03 adensamento_ aula 1

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1 Adensamento Todos os materiais sofrem deformações quando estão sujeitos a esforços. A deformação na maioria dos solos, mesmo sob pequenas cargas, é bem maior que a dos materiais estruturais (aço, concreto), podendo ser produzida imediatamente ou ao longo do tempo. O ensaio de adensamento é particularmente importante para argilas e solos problemáticos ( colapsíveis ou expansivos) Torre di Pisa, Itália

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  • *AdensamentoTodos os materiais sofrem deformaes quando esto sujeitos a esforos.A deformao na maioria dos solos, mesmo sob pequenas cargas, bem maior que a dos materiais estruturais (ao, concreto), podendo ser produzida imediatamente ou ao longo do tempo.O ensaio de adensamento particularmente importante para argilas e solos problemticos (colapsveis ou expansivos)Torre di Pisa, Itlia

  • *AdensamentoRecalques diferenciaisTrincasTombamento (estruturas relativamente rgidas)

  • *AdensamentoNo solo podem ocorrer deformaes (ou variaes) volumtricas e de forma:COMPRESSO (OU EXPANSO): processo pelo qual uma massa de solo, sob a ao de cargas, varia de volume mantendo sua forma constante.DISTORO: sob a ao de cargas, o solo troca de forma mantendo seu volume constante.

    O adensamento o fenmeno pelo qual os recalques ocorrem com expulso da gua dos vazios.Para projetar uma construo, deve-se prever os recalques a que esta estar sujeita para definir o tipo de fundao e at mesmo o sistema estrutural a ser adotado.

  • *AdensamentoPara estimar a ordem de grandeza dos recalques por adensamento, deve-se:realizar o reconhecimento do subsolo (espessura, posio e natureza das camadas, localizao dos nveis dgua);conhecer a distribuio de tenses produzidas;determinar propriedades e caractersticas de adensamento dos tipos de solos existentes no local ENSAIO DE ADENSAMENTO.

  • *AdensamentoAnalogia Mecnica de Terzaghi

    ESQUELETO SLIDO = MOLASGUA INTERSTICIAL = FLUIDO DAS CMARASCANALCULOS = ORIFCIOS DO PISTO

  • *AdensamentoA. Ensaio de Adensamento UnidimensionalOu ensaio de compresso oedomtrica;NBR-12007 ou MB-3336;Consiste na compresso do solo contido dentro de um molde que impede qualquer deformao lateral.Simula o comportamento do solo quando ele comprimido pela ao do peso de novas camadas de solo, construo de aterros ou outras cargas externas. No ensaio deve-se utilizar amostra indeformada ou compactada, conservando os seguintes parmetros:o ndice de vazios;a umidade;a estrutura do solo.

  • *Adensamento

  • *AdensamentoA. Ensaio de Adensamento Unidimensional (cont.)A amostra moldada dentro de um anel metlico ( 5 a 12 cm de dimetro) e confinada no topo e na base por pedras porosas que permitem a sada de gua. Cuidado com a amostra: evitar o amolgamento!!!!!!! Sobre a pedra superior coloca-se uma placa rgida de ao pela qual aplica-se as cargas.O anel metlico impede as deformaes laterais do corpo de prova, permitindo que ocorra apenas o adensamento vertical.O carregamento feito por etapas. Para cada carga aplicada, registra-se a deformao em diversos intervalos de tempo, at a sua estabilizao.

  • *AdensamentoA. Ensaio de Adensamento Unidimensional (cont.)O processo de adensamento consiste em:aplicao da carga com conseqente expulso da gua dos poros atravs das pedras porosas;medida das deformaes geradas atravs de um extensmetro e da variao da altura ao longo do tempo;aplicao de um novo acrscimo de carga (geralmente, o dobro da carga anterior), realizao de novas leituras ao longo do tempo e assim por diante.

  • *AdensamentoB. Curva de compressoEm qualquer leitura tem-se:e = ndice de vaziosh = altura do corpo de provahs = altura de slidosho = altura inicial do corpo de provaeo = ndice de vazios inicial Como resultado do ensaio tem-se pares de valores de carga aplicada versus ndice de vazios correspondente deformao final de cada estgio.

  • *AdensamentoCurva de Compressotrecho de recompressotrecho virgemdescompresso

  • *AdensamentoB. Curva de compresso (cont.)Quando o corpo de prova carregado podem ocorrem trs processos:(re)compresso inicial: pequena deformao inicial que tem carter elstico;adensamento primrio: variao de volume mais pronunciada causada por deformaes elstica e plsticas (i.e., irrecuperveis);adensamento secundrio: para valores elevados no adensamento primrio observa-se a ocorrncia de uma deformao residual lenta com expulso de gua dos vazios com gradientes bem mais baixos.

  • *AdensamentoC. Curva de adensamentoA curva de adensamento representa a consolidao do solo com o passar do tempoUma curva de adensamento obtida para cada estgio de carregamento do ensaio de adensamentoO formato da curva de adensamento pode ser ajustado pela Teoria de Adensamento de TerzaghiA partir da curva de adensamento se obtm o coeficiente de adensamento, a partir do qual pode-se calcular a velocidade com que os recalques ocorremNo confundir curva de compresso com curva de adensamentoCurva de compresso: magnitude dos recalquesCurva de adensamento: velocidade dos recalques

  • *AdensamentoCurva de AdensamentoAdensamento primrioAdensamento secundrio

  • *AdensamentoC. Curva de adensamentoObserva-se que o incio da curva de adensamento obtida em laboratrio no coincide exatamente com a curva terica;Deve-se fazer um ajuste da curva de laboratrio para obter o 0% de recalque por adensamento primrio;Da mesma forma, necessrio determinar quando ocorre o 100% do adensamento primrio, sendo que deste ponto em diante tem-se o adensamento secundrio;Os mtodos normalmente utilizados para realizar esta correo so propostos por Casagrande e por Taylor.

  • *AdensamentoC. Curva de adensamento (cont.)

    MTODO DE CASAGRANDEBaseia-se no formato da curva U x T;Os dados do ensaio so colocados em funo do logaritmo do tempo, realando o trecho de adensamento inicial;Por procedimentos grficos deve-se determinar o 0% e o 100% de adensamento;

  • *AdensamentoC. Curva de Adensamento (cont.)MTODO DE CASAGRANDE (cont.)Determinao do 0% de adensamento:

  • *AdensamentoC. Curva de Adensamento (cont.)MTODO DE CASAGRANDE (cont.)Determinao do 0% de adensamento (cont.):Escolher um tempo t qualquer que corresponda a menos que 50% de recalque e traar uma horizontal passando pela curva neste t (reta 1);Dividir este t por 4 e marcar o ponto na curva (ponto A);A distncia vertical entre a reta 1 e o ponto A rebatida para cima, determinando-se o ponto B;Pelo ponto B traa-se uma horizontal (reta 2) at encontrar o eixo vertical. Este o valor de recalque correspondente a 0% de adensamento.

  • *AdensamentoC. Curva de Adensamento (cont.)MTODO DE CASAGRANDE (cont.)Determinao do 100% de adensamento:

  • *AdensamentoC. Curva de Adensamento (cont.)MTODO DE CASAGRANDE (cont.)Determinao do 100% de adensamento:Prolonga o trecho reto (reta 1);Traa uma tangente passando pela parte final da curva de adensamento (reta 2);A interseo das duas retas origina o ponto A cujo valor no eixo y refere-se ao recalque a 100% de adensamento. A metade da distncia entre 0 e 100% de adensamento fornece o H50 e o t50.

  • *AdensamentoC. Curva de Adensamento (cont.)

    MTODO DE TAYLORRelaciona U x T;O trecho inicial se aproxima de uma reta ao invs de uma parbola; Por procedimentos grficos deve-se determinar o 0% e o 90% de adensamento;

  • *AdensamentoC. Curva de Adensamento (cont.)MTODO DE TAYLOR (cont.)Determinao de 0 e 90% de adensamento (cont.):

  • *AdensamentoC. Curva de Adensamento (cont.)MTODO DE TAYLOR (cont.)Determinao do 0% de adensamento (cont.):Prolonga o trecho reto da curva t x altura at interceptar o eixo y. Este ponto corresponde a 0% de adensamento. Determinao do 90% de adensamento (cont.):Em qualquer parte do trecho reto traa uma horizontal a partir do eixo vertical (reta 1);Mede a reta 1 e aumenta o seu comprimento em 15%, marcando no final dessa nova reta o ponto A;Unir o ponto de 0% de adensamento com o ponto A (reta 2);O ponto em que a reta 2 intercepta a curva de adensamento corresponde ao recalque de 90%.

  • *AdensamentoC. Curva de Adensamento (cont.)MTODO DE TAYLOR (cont.)Para determinar H50 calcula-se 5/9 da distncia entre 0% e 90% de adensamento e diminui a altura inicial desse valor.

  • *AdensamentoD. Tenso de Pr-AdensamentoA tenso de pr-adensamento corresponde ao estado de maior solicitao que o solo j esteve submetido ao longo de sua histria.Pode ser determinada atravs de dois mtodos grficos:Mtodo de Casagrande;Mtodo de Pacheco e Silva.

  • *AdensamentoD. Tenso de Pr-Adensamento (cont.)Mtodo de Casagrande:

  • *AdensamentoD. Tenso de Pr-Adensamento (cont.)Mtodo de Casagrande (cont.):Toma-se o ponto de menor raio de curvatura;Por ele traa-se uma horizontal (reta 1);Traa-se uma tangente curva no mesmo ponto (reta 2);Traa-se a bissetriz do ngulo formado entre as retas 1 e 2 (reta 3);A interseo da bissetriz (reta 3) com o prolongamento do trecho virgem corresponde tenso de pr-adensamento (spa).

  • *AdensamentoD. Tenso de Pr-Adensamento (cont.)Mtodo de Pacheco e Silva:

  • *AdensamentoD. Tenso de Pr-Adensamento (cont.)Mtodo de Pacheco e Silva (cont.):Traa-se a horizontal correspondente ao eo (reta 1);Prolonga-se a reta virgem (reta 2) at a reta 1 (ponto 1);Traa-se uma vertical passando por este ponto at encontrar a curva de compressibilidade (ponto 2);Traa-se uma horizontal at encontrar o prolongamento do trecho virgem (ponto 3). Este o ponto correspondente spa.

  • *AdensamentoD. Tenso de Pr-Adensamento (cont.)Pode-se comparar o valor de spa com a tenso vertical atuante na camada e verificar se o solo j suportou uma sobrecarga maior ao longo da sua histria de tenses: s = spa: argila normalmente adensada; s < spa: argila pr-adensada; s > spa: argila sub-adensada.

  • *AdensamentoE. Efeito do amolgamento do solo

    A perturbao da amostra interfere na estrutura do solo e o torna mais deformvel;Como conseqncia, obtm-se uma curva de ensaio um pouco diferente da do solo presente no campo;Soluo: correo de Schmertmann;Tem-se trs formas de correo que dependem diretamente do tipo de solo (normalmente adensado, pr-adensado ou sub-adensado).

  • *AdensamentoE. Efeito do amolgamento do solo (cont.)CORREO DE SCHMERTMANN (cont.)1) Solos Normalmente Adensados

  • *AdensamentoE. Efeito do amolgamento do solo (cont.)CORREO DE SCHMERTMANN (cont.)1) Solos Normalmente Adensados (cont.)Traa uma horizontal passando pelo ndice de vazios inicial eo da amostra (reta 1);Marca na reta 1 o valor correspondente a spa (ponto A);Marca na curva de compressibilidade o valor correspondente a 0,42eo (ponto B);Liga o ponto A ao ponto B (reta 2);As retas 1 e 2 correspondem curva de compressibilidade de campo.

  • *AdensamentoE. Efeito do amolgamento do solo (cont.)CORREO DE SCHMERTMANN (cont.)2) Solos Pr-AdensadosC

  • *AdensamentoE. Efeito do amolgamento do solo (cont.)CORREO DE SCHMERTMANN (cont.)2) Solos Pr-Adensados (cont.)Traa uma horizontal pelo ndice de vazios inicial eo (reta 1);Marca o valor de so (tenso in-situ) na reta 1 (ponto A);Pelo ponto A traa uma paralela reta de re-compresso obtida (reta 2);Na reta 2 marca o valor de spa (ponto B);Marca na curva de compressibilidade o valor correspondente a 0,42eo (ponto C);Une os pontos B e C (reta 3);A curva de campo corresponde unio das retas 1, 2 e 3.

  • *AdensamentoE. Efeito do amolgamento do solo (cont.)CORREO DE SCHMERTMANN (cont.)3) Solos Sub-Adensados

  • *AdensamentoE. Efeito do amolgamento do solo (cont.)CORREO DE SCHMERTMANN (cont.)3) Solos Sub-Adensados (cont.)Traa uma horizontal pelo ndice de vazios inicial eo (reta 1);Na reta 1 marca o valor de spa (ponto A);Marca na curva de compressibilidade o valor correspondente a 0,42eo (ponto B);Liga o ponto A ao ponto B (reta 2);As retas 1 e 2 correspondem curva de compressibilidade de campo.

  • *AdensamentoE. Ensaio Duplo-OedomtricoAvaliar potencial de colapso do soloRealiza-se um ensaio inundado (convencional) e um ensaio sem inundaoSolos colapsveis apresentaro uma considervel reduo de ndice de vazios devido inundao

  • *AdensamentoE. Ensaio Duplo-Oedomtrico (cont.)Consideraes prticasO ensaio idntico ao ensaio convencional, apenas se repetindo o mesmo ensaio sem inundarImportncia do fluido percolante (ligaes e pontes de argila podem apresentar sensibilidade varivel)O potencial de colapso varia com o estado de tenso Para baixas tenses o colapso pode ser baixoPara maiores tenses o potencial de colapso crescePara tenses muito elevadas no se observa colapso por inundaoUtilizar tenses de ensaio correspondentes ao que ser observado na obra

  • *AdensamentoE. Ensaio Duplo-Oedomtrico (cont.)Avaliao do potencial de colapso (Jennings & Knight 1960)Potencial de colapso sendo calculado como De/(1+e0)

    Potencial de Colapso (%)Severidade do problemaat 1Nula1 a 5Moderada5 a 10Mdia10 a 20Severaacima de 20Muito severa