12879300025603

1

1

NORMA MB 3336 (1990)

SOLO-ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL

MECÂNICA DOS SOLOS EXPERIMENTAL

OBJETIVO

Prescreve o método de determinação das propriedades de adensamento do solo, caracterizadas pela velocidade e magnitude das deformações, quando o solo é lateralmente confinado e axialmente carregado e drenado.

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NORMA MB 3336/1990

IMPORTÂNCIA PARA A ENGENHARIA

Previsão de recalques: - quanto recalcará?

- em quanto tempo?

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CÉLULA EDOMÉTRICA OU DE ADENSAMENTO

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ADENSAMENTO UNIDIMENSIONALSITUAÇÃO EM CAMPO

Coletar amostras

(Shelby)

3

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APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS EM GRÁFICO

Escala natural Escala logarítmica

(mais comum)

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APARELHAGEM

Sistema de aplicação de carga (prensa de adensamento);Célula de adensamento;• Anel de adensamento• Pedras porosas;

Talhador;Balança;Extensômetro (relógio comparador);CronômetroTermômetro;Equipamentos diversos, incluindo paquímetro, buretagraduada, espátulas, facas, serras de fio metálico e régua metálica biselada.

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ENSAIO DE ADENSAMENTO: Execução do Ensaio

AMOSTRAS• Indeformadas;

Coletadas na forma de blocos;Coletadas em tubos amostradores de paredes finas (tubos Shelby).

PREPARAÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA• Cuidados com perda de umidade das amostras• ∆w ≤ 0,2% (sala com umidade relativa elevada)

EXECUÇÃO DO ENSAIO• T ≤ ±4ºC (não haja incidência direta dos raios solares)

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DETERMINAÇÕES PRELIMINARESMassa (com resolução de 0,1g);Diâmetro interno do anel (com resolução de 0,01mm);Altura do anel (com resolução de 0,01mm);Massa específica dos grãos do solo (MB-28).

TEOR DE UMIDADE INICIALDeterminado de acordo com norma MB-27

MASSA ESPECÍFICA APARENTE ÚMIDA INICIAL

Mt=corpo-de-prova+anel (resolução de 0,1g)M=Mt-Manel

γhi =M/V

5

9


PEDRAS POROSAS

As pedras porosas devem ser preparadas antes da montagem, para evitar mudanças no teor de umidade do corpo-de-prova;

Devem ser previamente fervidas e mantidas imersas em água destilada até o instante de entrar em contato com o corpo-de-prova.

PAPEL FILTRO

Os papéis-filtro devem ser preparados antes da montagem, para evitar mudanças no teor de umidade do corpo-de-prova;

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PROCEDIMENTO PARA EXECUÇÃO DO ENSAIO

Colocação da célula de adensamento no sistema de aplicação das cargas;

Instalação do extensômetro;

Aplicação de uma tensão de assentamento de 5kPa para solos resistentes ou 2kPa para solos moles;

Zeragem do extensômetro após 5 min;

Aplicação do primeiro estágio de carga (tensão): completar a tensão para 10kPa;

6

11


Inundar a célula de adensamento logo após a aplicação da tensão de 10kPa. Eventual tendência à expansão do corpo-de-prova deve ser evitada, através do aumento gradativo de tensão, limitado à tensão vertical do campo;

Fazer leituras no extensômetro da altura ou variação da altura do corpo-de-prova, com resolução de 0,01mm, imediatamente antes do carregamento (correspondente ao tempo zero);

A seguir, ler o extensômetro nos intervalos de tempo de 1/8min, 1/4min, 1/2min, 1min, 2min, 4min, 8min, 15min, 30min, 1h, 2h, 4h, 8h e 24h;

Extensômetro

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Terminado um estágio de carga, passar para outros estágios: 20kPa, 40kPa, 80kPa, 160kPa, 320kPa, etc;

A duração de cada estágio de tensão deve ser aproximadamente a mesma ao longo de todo o ensaio;

Completadas as leituras correspondentes ao máximo carregamento empregado, efetuar o descarregamento do corpo-de-prova em estágios, fazendo-se as leituras necessárias, de forma análoga aos estágios de carregamento;

O descarregamento deve ocorrer em, no mínimo, três estágios.

7

13


Após ter-se atingido no descarregamento a tensão de 10kPa e verificada a estabilização da altura do corpo-de-prova, descarregar totalmente o corpo-de-prova e imediatamente retirar da célula de adensamento o anel com o corpo-de-prova;

Proceder ao enxugamento das superfícies expostas do corpo-de-prova com papel absorvente, determinar a sua massa com resolução de 0,1g;

Tomar porções do material para determinar o teor de umidade final, de acordo com a MB-27.

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DETERMINAÇÃO DE DADOS AUXILIARES

MASSA ESPECÍFICA APARENTE SECA INICIAL

i

hisi h+

=100

.100 γγ

Sendo:

γsi = massa específica aparente seca inicial, em g/cm3;

γhi = massa específica aparente úmida inicial, em g/cm3;

hi = teor de umidade inicial, em %.

M = massa do corpo de prova

V = volume do corpo de prova

VM

hi =γonde

8

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ÍNDICE DE VAZIOS INICIAL , eo

1−=si

oe γδ

Sendo:

eo = índice de vazios inicial;

δ = massa específica dos grãos, em g/cm3;

γsi = massa específica aparente seca inicial, em g/cm3.

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GRAU DE SATURAÇÃO INICIAL

wo

ii e

hSγδ

..

=

Sendo:

Si = grau de saturação inicial, em %;

hi = teor de umidade inicial, em %.


eo = índice de vazios inicial;

γw = massa específica da água, em g/cm3 (considerar igual a 1,00g/cm3).

9

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ALTURA DOS SÓLIDOS DO CORPO DE PROVA

o

is e

HH+

=1

Sendo:

Hs = altura dos sólidos, em cm;

Hi = altura inicial do corpo-de-prova, em cm;

eo = índice de vazios inicial.

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VARIAÇÃO DO ÍNDICE DE VAZIOS COM A TENSÃO VERTICAL EFETIVA

SwweS δδ .e .. o =⇒=

Se o solo estiver saturado: δ.e o w=⇒

1..1e −=−=−=

−==

AHAH

VV

VV

VV

VVV

VV

sss

s

ss

s

s

v

o

o

s

eHpara

HH

+=⇒

−=⇒

1H e

1e

so

w = teor de umidade do solo

10

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ÍNDICE DE VAZIOS FINAL DE CADA ESTÁGIO

1−=s

f HHe

Onde:

ef = índice de vazios no final do estágio de tensão;

H = altura do corpo-de-prova ao final do estágio, em cm;

Hs = altura dos sólidos, em cm.

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GRAU DE SATURAÇÃO FINAL DO CORPO-DE-PROVA

wf

ff e

hS

γδ

..

=

Sendo:

Sf = grau de saturação final, em %;

hf = teor de umidade final, em %;


ef = índice de vazios final do último estágio de descarregamento;

γw = massa específica da água, em g/cm3 (considerar igual a 1,00g/cm3).

11

21

Ocorrência do recalque com o tempo,

O que poderá ocorrer por vários anos?

tempo

reca

lque

O que é adensamento?

22

Em solos granulares…

A drenagem é instantânea, não é adensamento.

time

sett

lem

ent

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23

Durante o adensamento…

Devido à sobrecarga q aplicado na superfície, NT,

GL

saturated clay

q kPa

A

As tensões e poro-pressões são aumentadas em A.

∆σ

∆u

∆σ’

..e, elas variamcom o tempo.

24

∆σ permanece cte. (=q) durante adensamento.

GL

saturated clay

q kPa

A

∆σ

∆u

∆σ’

∆u diminui (devido à drenagem)

∆σ

∆u

∆σ’

q

transferindo a carga da água para o solo.enquanto ∆σ’ aumenta,

Durante o adensamento…

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25

DETERMINAÇÃO DE PARÂMETROS IMPORTANTES O

ADENSAMENTO

Cv: Coeficiente de adensamento vertical – Método de Casagrande

Cv: Coeficiente de adensamento vertical – Método de Taylor

σ´a: Tensão de pré-adensamento – Método de Casagrande

σ´a: Tensão de pré-adensamento – Método de Pacheco Silva

26

DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE

ADENSAMENTO VERTICAL

Cv: Coeficiente de adensamento vertical – Método de Casagrande

14

27

Gráfico e – log σv’

log σv’

e

Carregamento

σv’ aumenta &

e diminui

descarregamento

σv’ diminui &

e aumenta (expansão)

FORMA DO GRÁFICO – RESULTADO TÍPICO

28

Índices de Compressão e recompressão

log σv’

e

1

Cc

Cc ~ índice de compressibilidade

Cr ~ índice de recompressão

1Cr

1Cr

15

29

Linha Virgem de Adensamento

log σv’

void

rat

io

Curva (reta) virgem

σa’σvo’

eo

eo, σvo’

original state

Overconsolidation ratio (OCR)

log σv’

void

rat

io

Curva virgem

σa’σvo’

eo

estadooriginal

Field

σvo’''

vo

aOCRσσ

=

(Razão de pré-adensamento)

16

31


FORMA DO GRÁFICO – RESULTADO TÍPICO

32


Coeficiente de adensamento vertical, Cv. Método de Casagrande.

Curva do ensaio:

Cada estágio

altura do CP x tempo

17

33

AMPLIANDO O GRÁFICO

U = 50% ⇒ T50 = 0,197

50

250

250

50..tHTc

HtcT d

vd

v =⇒=

¼ minuto

34

DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE

ADENSAMENTO VERTICAL

Cv: Coeficiente de adensamento vertical – Método de Taylor

18

35


1,15 X

Coeficiente de adensamento vertical, Cv. Método de Taylor.

36

U = 90% ⇒ T90 = 0,848

90

290

290

90..tHTc

HtcT d

vd

v =⇒=

19

37

DETERMINAÇÃO DA TENSÃO DE PRÉ-ADENSAMENTO

σ´a: Tensão de pré-adensamento – Método de Casagrande


38

CURVA TÍPICA: e x tensão vertical efetiva

Tensão vertical (kPa)

(e)

(Carregamento)

(Descarregamento)

20

39

MÉTODO DE CASAGRANDE

σa’

40

DETERMINAÇÃO DA TENSÃO DE PRÉ-ADENSAMENTO


21

41

MÉTODO DE PACHECO SILVA

σa’

42

AMOSTRAGEM PARA O ENSAIO

Tubos de parede fina tipo Shelby – para argilas moles e médias

Amostras Indeformadas

22

Coleta de amostras de argila mole

Amostras indeformadasamostradores de parede fina(e.g. shelby tube)

Argila

mole

Furo Consolidation, triaxial tests in labConsolidation, triaxial tests in lab

44SIVA

Qualdade da amostra

Para ensaios triaxiais e de adensamento

sampling tube

soil (%) 100..

....2

22

×−

=DI

DIDOAR

area ratioarea ratio

AR<10%AR<10%

Boa qualidade: requisitos

Mais grossa a parede = maior perturbação

Muito cuidado no transporte e manuseio.

23

45

AMOSTRAGEM PARA O ENSAIO

Bloco – Solos não-saturados (Argilas expansivas, solos colapsíveis)

Amostras Indeformadas

Blocos de 25cm ou 30 cm de lado

46

QUALIDADE DA AMOSTRA(Perturbada ou de boa qualidade???)

Resultado com amostra de boa qualidade

eσ'VF

Vmσ'

CC

CS

1 10 100 1000 10000

Tensão Vertical (kPa)

0.6

1.1

1.6

2.1

2.6

Índi

ce d

e V

azio

s (e)

V0σ' VFσ'

e0e

Amostra de Boa Qualidade

σ'V0

0

'0' 1 e

eeVO

VO +

−= σ

σε

24

47

QUALIDADE DA AMOSTRA(Perturbada ou de boa qualidade???)

Resultado com amostra de má qualidade

48

FIM!

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