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9º Seminário de Engenharia de Fundações Especiais e Geotecnia 3ª Feira da Industria de Fundações e Geotecnia SEFE 9 4 a 6 de junho de 2019, São Paulo, Brasil ABEF 1 Classificação do tipo de comportamento de solo através de ensaio de piezocone: análise das propostas recentes com base nos dados do depósito de Sarapuí II Paula Fontes Nejaim Engenheira/Sócia, Geopact Engenharia, Rio de Janeiro, Brasil, [email protected] Graziella Maria Faquim Jannuzzi Professora, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil, [email protected] Fernando Artur Brasil Danziger Professor, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil, [email protected] RESUMO: Além da definição da estratigrafia e da obtenção de parâmetros diversos dos solos, uma aplicação importante do ensaio de piezocone tem sido a identificação do tipo de comportamento do solo, tal como proposto inicialmente por Robertson et al. (1986), através de ábacos que relacionam as grandezas medidas no ensaio, resistência de ponta, atrito lateral e poro-pressão, com parâmetros do solo. Esta definição de tipo de comportamento do solo é fundamental para diversas aplicações em engenharia geotécnica, como aterros sobre solos moles e fundações, permitindo, por exemplo, definir se uma argila com areia apresenta comportamento argiloso ou arenoso quando cisalhado. Desde a proposta original, Robertson e colaboradores têm sugerido alterações diversas, incluindo, nas mais recentes, a definição de solos de comportamento drenado versus não drenado e de comportamento compressivo versus dilatante, e ainda a existência de microestrutura nos solos. O presente artigo utiliza resultados de ensaios de piezocone e de laboratório (especialmente direct simple shear, DSS) realizados no depósito de Sarapuí II, não apenas de camadas muito moles, para verificar a adequação das novas sugestões. Verifica-se, de modo geral, sua aplicabilidade, entretanto há necessidade de se atentar para algumas inconsistências identificadas para os casos analisados no presente trabalho. PALAVRAS-CHAVE: Ensaio de piezocone, tipo de comportamento do solo, campo experimental de Sarapuí II. ABSTRACT: An important application of the piezocone test, in addition to the definition of soil stratigraphy and evaluation of a number of geotechnical parameters, has been the definition of the soil behaviour type (SBT), as initially proposed by Robertson et al. (1986), from charts relating the quantities measured in the test, cone resistance, friction sleeve and pore pressure, to geotechnical parameters. The definition of the soil behaviour type is particularly important for a number of geotechnical problems, as embankments on soft clays and foundations, allowing to determining, for example, whether a clay with sand behaves like a clay or a sand when sheared. Several modifications have been introduced by Robertson and co-workers in the original method, the most recent ones include limits for drained versus undrained behaviour, compressive versus dilatant behaviour, and also the existence of soil micro-structure. Piezocone tests, as well as laboratory tests (especially DSS tests), performed at Sarapuí II test site, have been used to evaluate the applicability of the new suggestions, not only related to the soft clay, but also to clays with higher consistency. Although a general applicability was verified, some inconsistencies identified for the cases analysed in the present study should be pointed out. KEYWORDS: Piezocone test, soil behaviour type, Sarapuí II test site.

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9º Seminário de Engenharia de Fundações Especiais e Geotecnia

3ª Feira da Industria de Fundações e Geotecnia

SEFE 9 – 4 a 6 de junho de 2019, São Paulo, Brasil ABEF

1

Classificação do tipo de comportamento de solo através de ensaio

de piezocone: análise das propostas recentes com base nos dados

do depósito de Sarapuí II

Paula Fontes Nejaim

Engenheira/Sócia, Geopact Engenharia, Rio de Janeiro, Brasil, [email protected]

Graziella Maria Faquim Jannuzzi

Professora, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil, [email protected]

Fernando Artur Brasil Danziger

Professor, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil, [email protected]

RESUMO:

Além da definição da estratigrafia e da obtenção de parâmetros diversos dos solos, uma aplicação importante

do ensaio de piezocone tem sido a identificação do tipo de comportamento do solo, tal como proposto

inicialmente por Robertson et al. (1986), através de ábacos que relacionam as grandezas medidas no ensaio,

resistência de ponta, atrito lateral e poro-pressão, com parâmetros do solo. Esta definição de tipo de

comportamento do solo é fundamental para diversas aplicações em engenharia geotécnica, como aterros sobre

solos moles e fundações, permitindo, por exemplo, definir se uma argila com areia apresenta comportamento

argiloso ou arenoso quando cisalhado. Desde a proposta original, Robertson e colaboradores têm sugerido

alterações diversas, incluindo, nas mais recentes, a definição de solos de comportamento drenado versus não

drenado e de comportamento compressivo versus dilatante, e ainda a existência de microestrutura nos solos.

O presente artigo utiliza resultados de ensaios de piezocone e de laboratório (especialmente direct simple shear,

DSS) realizados no depósito de Sarapuí II, não apenas de camadas muito moles, para verificar a adequação

das novas sugestões. Verifica-se, de modo geral, sua aplicabilidade, entretanto há necessidade de se atentar

para algumas inconsistências identificadas para os casos analisados no presente trabalho.

PALAVRAS-CHAVE: Ensaio de piezocone, tipo de comportamento do solo, campo experimental de

Sarapuí II.

ABSTRACT: An important application of the piezocone test, in addition to the definition of soil stratigraphy

and evaluation of a number of geotechnical parameters, has been the definition of the soil behaviour type

(SBT), as initially proposed by Robertson et al. (1986), from charts relating the quantities measured in the test,

cone resistance, friction sleeve and pore pressure, to geotechnical parameters. The definition of the soil

behaviour type is particularly important for a number of geotechnical problems, as embankments on soft clays

and foundations, allowing to determining, for example, whether a clay with sand behaves like a clay or a sand

when sheared. Several modifications have been introduced by Robertson and co-workers in the original

method, the most recent ones include limits for drained versus undrained behaviour, compressive versus

dilatant behaviour, and also the existence of soil micro-structure. Piezocone tests, as well as laboratory tests

(especially DSS tests), performed at Sarapuí II test site, have been used to evaluate the applicability of the new

suggestions, not only related to the soft clay, but also to clays with higher consistency. Although a general

applicability was verified, some inconsistencies identified for the cases analysed in the present study should

be pointed out.

KEYWORDS: Piezocone test, soil behaviour type, Sarapuí II test site.

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1 Introdução

Os critérios de classificação de solos mais comuns utilizados em geotecnia são baseados em

características físicas, tais como granulometria e plasticidade, podendo-se classificar o solo de forma tátil-

visual (como no caso das sondagens à percussão) ou através de ensaios de laboratório (e.g., Limites de

Atterberg e ensaio de granulometria). Apesar de tais sistemas de classificação estarem sendo utilizados por

décadas, eles não traduzem necessariamente o comportamento in situ do solo. Por exemplo, um solo com 70%

de areia e 30% de finos pode ser classificado como “areia siltosa” ou “areia argilosa”. Se a parcela de finos

possui alto teor de argila com alta plasticidade, o comportamento in situ do solo será controlado pela argila e

não pela areia.

Idealmente, os solos também deveriam ser classificados com base em características de comportamento

mecânico, que venham a refletir seu comportamento in situ. Uma classificação combinada baseada em

características físicas e comportamentais seria muito útil para muitos projetos geotécnicos.

O ensaio de piezocone tem-se mostrado uma ferramenta com bom custo-benefício, rápida, contínua e

com medidas confiáveis. A simples observação das medidas de resistência, atrito lateral e excesso de poro-

pressão gerado durante a cravação permite definir a estratigrafia e estimar parâmetros diversos dos solos. Outra

aplicação importante tem sido justamente a classificação do solo com base no seu tipo de comportamento, o

que tem sido feito através do uso de ábacos de classificação dos solos.

A primeira proposta empregando as três grandezas (resistência de ponta corrigida, qt, atrito lateral, fs e

poro-pressão, u2) foi a de Robertson et al. (1986), através do uso simultâneo de dois ábacos. Desde a proposta

original, Robertson tem sugerido alterações diversas (Robertson 1990, 2009, 2010, 2012a), incluindo a

definição de solos normalmente adensados, compressíveis ou não, com maior ou menor plasticidade, de

comportamento drenado ou não drenado e de comportamento contrátil versus dilatante. Além destas

atualizações, outros autores também apresentaram suas propostas de classificação (e.g., Eslami e Fellenius,

1997 e Schneider et al, 2008), baseadas na combinação de todas ou de apenas duas grandezas (i.e., qt e fs ou qt

e u2).

Apesar de tais ábacos fornecerem a classificação dos solos com base no seu comportamento mecânico,

a maioria das propostas indica descrições que se referem à classificação granulométrica e à plasticidade, como

“areia” e “argila”. Nesse sentido, a proposta mais recente de Robertson (2016) passa a utilizar uma

terminologia que se refere ao comportamento do solo (“tipo areia - dilatante” ou “tipo argila - contrátil”). Além

disso, Robertson (2016) atualiza as propostas de Robertson (1990, 2009) e Schneider et al. (2008) e discute a

influência da microestrutura dos solos em sua classificação e tipo de comportamento.

O presente artigo utiliza resultados de ensaios de piezocone e de laboratório (especialmente o direct

simple shear, DSS) realizados no depósito de Sarapuí II, não apenas de camadas muito moles, para verificar a

adequação das novas sugestões. Verifica-se, de modo geral, sua aplicabilidade, entretanto há necessidade de

se atentar para algumas inconsistências identificadas para os casos analisados no presente trabalho.

2 Classificação dos Solos com base no CPTu

Diversas são as propostas de ábacos que relacionam as grandezas obtidas nos ensaios de cone e

piezocone para a classificação dos solos. O primeiro autor a propor um ábaco foi Begemann (1965), e várias

outras sugestões foram apresentadas, baseadas tanto no CPT mecânico (e.g., Schmertmann 1978) quanto no

CPT elétrico (e.g., Douglas e Olsen 1981).

Com o aparecimento do piezocone, surgiram várias propostas de classificação dos solos nas quais a

poro-pressão gerada substituía o atrito lateral – considerado como um parâmetro menos confiável em relação

à resistência de ponta e à poro-pressão (e.g., Jones e Rust 1982).

Robertson et al. (1986) apresentaram a primeira proposta empregando as três grandezas (qt, fs e u2)

utilizando dois ábacos: o primeiro relacionando a resistência de ponta corrigida (qt) com a relação de atrito

(FR=fs/qt); o segundo, qt com o parâmetro de poro-pressão Bq (Equação 1). Parâmetros normalizados sugeridos

por Wroth (1984) foram utilizados (Qt e Fr, Equações 2 e 3, além do Bq) por Robertson (1990), para considerar

a influência do estado de tensões do solo. Dessa forma, Robertson (1990) apresenta a primeira atualização para

os gráficos de Robertson et al. (1986), substituindo o ábaco qt – FR pelo ábaco normalizado Qt - Fr , assim

como o gráfico qt –Bq pelo Qt - Bq

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𝐵𝑞 = (𝑢 − 𝑢0) (𝑞𝑡 − 𝜎𝑣0)⁄ = ∆𝑢 (𝑞𝑡 − 𝜎𝑣0

)⁄ (1)

𝑄𝑡 = (𝑞𝑡 − 𝜎𝑣0) 𝜎𝑣

′0

⁄ (2)

𝐹𝑟 = 𝑓𝑠 (𝑞𝑡 − 𝜎𝑣0)⁄ × 100% (3)

Onde u0 é a poro-pressão hidrostática; u a poro-pressão gerada pela cravação; 𝜎𝑣0 e 𝜎𝑣0

′ são as tensões verticais

iniciais total e efetiva, respectivamente.

Doze zonas de ‘tipo de comportamento do solo’ (ou soil behaviour type - SBT) foram propostas por

Robertson et al. (1986) e nove (SBTn) por Robertson (1990). Robertson (2010) atualizou o método original

de Robertson et al. (1986) incluindo uma resistência de ponta adimensional (qc/pa, onde pa=pressão

atmosférica) e reduzindo o número de zonas SBT de 12 para 9, com intuito de coincidir com as zonas SBTn.

Segundo Robertson (2009), os ábacos normalizados identificam o tipo de comportamento do solo de

forma mais confiável que os ábacos não normalizados, muito embora, em casos em que a tensão in situ vertical

esteja entre 50 e 150 kPa, a diferença seja muito pequena. Cabe salientar a vantagem de utilização dos ábacos

não normalizados, que é a de não haver necessidade de estimativa de parâmetros do solo, nem sempre

conhecidos.

Schneider et al. (2008) propuseram um ábaco de classificação dos solos baseado em dados normalizados

de resistência de ponta (Q1) e excesso de poro-pressão (U2 = Δu2/σ’vo), desenvolvido principalmente para

auxiliar a separação entre a penetração drenada, não drenada e parcialmente drenada (Figura 1).

Figura 1. Ábaco de classificação dos solos segundo Schneider et al. (2008), em dois formatos

Segundo Robertson (2012a), o gráfico de Schneider et al. (2008) pode ser bem útil no caso de projetos

offshore ou em depósitos onshore, de materiais finos e fofos ou moles com o nível do lençol d’água elevado,

onde a saturação é mais confiável. Para demais casos onshore, a acurácia e precisão da medida de poro-pressão

nem sempre apresentam boa confiabilidade e repetibilidade, devido à perda de saturação do elemento poroso.

O uso de líquidos viscosos, como silicone, tem minimizado os efeitos de perda de saturação, mas não tem

resolvido completamente o problema (Robertson, 2009, 2012a).

Entende-se que, por esse motivo, os trabalhos de Robertson (2009, 2012) apresentam atualizações

somente no ábaco que relaciona resistência de ponta e atrito lateral.

Robertson (2009) aplica ao ábaco Qt - Fr o conceito do índice de classificação dos solos, Ic (Equação 4),

o qual pode ser definido essencialmente como os raios de círculos concêntricos que delimitam as fronteiras do

tipo de solo, conforme ilustra a Figura 2a. Segundo Robertson (2012b), quão maior o índice de classificação

dos solos Ic, maior é a plasticidade de um dado material, sendo Ic=2,60 um valor estimado que divide os

materiais plásticos e os não plásticos.

Ic = [(3,47 − logQt)2 + (logFr + 1,22)2]0,5 (4)

1 A denominação Q utilizada por Schneider et al. (2008) é igual à denominação Qt utilizada no ábaco de Robertson (1990).

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Outras correlações com parâmetros geotécnicos na forma de contornos sobrepostos ao gráfico SBTn são

apresentadas em Robertson (2009), as quais não serão, entretanto, exploradas no presente trabalho. Por

exemplo, para solos de granulometria grosseira, com penetração essencialmente drenada, apresentam-se

contornos do parâmetro de estado (Ѱ), e, para solos finos, com comportamento não drenado, tem-se os

contornos para estimativa da resistência não drenada normalizada (𝑠𝑢/𝜎𝑣0′ ).

Robertson (2009) também atualiza a resistência de ponta normalizada, incluindo no conceito de

normalização o expoente de tensão variável, n, onde:

Qtn = [(𝑞𝑡 − 𝜎𝑣) 𝑝𝑎⁄ ](𝑝𝑎 𝜎𝑣0′⁄ )n (5)

Onde (𝑞𝑡 − 𝜎𝑣) 𝑝𝑎⁄ é a resistência de ponta admensional, (𝑝𝑎 𝜎𝑣0′⁄ )𝑛 é a o fator de normalização de tensão;

𝑝𝑎 é a pressão atmosférica na mesma unidade que 𝑞𝑡 e 𝜎𝑣 ; e n é o expoente de tensão que varia em função do

SBTn, e é definido por:

𝑛 = 0,381(𝐼𝑐) + 0,05(𝜎𝑣0′ 𝑝𝑎⁄ ) − 0,15 (6)

Robertson (2009) cita diversas publicações sobre a normalização adequada da tensão (e.g., Olsen e

Malone, 1988). Os métodos de uma forma geral sugerem valores para o expoente n, dependendo do tipo de

solo e do estado de tensões, que variam geralmente entre 0,5 e 1,0 para areia pura e argila, respectivamente.

Novas atualizações são apresentadas por Robertson (2012a), incluindo uma correlação direta entre as

grandezas do ensaio de cone com a resposta do solo quando cisalhado (i.e., se é dilatante ou compressivo e se

ocorre de forma drenada ou não drenada). Esse ábaco (Figura 2b) é particularmente útil e tem aplicações

diretas, como, por exemplo, na identificação de solos susceptíveis à liquefação.

Figura 2. (a) Curvas do Ic (em negrito) no ábaco normalizado SBTn Qt – Fr, Robertson (2009); (b) Limites

aproximados do comportamento dilatante-compressivo e drenado-não drenado (Robertson, 2012a)

A atualização mais recente está apresentada na Figura 3 e diz respeito ao trabalho de Robertson (2016),

que atualiza e unifica as propostas de Robertson (1990, 2009) e Schneider et al. (2008). Três ábacos são

apresentados: um deles é o gráfico SBTn atualizado (Figura 3b), e outro o ábaco modificado de Schneider et

al. (2008) (Figura 3c). Nota-se que Robertson (2016) deixa de utilizar o ábaco clássico Qt - Bq, uma vez que a

normalização da poro-pressão através do parâmetro U2 se mostra mais adequada para fins de identificação do

tipo de solo do que o parâmetro Bq.

Robertson (2016) apresenta 7 zonas de SBTn (Tabela 1), cuja terminologia faz referência ao

comportamento do solo (e.g., solo “tipo areia - dilatante” ou “tipo argila - contrátil”), substituindo os termos

propostos anteriormente, que remetem à classificação dos solos clássica (e.g., “areia” ou “argila”).

O terceiro gráfico depende de dados de ensaio de cone sísmico, SCPT, e relaciona Qtn com IG=G0/qn,

sendo útil para identificação de solos com microestrutura. A presença de microestrutura impacta no

comportamento in situ do solo e, portanto, na eficácia de sistemas de classificação baseados em ensaios de

(a) (b)

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campo. De forma geral, a experiência de 25 anos de aplicação dos ábacos de Robertson SBTn mostra que estes

funcionam bem para solos ideais (i.e., sem cimentação), porém podem ser menos eficiente para solos com

microestrutura (Robertson, 2016).

Tabela 1. Zonas de tipo de solo (Robertson, 2016)

Zona Sigla Tipo de Solo

1 CCS Clay-like - Contractive - Sensitive ou Tipo Argila - Contrátil - Sensível

2 CC Clay-like - Contractive ou Tipo Argila - Contrátil

3 CD Clay-like - Dilative ou Tipo Argila - Dilatante

4 TC Transitional - Contractive ou Transição - Contrátil

5 TD Transitional - Dilative ou Transição - Dilatante

6 SC Sand-like - Contractive ou Tipo Areia - Contrátil

7 SD Sand-like - Dilative ou Tipo Areia - Dilatante

Figura 3. (a) Ábaco Qtn - IG para identificação de solos com microestrutura; (b) Ábaco SBTn atualizado Qt –

Fr (linhas sólidas apresenta os limites de tipo de solo e linhas tracejadas os sugeridos por Robertson (1990);

(c) Proposta de atualização do ábaco de Schneider et al. (2008) Qtn – U2 (Robertson, 2016)

A Tabela 2 apresenta de forma resumida as propostas de Robertson e co-autores ao longo do tempo

(Robertson et al. 1986, Roberton 1990, Robertson 2010, Robertson 2012a, Robertson 2016):

Tabela 2. Propostas de Robertson e coautores ao longo do tempo

Proposta Principal contribuição em termos de classificação dos solos

1986 Primeira proposta de classificação dos solos utilizando as 3 grandezas medidas pelo CPTU

1990 Introduz o conceito de normalização nos ábacos

2009 Introduz o conceito de Qtn e Ic nos ábacos

2010 Adequa a proposta de 1986 à de 1990

2012a Define zonas de comportamento do solo dilatante-compressivo, drenado-não drenado

2016 Inclui um ábaco para identificação de microestrutura, altera as zonas de tipo de solo, adequa a

terminologia de classificação para o contexto de comportamento do solo, utiliza o ábaco

proposto por Schneider et. al (2008) em substituição ao ábaco clássico Qt - Bq

(a) (b) (c)

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3 O Campo Experimental de Sarapuí II

3.1 Generalidades

Os primeiros estudos na região do campo experimental de Sarapuí foram realizados por Pacheco Silva

(1953). Entretanto, o campo experimental de Sarapuí foi estabelecido oficialmente em meados dos anos 1970

pelo IPR-DNER visando o estudo de aterros sobre argilas moles, um problema enfrentado por aquele órgão ao

longo de todo o país (Ortigão e Lacerda 1979). Um abrangente projeto de pesquisas foi iniciado em 1974, sob

a supervisão do Professor Willy Lacerda, da COPPE/UFRJ. Pesquisas foram conduzidas numa cooperação

entre IPR-DNER, COPPE/UFRJ e PUC-Rio. Várias pesquisas, envolvendo ensaios de campo e laboratório,

instrumentação de aterros e escavação, foram realizadas (e.g., Ortigão et al. 1983). Artigos abrangentes

envolvendo as pesquisas no campo experimental de Sarapuí foram elaborados por Almeida e Marques (2002),

Almeida et al. (2005) e Cavalcante et al. (2006). Situado em uma área junto à Baía de Guanabara, na margem

esquerda do rio Sarapuí, cerca de 7 km da cidade do Rio de Janeiro, suas coordenadas médias são 22º44’39’’(S)

e 43º17’23’’(W). Todavia, há cerca de quinze anos, aspectos associados sobretudo à segurança fizeram com

que a utilização do depósito de Sarapuí se tornasse problemática. Assim, e com o apoio da Marinha, foi possível

a utilização de área da Estação Rádio da Marinha no Rio de Janeiro, dando origem ao local que passou a ser

designado Sarapuí II. O novo campo situa-se também na margem esquerda do rio Sarapuí, a cerca de 1,5 km

de Sarapuí I.

Estudos relacionados a fundações foram procedidos em Sarapuí II (e.g., Alves 2004, Francisco 2004,

Danziger et al. 2013, Guimarães 2015). Testes iniciais com o piezocone torpedo (Porto et al. 2010) também

foram realizados em Sarapuí II. Um estudo muito abrangente das características do depósito de Sarapuí II foi

conduzido por Jannuzzi (2009, 2013) e Jannuzzi et al. (2015). O depósito vem sendo utilizado para pesquisas

conjuntas CENPES/PETROBRAS e COPPE/UFRJ como um campo de referência em argila mole.

Tipicamente, a argila muito mole no campo experimental de Sarapuí II tem aproximadamente 7 m de

espessura, e uma camada de argila siltosa encontra-se subjacente a mesma.

Algumas propriedades do material são apresentadas na Figuras 4.

Figura 4. Limites de liquidez (wL) e plasticidade (wP), umidade natural (wn), densidade real dos grãos (G),

peso específico natural (γn), índice de vazios (e0) e atividade versus profundidade (adaptado de Jannuzzi 2013,

Jannuzzi et al. 2015).

A razão de sobreadensamento (OCR) foi obtida de ensaios de adensamento incremental padrão 24 h. As

amostras utilizadas foram de excelente qualidade (ver Jannuzzi, 2013), à exceção dos corpos de prova na faixa

de profundidade 4,0 - 6,5 m, que apresentaram um número significativo de conchas. Pode-se observar que o

depósito encontra-se levemente sobreadensado abaixo dos 3 m, com uma razão de sobreadensamento (OCR)

em torno de 2.

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3.2 Ensaios de Piezocone

Sete ensaios de piezocone foram realizados em Sarapuí II, um deles, foi realizado sob um aterro existente

(Jannuzzi 2009). A velocidade padrão de 20 mm/s foi utilizada em todos os ensaios. O equipamento utilizado

foi desenvolvido pela COPPE/UFRJ e Grom Eng. Este equipamento é capaz de medir resistência de ponta (qc),

atrito lateral (fs), poro-pressão na face, u1, e na base, u2 do cone, porém no presente trabalho somente foram

utilizadas os dados de u2 tendo em vista que os ábacos de classificação não contemplam as duas medidas.

Figura 4. Resultado típico de ensaio de piezocone em Sarapuí II: Resistência de ponta corrigida (qt), atrito

lateral (fs) e poro-pressão na face (u1) e na base do cone (u2) (Jannuzzi et al. 2015)

A calibração dos transdutores foi realizada antes e depois de cada série de ensaios, nos níveis de valores

esperados de carga e pressão no campo. Como prática regular da COPPE/UFRJ, a água tem sido utilizada

como fomo fluido de saturação.

4 Tipo de Comportamento do Solo de Sarapuí II

A análise ora apresentada se refere a duas camadas, a primeira de 3,0 a 7,5 m (camada 1) e a segunda

de 7,5 a 9,0 m (camada 2). Optou-se por não estudar os primeiros 3 m do depósito pois este se encontra

sobreadensado e a proposta deste artigo é analisar o material levemente sobreadensado.

Nejaim et. al (2016) apresentaram os resultados plotados nos ábacos de Robertson (2009, 2012a). A

Figura 5a mostra os resultados plotados no ábaco Qt – Fr, com os valores de Ic sobrepostos. O aumento de

plasticidade se dá com o aumento de Ic, sendo Ic=2,60 uma curva divisória de materiais plásticos e não

plásticos, conforme comentado anteriormente. Observa-se que a camada 1 tem Ic entre 2,95 e 3,60, equanto a

camada 2 possui Ic entre 2,60 e 2,95, o que está correto, uma vez que a camada mais superficial possui maiores

valores de LL e IP do que a mais profunda.

Da Figura 5b, verifica-se que ambas as camadas caem na área de comportamento não drenado, o que já

era esperado, visto que a separação entre estes dois tipos de comportamento se dá, de forma aproximada, entre

as linhas de SBTn 4 e 5, i.e. a fronteira entre comportamento típico de argila e areia. Os resultados são

consistentes com o tipo de comportamento das camadas.

Entretanto, a camada 1 é classificada como contrátil e a 2 como dilatante, o que não é verdade. As duas

camadas são contráteis, conforme ensaios de DSS realizados em amostras cujas tensões in situ foram

reconstituídas. Ainda, evidências geológicas indicam que todo o depósito foi formado submerso, e que não há

evidências de remoção de camadas de solo, as quais justificariam alto OCR. Sendo assim, Nejaim et. al (2016)

apresentaram uma sugestão de alteração do limite entre comportamento dilatante e compressivo, conforme

indicado na Figura 5b.

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Figura 5. Camadas 1 e 2 plotadas no ábaco de (a) Robertson (2009); tendência de aumento de plasticidade

com aumento de Ic; (b) Robertson (2012a); sugestão de fronteira dilatante-compressivo (Nejaim et. al, 2016)

Os resultados dos ensaios também foram lançados nos ábacos de Robertson (2016) e seguem

apresentados na Figura 6.

Figura 6. Ambas as camadas plotadas nos ábacos de Robertson (2016)

No ábaco Qtn – F, observa-se a mancha de pontos cinzas (camada 1) quase toda contida na zona de solo

com comportamento típico de argila contrátil (CC), com alguns pontos na zona de argila sensível, enquanto

que no ábaco Qtn – U2, a mancha de pontos se concentra na zona CC. A observância conjunta dos ábacos

permite concluir que a camada 1 deve ser classificada como solo de comportamento argiloso, contrátil.

Já os pontos verdes (camada 2), no ábaco Qtn – F, ocupam principalmente a região de solo de transição,

com alguns pontos na área de comportamento argiloso. Parte dos pontos se localiza em área de comportamento

contrátil, porém a maioria dos pontos se encontram na região dilatante. No ábaco Qtn – U2, os pontos estão

distribuídos entre as zonas CC e TC.

Apenas um dentre seis ensaios analisados não apresenta camada de solo com comportamente dilatante.

Nos demais ensaios verifica-se pelo gráfico que a região dilatante estraria entre as profundidades 7,5 m e 9,0 m.

Conforme dito anteriormente, ambas as camadas possuem comportamento contrátil, de modo que

também pela proposta mais recente de Robertson (2016) a inconsistência observada por Nejaim et al. (2016)

se mantém.

(a) (b)

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5 Conclusões

Os resultados dos seis ensaios de piezocone, com excelente repetibilidade, executados no campo

experimental de Sarapuí II foram utilizados para avaliar a confiabilidade das propostas de Robertson (2009,

2012a, 2016), as quais identificam o tipo de comportamento do solo.

Duas camadas levemente sobreadensadas foram utilizadas como referência, a primeira de coloração

cinza escuro, muito mole, de altíssima plásticidade, orgânica (camada 1), e a segunda, de coloração amarela,

silto argilosa, mais rija, com menor teor de matéria orgânica e índice de plasticidade (camada 2).

Observa-se que a camada 1 tem Ic entre 2,95 e 3,60, equanto a camada 2 possui Ic entre 2,60 e 2,95, o

que está correto, uma vez que a primeira camada possui maiores valores de LL e IP que a segunda camada.

Da interpretação dos resultados plotados no ábaco de Robertson (2012a), percebe-se que ambas as

camadas caíram nas zonas de comportamento não drenado, o que é consistente. Todavia, a camada 1 foi

classificada como contrátil e a camada 2 como dilatante, o que não condiz com a realidade.

Com base no gráfico de Robertson (2016), pode-se classificar a camada 1 como solo de comportamento

típico de argila contrátil, o que está coerente. Já a camada 2, seria classificada como solo de transição de

comportamento dilatante, o que não é verdade.

Apesar dos ábacos de Robertson (2012a, 2016) indicarem comportamento dilatante da camada 2, sabe-

se que as duas camadas são contráteis, conforme ensaios de DSS realizados em amostras cujas tensões in situ

foram reconstituídas. Ainda, evidências geológicas indicam que todo o depósito foi formado submerso, e que

não há evidências de remoção de camadas de solo, as quais justificariam alto OCR.

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