aula 08_resistencia o cisalhamento dos solos

7/24/2019 Aula 08_Resistencia o Cisalhamento Dos Solos

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Controle de Obras

Mecnica dos solos

Prof. Ilo Ribeiro Jr

Resistncia ao cisalhamento dos solos

2Prof. Ilo Ribeiro Jr

A ruptura dos solos ocorre por

cisalhamento, raramente os solos rompem

por trao. A resistncia ao cisalhamento define a carga

de ruptura das fundaes superficiais,

escorregamentos de taludes.

A resistncia ao cisalhamento dos solos

depende de dois parmetros: atrito e coeso.

Como foi j foi visto...
http://www.cefetmt.br/cefetmtnovo/page/base/


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Atrito funo da interao entre duas superfcies

na regio de contato. A parcela da resistncia devido

ao atrito pode ser simplificadamente demonstrada

pela analogia com o problema de deslizamento de

um corpo sobre uma superfcie plana horizontal

Atrito

N

T

F


Atrito

A resistncia ao deslizamento () proporcional

fora normal aplicada (N), segundo a relao:

T = N . fonde f o coeficiente de atrito entre os dois

materiais. Para solos, esta relao escrita na

forma:

= . tg onde o ngulo de atrito interno do solo,

a tenso normal e a tenso de cisalhamento.


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Enquanto no atrito simples de escorregamento entre

os slidos o ngulo de atrito praticamente

constante, o mesmo no ocorre com os materiais

granulares, em que as foras atuantes, modificando

sua compacidade, mudam o ngulo de atrito , para

um mesmo solo.

Portanto, o ngulo de atrito interno do solo depende

do tipo de material, e para um mesmo material,

depende de diversos fatores (densidade, rugosidade,

forma, etc.).

Atrito


AtritoEx.: para uma mesma areia o ngulo de atrito no

estado compacto maior do que no estado fofo (

densa > fofa).


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CoesoA resistncia ao cisalhamento do solos

essencialmente devido ao atrito. Entretanto, a

atrao qumica entre partculas (potencial

atrativo de natureza molecular e coloidal),

principalmente, no caso de estruturas floculadas, e

a cimentao de partculas (cimento natural,

xidos, hidrxidos e argilas) podem provocar aexistncia de uma coeso real.


Coeso

Segundo Vargas (1977), de uma forma intuitiva, a

coeso aquela resistncia que a frao argilosa

empresta ao solo, pelo qual ele se torna capaz dese manter coeso em forma de torres ou blocos,

ou pode ser cortado em formas diversas e manter

esta forma. Os solos que tm essa propriedade

chamam-se coesivos. Os solos no-coesivos, que

so areias puras e pedregulhos, esborroam-se

facilmente ao serem cortados ou escavados.


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Suponha que a superfcie de contato entre os

corpos, na Figura abaixo esteja colada. Na

situao quando N = 0, existe uma parcela da

resistncia ao cisalhamento entre as partculas

que independente da fora normal aplicada.

Esta parcela definida como coeso verdadeira.

Coeso


A coeso uma caracterstica tpica de solos muito

finos. A coeso aumenta com: a quantidade de argila;

relao de pr-adensamento; diminuio da umidade

ou aumento da suco.A coeso verdadeira ou real definida anteriormente

deve ser distinguida de coeso aparente.

Esta ltima a parcela da resistncia ao

cisalhamento de solos midos (parcialmente

saturados), devido suco, que atrai as partculas.

No caso da saturao do solo a coeso tende a zero.

Coeso


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Resistncia dos solos


Determina-se a resistncia ao cisalhamento dos

solos (), levando em considerao a parcela

referente ao atrito e a coeso.

Resistncia dos solos

onde a resistncia ao cisalhamento do solo,

"c" a coeso ou intercepto de coeso, "" a tenso

normal vertical e "" o ngulo de atrito interno do

solo.


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Como princpio geral, deve ser fixado que o fenmeno

de cisalhamento basicamente um fenmeno de atrito eque, portanto, a resistncia ao cisalhamento dos solos

depende, predominantemente, da tenso normal ao

plano de cisalhamento.


Critrios de Ruptura deMohr-Coulomb


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O diagrama de Mohr, apresenta o estado de tenses emtorno de um ponto da massa de solo.

A resistncia ao cisalhamento do solo (), determinada

realizando ensaios com diferentes valores de 3, levando-

se 1at a ruptura.


Cada crculo de Mohr representa o estado de tenses na ruptura

de cada ensaio. A linha que tangncia estes crculos definida

como envoltria de ruptura de Mohr. A envoltria de Mohr

geralmente curva, embora com freqncia ela seja associada a

uma reta.

Esta simplificao

deve-se a Coulomb, e

permite o clculo da

resistncia ao

cisalhamento do solo

conforme a expresso j

definida anteriormente:


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Para melhor compreenso do conceito de envoltria de

ruptura, apresenta-se quatro estados de tenses

associados a um ponto.


Estado 1A amostra de solo est submetida a uma presso hidrosttica

(igual em todos as direes).

O estado de tenso deste solo representado pelo ponto 3 e a

tenso cisalhante nula.


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Estado 2O circulo de Mohr est inteiramente abaixo da envoltria.

A tenso cisalhante () no plano de ruptura menor que

a resistncia ao cisalhamento do solo () para a mesma

tenso normal. No ocorre ruptura.


Estado 3

O crculo de Mohr tangncia a envoltria de ruptura. Neste

caso atingiu-se, em algum plano, a resistncia ao

cisalhamento do solo e ocorre a ruptura. Esta condio

ocorre em um plano inclinado a um ngulo "critico" como plano onde atua a tenso principal maior.


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Estado 4Este crculo de Mohr impossvel de ser obtido, pois antes

de atingir-se este estado de tenses j estaria ocorrendo

ruptura em vrios planos, isto , existiria planos onde as

tenses cisalhantes seriam superiores resistncia ao

cisalhamento do solo.


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