferenciais de ruptura. Desvantagens: Ruptura progressiva, rotao dos planos principais, variao da rea do molde no decorrer do ensaio e no h controle de drenagem. 6.2 Compresso simples Com os ensaios de compresso simples foi notada a importncia da determinao das caractersticas dos solos para o uso dos mesmos em obras geotcnicas que necessitam de respostas rpidas e confiveis. Durante os ensaios foi passada a teoria dos ensaios de laboratrio, enriquecendo o conhecimento sobre a resistncia cisalhante dos solos. Notou-se que este ensaio um rpido e simples, para tanto o uso dos seus valores requerem o uso de coeficientes de segurana. O ensaio de compresso simples apresenta algumas limitaes como foi observado. Entre as limitaes mais visveis o ensaio ser utilizados para solos puramente argilosos, no considera o efeito do atrito, no possvel medir a presso neutra do solo. Um fato que merece destaque foi o uso de um ensaio totalmente computadorizado, foi percebido vantagens e desvantagens no uso do computador. A vantagem para o uso do laboratrio adianta muito a elaborao de resultados. Outra vantagem a obteno de um nmero maior de pontos confiveis. A desvantagem percebida se diz ao uso de uma turma de Laboratrio que tem que compreender os passos para a obteno dos resultados e a aplicao da teoria dos mesmos. O que importante notar que o resultado recebido via Software deve ser analisado com critrio, ocorrendo sempre que possvel o julgamento criterioso dessas respostas. 6.3 Compresso triaxial

40

7. BIBLIOGRAFIA DAS, B. M. Fundamentos de Engenharia Geotcnica. Editora Thomson Learning, 2007. FERREIRA, A. C. Mtodos de Ensaios. Universidade Federal de Alagoas. Centro de Tecnologia. Ncleo de Pesquisas Tecnolgicas. Laboratrio de Geotecnia. Macei, 2006. MACHADO S.L., MACHADO M.F.C. Mecnica dos solos II conceitos introdutrios. Apostila. Universidade Federal da Bahia- Escola Politcnica. Departamento de Cincia e Tecnologia dos materiais (Setor de Geotecnia). BASTOS, C. RESISTNCIA AO CISALHAMENTO DOS SOLOS. Notas de aula. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE ESCOLA DE ENGENHARIA. GEOTECNIA - FURG. Departamento de Materiais e Construo. ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO. Disponvel em: . Acesso em: 12.06.2009.

Roteiro

41

Documents

Resistêcia dos solos