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Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 1 VANE TEST ENSAIO DE PALHETA Ensaios de Campo e Instrumentação de Obras Normas Vane Test ou Ensaio de Palheta O equipamento Ortigão e Collet (1987) Mini vane ensaio em laboratório Tipos de Palheta Palheta mais usada

Vane Test VANE TEST ou ENSAIO DE PALHETA - … · Vane Test Distribuições “reais” e retangular Wroth (1984) ... (Ortigão e Collet, 1986) Resultados Rio-Petrópolis (Pacheco

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Page 1: Vane Test VANE TEST ou ENSAIO DE PALHETA - … · Vane Test Distribuições “reais” e retangular Wroth (1984) ... (Ortigão e Collet, 1986) Resultados Rio-Petrópolis (Pacheco

Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 1

VANE TEST

ENSAIO DE PALHETA

Ensaios de Campo e Instrumentação de Obras

Normas

Vane Test

ou

Ensaio de Palheta

• O equipamento

Ortigão e Collet (1987)

Mini vane – ensaio em laboratório

Tipos de Palheta

Palheta mais usada

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Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 2

Classificação dos ensaios de palheta

Palheta inserida

em perfuração

prévia

Haste Protegida e

Palheta não

protegida

Palheta e

hastes não

protegidas

Palheta e hastes

protegidas

Norma Brasileira (NBR 10905/1989)

Com perfuração prévia Sem perfuração prévia

Palheta elétrico

Nascimento (1998)

Procedimento de ensaio

Dedução da Resistência Não drenada

obtida pelo ensaio de Palheta

Mmáx – Momento torçor máximo medido

no ensaio

ML –momento torçor lateral

MB - momento torçor do topo e base

H – altura

D - Diâmetro

𝑀𝑚á𝑥 = 𝑀𝐿 + 2 𝑀𝐵

𝑀𝐿 = 𝜋 𝐷 𝐻 𝑆𝑢 𝐷

2=

𝜋

2 𝐷2 𝐻 𝑆𝑢

𝑀𝐵 = 𝜋𝐷2

4𝑆𝑢

2

3

𝐷

2=

1

12𝜋𝐷3𝑆𝑢

𝑀𝑚á𝑥 = 𝜋

2𝐷2𝐻 𝑆𝑢 + 2 𝜋

𝐷3

12 𝑆𝑢 𝑀𝑚á𝑥 = 𝜋𝐷2

𝐻

2+

𝐷

6𝑆𝑢

𝑆𝑢 = 𝑀𝑚á𝑥

𝜋𝐷2 𝐻2 +

𝐷6

𝑃𝑎𝑟𝑎 𝐻 = 2𝐷 𝑆𝑢 = 0,86

𝑀𝑚á𝑥

𝜋𝐷3

Vane Test

Distribuições

de tensões

“reais” e

retangular

Wroth (1984)

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Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 3

Chanler (988)

Sensibilidade

Skempton e

Northey (1952)

𝐷𝑒𝑓𝑖𝑛𝑖çã𝑜: 𝑆𝑡 = 𝑆𝑢 𝑖𝑛𝑡𝑎𝑐𝑡𝑜

𝑆𝑢 𝑎𝑚𝑜𝑙𝑔𝑎𝑑𝑜

Experiência Brasileira: 3 a 8

Rissa, Noruega St maior que 100 (Quick Clay)

Resultado de um ensaio

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40 50 60 70

Torq

ue (

N.m

)

Graus

indeformado

amolgado

Atrito

Não esquecer de fazer a correção do atrito

Resultado de uma vertical Sarapui (RJ) (Ortigão e Collet, 1986) Resultados

Rio-Petrópolis (Pacheco Silva, 1953)

Efeitos da inserção da Palheta

Chanler (1988)

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Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 4

Efeito da relação de área (espessura da lâmina)

Larochele et al (1973)

Inserção da palheta e início do ensaio

Influência da velocidade do ensaio em

argilas muito plásticas

Torstensson (1977)

Velocidade do ensaio e condição de drenagem

Chanler (1988)

Biscontin e Pestana (1999)

Efeito do tempo

Aplicável em Vane

de campo Efeito da anisotropia

Para levar em conta o

efeito da anisotropia no

ensaio de palheta

Correção de Bjerrum

Para usar o valor do Su

medido no ensaio de

palheta em projeto

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Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 5

Fator de correção

Torstensson (1977)

Resistência não drenada de projeto

𝑠𝑢 𝑝𝑟𝑜𝑗𝑒𝑡𝑜 = 𝜇 𝑆𝑢(𝑒𝑛𝑠𝑎𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑙ℎ𝑒𝑡𝑎)

Efeito da drenagem no ensaio

M é o Torque máximo do ensaio, Mo= não drenado, M1 drenado

Chanler (1988)

Curva de ensaio

Chanler (1988)

1

1

2 3

3 2

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Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 6

Qualidade do ensaio - resistência de pico

Rotação

To

rqu

e

Sem amolgamento

Com amolgamento

Amolgado

Resistência não drenada normalizada em

função do tipo de carregamento

Anisotropia em diferentes ensaios

Anisotropia no ensaio de Palheta

Bjerrum (973)

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Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 7

Correlação entre dados de ensaios de palheta e

história de tensões (usar com cuidado!!)

• Digite a equação aqui.

Mayne e Mitchell (1988)

𝑆𝑢= 𝛼

𝑆𝑢𝜎′𝑣𝑜

Correlação entre dados de ensaios de

palheta e história de tensões (usar com

cuidado!!)

𝑆𝑢= 𝛼

𝑆𝑢𝜎′𝑣𝑜

Resistência não

drenada e

diferentes

correlações

Exemplo de aplicação

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Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 8

Perfis de caracterização e índices

físicos

IP = 113 %

108

95

107

110

114

117

50 100 150 200

Umidade (%)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Pro

fun

did

ad

e (

m)

12.4 12.8 13.2 13.6

nat (kN/m 3 )

4.0 4.4 4.8 5.2

Índice de vazios

wP

wnat

wL

20 40 60 80 100

Granulometria (%)

argila silte

areia

2.0 2.2 2.4 2.6 2.8

Gs

Perfis dos parâmetros de compressibilidade e

adensamento

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Pro

fun

did

ad

e (

m)

1 2 3 4

cc

2.0 4.0 6.0 8.0

Cv (cm2/s) x10-4

0 10 20 30

'v e 'vm (kPa)

1 2 3 4

OCR

'vm

'v

Resultados do ensaio de pizocone

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Pro

fun

did

ad

e (

m)

10 20 30 40 50

fs (kPa)200 400 600 800 1000

Poro pressão (kPa)

0.2 0.4 0.6 0.8

Inclinação (graus)

0 400 800 12001600

qt (kPa)

u1u2

uo

Parâmetros obtidos pelo ensaio de piezocone

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Pro

fun

did

ad

e (

m)

20 40 60

Qt

0.00 0.04 0.08 0.12

Rf

-1 0 1 2

Bq

3 6 9 12

Fr (%)

Classificação dos dados

(modificado de Shnaid, 2000)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Coeficiente de poro-pressão, Bq

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

Re

sis

tên

cia

de

po

nta

, q

t (M

Pa

)

Argila rija e silte

Argila mole

argila muito mole

argila médiae silte fino

RecifeOliveira(1991)

RJDanziger (1990)

São PauloArabe (1993)

Porto AlegreSoares (1997)

Duque de CaxiasArgila mole(0 a 9 m)

Duque de Caxiaargila arenosa(9 -12 m)

Classificação da argila segundo a

proposta de Robertson et al (1986)

0.1 1 10Fr (%)

1

10

100

1000

Qt

12

3

4

5

6

7

8

9NA

-0.4 0 0.4 0.8 1.2Bq

1

10

100

1000

Qt

2

1

3

45

6

7

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Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 9

Resultados do ensaio de palheta

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Pro

fun

did

ad

e (

m)

0 3 6 9 12

Su (kPa)

Arg

ila

mo

le o

rgâ

nic

a

0 3 6 9 12

St

Resultados de Su por diferentes métodos comparados

com a variação dos dados de piezocone

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Pro

fun

did

ad

e (

m)

3 6 9 12

fs (kPa)

0 50 100 150 200 250

Poro pressão (kPa)

0 4 8 12 16

Su (kPa)

100 200 300 400

qt (kPa)

u1u2uo

Arg

ila

mo

le o

rgâ

nic

a

UU

CIU (SHANSEP)

Palheta de laboratório

Palheta de campo

Valores de Nkt, NDu, NKE e Su

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Pro

fun

did

ad

e (

m)

0 3 6 9 12

Su (kPa)

0 5 10 15 20

Nkt

Arg

ila

mo

le o

rgâ

nic

a

Nktmédia = 15

0 5 10NDu

NDumédia = 4,7

5 10 15 20

NKE

NKEmédia = 13 UU

CIU (SHANSEP)

Palheta de laboratório

Palheta de campo

Piezocone

Su = (qt-'vo)/Nkt

Su = (qt-u)/NKE

Estimativa da história de tensões

20 40 60 80'vm (kPa)

piezocone:

palheta:

'vm = 86 ((qt - vo)/100)0,93 IP-0,28

'vm = 22 IP-0.48 (Su / 'vo)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Pro

fun

did

ad

e (

m)

0 20 40 60 80'vm (kPa)

Arg

ila

mo

le o

rgâ

nic

a

ensaio edométrico

'vm = 0,305 (qt - vo)

'vm = 0,53 (qt - u2)/'vo

piezocone:

a) b)

ensaio edométrico

1 10 100 1000Tempo (seg)

0

40

80

120

Ex

ce

ss

o d

e p

oro

-pre

ss

ão

1 10 100 1000Tempo (seg)

-200

0

200

400

600

800

u1

1,76m

5,30m

7,50m

u2

u1

u2

u1

u2

uo

uo (5,30m)

uo (1,76m)

Valores de Ch obtidos no piezocone

Ch (cm2/s) x10

-4 z (m)

chpiez. ch(NA)=(Cr/Cc) chpiez

ch/cv=Kh/Kv

1,76 4,5 2,0 1,6

5,30 21,8 4,2 1,8 t

ITRC

r

h

*2

(5)

7,50 27,0 5,4 1,0

Resultados dos ensaios de dissipação