leandro de aquino

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Universidade Presbiteriana Mackenzie 1 ESTUDO DA VARIABILIDADE DA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DE ALGUNS SOLOS CLASSIFICADOS SEGUNDO A MCT (MINIATURA, COMPACTADO, TROPICAL) PARA DOIS NÍVEIS DE ENERGIA: NORMAL E INTERMEDIÁRIA Leandro de Aquino Leão (IC) e Rita Moura Fortes (Orientadora) Apoio: PIVIC Mackenzie Resumo A construção de barragens é muito onerosa, o investimento necessário para a construção de uma obra para essa finalidade é muito elevado, havendo diversos estudos para viabilizar o empreendimento, inclusive um que consiste na definição dos solos a serem utilizados nos taludes de aterro. Este trabalho trata da variabilidade da resistência ao cisalhamento de alguns solos classificados segundo a MCT (Miniatura, Compactado, Tropical) para dois níveis de energia: normal e intermediária. A resistência ao cisalhamento de um solo é o fator preponderante para a estabilidade de um aterro, visto que a ruptura desse aterro quase sempre ocorre quando o solo é submetido a tensões cisalhantes que ultrapassem a resistência ao cisalhamento do solo. A resistência ao cisalhamento de um solo compactado está diretamente ligada à energia utilizada na compactação e ao teor de umidade deste solo, sendo fundamental para a construção de um talude de aterro o conhecimento de qual energia de compactação é necessária para obtenção da resistência ao cisalhamento que atende aos critérios de projeto. Este trabalho apresenta as energias de compactação e os teores de umidade para alguns solos classificados segundo a MCT para dois níveis de energia: normal e intermediária e a resistência ao cisalhamento de cada um desses solos, obtida através do ensaio de cisalhamento direto. Palavras-chave: resistência ao cisalhamento, MCT (miniatura, compactado, tropical), compactação Abstract The construction of dams is very expensive, the investment required to build a work for this purpose is very high, with several studies to enable the enterprise, including one that is the definition of land use in the landfill slopes. This work deals with the variability of shear strength of some soils classified according to the MCT (Miniature, Compacted, Tropical) for two power levels: normal and intermediate. The shear strength of a soil is the main factor for the stability of a landfill, since the breakdown of landfill almost always occurs when the soil is subjected to shear stresses exceeding the shear strength of soil. The shear strength of a compacted soil is directly related to the energy used in compression and the moisture content of soil, is central to the construction of an embankment slope of the knowledge which compaction is necessary to obtain the shear strength that meets the design criteria. This work presents the compaction and moisture content for some soils classified according to the MCT for two power levels: normal, intermediate and shear strength of each of these soils, obtained from direct shear test. Key-words: shear strength, MCT (miniature, compacted, tropical), compression

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Em parceria com a Professora Helena Abascal, publicamos os relatórios das pesquisas realizados por alunos da fau-Mackenzie, bolsistas PIBIC e PIVIC. O Projeto ARQUITETURA TAMBÉM É CIÊNCIA difunde trabalhos e os modos de produção científica no Mackenzie, visando fortalecer a cultura da pesquisa acadêmica. Assim é justo parabenizar os professores e colegas envolvidos e permitir que mais alunos vejam o que já se produziu e as muitas portas que ainda estão adiante no mundo da ciência, para os alunos da Arquitetura - mostrando que ARQUITETURA TAMBÉM É CIÊNCIA.

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ESTUDO DA VARIABILIDADE DA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DE ALGUNS SOLOS CLASSIFICADOS SEGUNDO A MCT (MINIATURA, COMPACTADO, TROPICAL) PARA DOIS NÍVEIS DE ENERGIA: NORMAL E INTERMEDIÁRIA

Leandro de Aquino Leão (IC) e Rita Moura Fortes (Orientadora)

Apoio: PIVIC Mackenzie

Resumo

A construção de barragens é muito onerosa, o investimento necessário para a construção de uma obra para essa finalidade é muito elevado, havendo diversos estudos para viabilizar o empreendimento, inclusive um que consiste na definição dos solos a serem utilizados nos taludes de aterro. Este trabalho trata da variabilidade da resistência ao cisalhamento de alguns solos classificados segundo a MCT (Miniatura, Compactado, Tropical) para dois níveis de energia: normal e intermediária. A resistência ao cisalhamento de um solo é o fator preponderante para a estabilidade de um aterro, visto que a ruptura desse aterro quase sempre ocorre quando o solo é submetido a tensões cisalhantes que ultrapassem a resistência ao cisalhamento do solo. A resistência ao cisalhamento de um solo compactado está diretamente ligada à energia utilizada na compactação e ao teor de umidade deste solo, sendo fundamental para a construção de um talude de aterro o conhecimento de qual energia de compactação é necessária para obtenção da resistência ao cisalhamento que atende aos critérios de projeto. Este trabalho apresenta as energias de compactação e os teores de umidade para alguns solos classificados segundo a MCT para dois níveis de energia: normal e intermediária e a resistência ao cisalhamento de cada um desses solos, obtida através do ensaio de cisalhamento direto.

Palavras-chave: resistência ao cisalhamento, MCT (miniatura, compactado, tropical), compactação

Abstract

The construction of dams is very expensive, the investment required to build a work for this purpose is very high, with several studies to enable the enterprise, including one that is the definition of land use in the landfill slopes. This work deals with the variability of shear strength of some soils classified according to the MCT (Miniature, Compacted, Tropical) for two power levels: normal and intermediate. The shear strength of a soil is the main factor for the stability of a landfill, since the breakdown of landfill almost always occurs when the soil is subjected to shear stresses exceeding the shear strength of soil. The shear strength of a compacted soil is directly related to the energy used in compression and the moisture content of soil, is central to the construction of an embankment slope of the knowledge which compaction is necessary to obtain the shear strength that meets the design criteria. This work presents the compaction and moisture content for some soils classified according to the MCT for two power levels: normal, intermediate and shear strength of each of these soils, obtained from direct shear test.

Key-words: shear strength, MCT (miniature, compacted, tropical), compression

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VII Jornada de Iniciação Científica - 2011

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1. INTRODUÇÃO

O Brasil apesar de possuir um dos maiores conjuntos de bacias hidrográficas do mundo e

sendo sua principal fonte de energia a hidrelétrica, muito sofreu no período de junho de

2001 a fevereiro de 2002, quando ocorreu o racionamento de energia, segundo Bardelin

(2004) ocorrido porque o crescimento do parque gerador brasileiro não acompanhou

adequadamente o aumento no consumo de energia elétrica.

O aumento do consumo de energia elétrica que é uma realidade no nosso país, alerta para

a necessidade da construção de novas hidrelétricas, o que pode ser agravado também com

a possibilidade de falta de chuvas, que podem provocar o esgotamento dos reservatórios de

água das usinas hidrelétricas existentes, prejudicando sobremaneira o crescimento

econômico e o bem estar da população, pois não existe crescimento sustentável na

ausência de água e energia.

Dessa maneira salienta-se a importância da reservação de água, que represa a água nos

períodos de chuva evitando que a mesma não falte nos períodos de seca, buscando assim o

abastecimento contínuo à população. Por outro lado, verifica-se a necessidade de estudo e

previsão de construções de novas usinas, manutenção, e possivelmente, construção de

novos reservatórios, o que diretamente indica construção de barragens.

A construção de barragens para a reserva de água, com a finalidade de suprir as

necessidades do homem, como observado por Cruz (1996) é tão antiga quanto a sua

história.

Após o aparecimento da Mecânica dos Solos no início do século passado, passou-se a ter

sustentação teórica para a execução de diversas obras, inclusive como destacado por

Teixeira (1997) para a condução dos trabalhos exigidos na execução do aterro de uma

barragem, incluindo-se a possibilidade de controle do material a ser utilizado na

compactação.

Por o Brasil ser um país de clima tropical apresenta dentre os tipos de solos, os solos

denominados como solos tropicais, que apresentam propriedades e comportamentos

diferentes de solos não tropicais em decorrência de processos geológicos e/ ou pedológicos,

comuns em regiões de clima tropical úmido Committee on Tropical Soils of ISSMFE (1985).

A resistência ao cisalhamento dos solos é fortemente influenciada pelo nível de energia a

ser utilizada na compactação e pelo tipo de solo a ser compactado. Alguns solos

apresentam um ganho significativo quando se altera a energia da compactação de normal

para intermediária, entretanto outros solos obtêm uma resistência próxima a sua máxima

com a compactação na energia normal, não obtendo ganhos significativos com a

compactação na energia intermediária.

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Com base nessa problemática, objetiva-se avaliar a variabilidade da resistência ao

cisalhamento de alguns solos classificados segundo a MCT (Miniatura, Compactado,

Tropical) para dois níveis de energia: normal e intermediária.

2. REFERENCIAL TEÓRICO

2.1. SOLOS TROPICAIS

Os solos tropicais apresentam algumas peculiaridades que são de grande importância para

os estudos geotécnicos, como sua ocorrência, suas propriedades físicas e mecânicas, de

acordo com Futai (1999) e com Nogami e Villibor (1995) os solos tropicais podem ser

divididos em duas grandes classes, àqueles encontrados mais superficialmente,

denominados solos lateríticos e os que resultam da decomposição e/ou desagregação “in

situ” de rocha, denominados solos saprolíticos.

Ao se tratar da classificação de solos tropicais, a natureza das frações de argila e areia de

solos de regiões tropicais possuem diferenças em relação às de regiões temperadas,

segundo Fortes et al. (1999) essas diferenças representam uma das principais razões que

limitam as classificações geotécnicas dos solos tropicais, uma vez que as classificações

mais comumente utilizadas foram desenvolvidas para solos de clima temperado. Em função

dessas limitações Nogami e Villibor (1981 e 1985) desenvolveram a metodologia MCT

(Miniatura, Compactado, Tropical) que é própria para uso em solos tropicais usada na

classificação e determinação das propriedades físicas e hidráulicas de solos tropicais

compactados.

2.2. CARACTERIZAÇÃO DOS SOLOS TROPICAIS

Os solos tropicais se caracterizam por uma série de peculiaridades, que levam a dividi-lo em

duas grandes classes, solos lateríticos e solos saprolíticos.

O trabalho publicado por Cozzolino e Nogami (1995) apresenta uma boa caracterização dos

solos tropicais, segundo o qual os solos lateríticos se caracterizam basicamente pela cor,

predominantemente vermelho e amarelo, espessuras variadas, geralmente da ordem de

dois a dez metros, apresentam grãos muito resistentes mecânica e quimicamente, na fração

areia e pedregulho, e elevada porcentagem de partículas constituídas de hidróxidos e óxidos

de ferro e alumínio, na fração argila, grãos mais finos agregados, podendo-se visualizar, na

natureza, grande volume de vazios que em grande parte estão preenchidos por ar,

justificando a baixa massa específica e elevada permeabilidade.

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Entretanto, conforme destacado por Pinto (2002), quando os solos lateríticos são

compactados, ganham capacidade de suporte, e não apresentam expansão na presença de

água, sendo por isso muito utilizados em aterros e em obras rodoviárias.

Os solos saprolíticos são encontrados abaixo do perfil laterítico ou a outros tipos de solos,

apresentando espessuras muito variadas, normalmente superiores a 10 metros, sua

coloração depende da sua rocha matriz, por isso apresenta uma coloração bem variegada,

segundo Nogami e Villibor (1995) já foi designado como sendo solo de alteração de rocha,

podendo-se confundir visualmente com uma rocha alterada, é de uma forma geral um solo

muito heterogêneo, o que dificulta uma caracterização geral.

2.3. METODOLOGIA MCT

A metodologia MCT permite a determinação das propriedades mecânicas e hidráulicas dos

solos e classifica os solos tropicais em duas grandes classes, com comportamentos

distintos, os solos de comportamento laterítico (L) e os solos de comportamento não

laterítico (N). As quais são subdivididas em 7 grupos:

- LG’: argilas lateríticas e argilas lateríticas arenosas;

- LA’: areias argilosas lateríticas;

- LA: areias com pouca argila laterítica;

- NG’: argilas, argilas siltosas e argilas arenosas não lateríticas;

- NS’: siltes cauliníticos e micáceos, siltes arenosos e siltes argilosos não lateríticos;

- NA’: areias siltosas e areias argilosas não lateríticas;

- NA: areias siltosas com siltes quartzosos e siltes argilosos não lateríticos.

Os ensaios da metodologia MCT envolvem diversos ensaios, dentre os quais estão os

ensaios de compactação Mini-MCV, mini-CBR, perda por imersão, permeabilidade e

infiltração. Os ensaios são realizados com miniaturização da aparelhagem, segundo

Cozzolino e Nogami (1993) isso se deve aos custos de realização dos ensaios, pois se

fossem usadas as aparelhagens tradicionais, os custos seriam muito elevados.

2.4. ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO

O ensaio de cisalhamento direto foi desenvolvido basicamente para a determinação da

resistência ao corte de um corpo de prova de solo, de forma prismática e seção quadrada ou

circular e de pequena espessura.

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Os resultados obtidos devem ser analisados com cuidado, como visto em Das, (2007) o

plano de corte pode não representar o plano mais fraco e a distribuição da resistência ao

cisalhamento do corpo de prova não é uniforme.

Apesar das limitações, o ensaio de cisalhamento direto se torna uma opção adequada a

alguns casos por sua simplicidade de execução e pelo custo mais baixo em relação a outros

ensaios, como o ensaio de compressão triaxial.

2.5. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS

A compactação dos solos é utilizada em diversas obras de engenharia, como também na

construção de barragens de terra, com o objetivo de promover adaptações em suas

características físicas e estruturais, conforme apontado por Aguiar (2010), sendo que nem

sempre se consegue com a compactação uma resistência melhor do que encontrada em

solos naturais encontrados na jazida.

A compactação dos solos é afetada pelo teor de umidade, que influencia significativamente

o grau de compactação alcançado por determinado solo, pelo tipo de solo e pela energia

utilizada na compactação. Um mesmo solo, quando compactado com energias diferentes,

apresentará valores de peso específico aparente seco máximo maiores para valores

crescentes dessa energia. A figura 1 apresenta uma curva de compactação típica para

valores crescentes de energia.

Figura 1 – Curvas típicas de compactação de um mesmo solo compactado com energias diferentes

Fonte: Pinto (2002)

3. MÉTODO

3.1. GENERALIDADES

O desenvolvimento do presente estudo baseou-se na obtenção da variabilidade da

resistência ao cisalhamento para amostras de solo tropical classificadas pela metodologia

MCT para dois níveis de energia normal e intermediária, utilizando-se para tal de:

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- pesquisa teórica que teve como objetivo identificar os aspectos concernentes aos

benefícios da compactação sob o ponto de vista técnico, visando à melhora da resistência

ao cisalhamento.

- parte experimental que consistiu na classificação dos solos pela metodologia MCT,

compactação das amostras utilizando energia normal e energia intermediária e ensaios de

cisalhamento direto.

Para a parte experimental contou-se com o apoio do laboratório LENC – ENGENHARIA E

CONSULTORIA, que contribuiu com está pesquisa fornecendo as amostras de solo

compactadas nas energias normal e intermediária e as classificando através da metodologia

MCT.

Os ensaios de cisalhamento direto foram realizados por este autor no laboratório de

mecânica dos solos da Universidade Presbiteriana Mackenzie com o apoio de sua

orientadora.

3.2. CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS E COMPACTAÇÃO NAS ENERGIAS NORMAL E

INTERMEDIÁRIA

Os solos estudados foram caracterizados pelos métodos clássicos para caracterização

geotécnica. Foram realizados ensaios de análise granulométrica segundo a norma NBR

7181/84 (Solo – Análise granulométrica) e apresentada uma classificação segundo a norma

NBR 6502/95 (Rochas e solos), para determinação dos limites de Atterberg, pelas normas

NBR 6459/84 (Solo – Determinação do limite de liquidez) e NBR 7184/84 (Solo –

Determinação do limite de plasticidade). Para a classificação dos solos tropicais foi utilizada

a metodologia denominada MCT.

Na sequência foram realizados os ensaios de compactação segundo a norma NBR 7182/86

(Solo – Ensaio de compactação) para as energias normal e intermediária.

Após a realização da compactação separou-se dois corpos de prova de cada amostra,

compactados na energia normal e intermediária que resultaram na máxima específica seca

máxima e umidade ótima para serem utilizados nos ensaios de cisalhamento direto.

Todos os ensaios desse item foram realizados pela empresa LENC – ENGENHARIA E

CONSULTORIA. As figuras 2 a 4 mostram as amostras que foram selecionadas para o

ensaio de cisalhamento direto:

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Figura 2 – NG’ (energia normal e intermediária)

Fonte: Própria

Figura 3 – NS’ (energia normal e intermediária)

Fonte: Própria

Figura 4 – NS’ (energia normal e intermediária)

Fonte: Própria 3.3. CISALHAMENTO DIRETO

Os ensaios de cisalhamento foram programados com os corpos de prova compactados,

foram realizados utilizando como referência a ASTM D3080-04 (Standard Test Method for

Direct Shear Test of Soils Under Consolidated Drained Conditions) tendo como objetivo

conhecer a variabilidade da resistência ao cisalhamento dos solos frente a diferença das

energias de compactação utilizadas nos corpos de prova.

Os corpos de prova compactados foram cuidadosamente moldados com o uso de formas

metálicas quadrangulares biseladas, as quais possuíam 5 cm de largura interna e 2 cm de

altura, área de 25cm² e volume de 50 cm³ e com auxílio de lâminas, para serem colocados

na prensa de cisalhamento direto.

Buscou-se evitar alterações no estado do material devido à perda de umidade, de forma que

os corpos de prova foram armazenados em câmara úmida envolvidos em plásticos.

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No equipamento de cisalhamento direto, a tensão vertical é obtida com um sistema de

pesos, que são posicionados na porção inferior de um conjunto de hastes. A prensa possui

um motor elétrico que desloca a base de cisalhamento, de modo que sua metade superior

reage contra um anel dinamométrico, medindo-se a força tangencial, o sistema é provido de

um potenciômetro, que mantém constante a velocidade de deslocamento da célula durante

o cisalhamento.

O deslocamento horizontal é medido por um extensômetro, na base da célula e os

deslocamentos verticais são monitorados também com um extensômetro, posicionado no

topo do sistema de carregamento vertical.

As células de cisalhamento envolveram o uso de placas metálicas ranhuradas e pedras

porosas, tanto no topo como na base das amostras.

Uma vez moldados, os corpos de prova eram transferidos para a célula de cisalhamento.

As amostras foram cisalhadas sob carregamento normal de 100, 200 e 400 kPa, sob as

mesmas condições da compactação.

As figuras 5 a 8 mostram como foi à moldagem dos corpos de prova, o sistema de

cisalhamento e o armazenamento em câmara úmida.

Figura 5 – moldagem dos corpos de prova

Fonte: Própria

Figura 6 – sistema de cisalhamento

Fonte: Própria

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Figura 7 – detalhe dos extensometros

Fonte: Própria

Figura 8 – armazenamento dos corpos de prova compactados em câmara úmida

Fonte: Própria 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1. CARACTERIZAÇÃO E COMPACTAÇÃO DOS SOLOS

Os solos estudados foram classificação pela metodologia MCT em NS’, LG’, NG’. Os

resultados da caracterização e compactação dos solos nas energias normal e intermediária

são apresentados nas tabelas 1 e 2.

Tabela 1 – Caracterização geotécnica dos solos estudados

Características/Propriedades SOLOS NS’ LG’ NG’

Pedregulho (%) 0,00 0,00 0,00 Areia grossa (%) 10,70 0,85 9,57 Areia média (%) 15,08 12,41 13,22 Areia fina (%) 17,00 30,23 15,72 Silte + Argila (%) 57,23 56,51 61,50 Limite de liquedez - LL (%) * 48,00 46,00 Limite de plasticidade – LP (%) * 27,00 29,00 Índice de plasticidade – IP (%) * 21,00 17,00 * Valores não fornecidos pelo laboratório.

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Tabela 2 – Compactação Proctor Normal e Intermediário

Amostra (Compactação) Características Valores obtidos

NS’ (Proctor Normal) Umidade média (%) 15,79 17,19 19,09 21,29 23,60

Peso esp. seco (kN/m³) 15,09 16,03 16,75 16,27 15,74

NS’ (Proctor Intermediário) Umidade média (%) 14,60 17,10 20,10 23,40 26,40

Peso esp. seco (kN/m³) 16,50 17,00 17,10 16,40 15,50

LG’ (Proctor Normal) Umidade média (%) 17,80 19,49 21,50 23,80 25,70

Peso esp. seco (kN/m³) 13,16 14,15 14,60 14,01 13,38

LG’ (Proctor Intermediário) Umidade média (%) 19,70 21,60 23,80 25,10 27,80

Peso esp. seco (kN/m³) 14,90 16,10 16,50 16,10 13,90

NG’ (Proctor Normal) Umidade média (%) 12,60 14,19 16,33 18,19 20,89

Peso esp. seco (kN/m³) 15,07 15,94 16,47 16,02 15,16

NG’ (Proctor Intermediário) Umidade média (%) 14,30 16,20 18,40 20,30 22,10

Peso esp. seco (kN/m³) 16,50 17,00 17,20 16,70 16,00

Através da tabela 2 é possível confirmar o aumento do peso específico das amostras na

medida em que se eleva a energia de compactação, conforme descrito do item 2.5 e

exemplificado na figura 1 e ainda verificar que a amostra LG’ apresentou o maior ganho de

densidade com o aumento da energia de compactação, da ordem de 1,9 kN/m³ de aumento,

comprovando uma das características dos solos lateríticos, que ganham capacidade de

suporte quando compactados.

Entretanto percebe-se que o teor de umidade ótimo aumentou para as amostras

compactadas na energia intermediária, provavelmente devido à heterogeneidade do

material, e pelas frações de lateritas presentes no solo.

As figuras 9 a 11 apresentam a distribuição granulométrica dos solos estudados, enquanto

que as figuras 12 a 14 apresentam as curvas de compactação dos solos estudados.

Figura 9 - Distribuição granulométrica – NS’

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Figura 10 - Distribuição granulométrica – LG’

Figura 11 - Distribuição granulométrica – NG’

Figura 12 – Curvas de compactação – amostra LG’

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Figura 13 – Curvas de compactação – amostra NG’

Figura 14 – Curvas de compactação – amostra NS’

4.2. RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO

A resistência ao cisalhamento das amostras de solo, NS’, LG’ e NG’ compactadas nas

energias normal e intermediária foram avaliadas por ensaios de cisalhamento direto.

As amostras foram cisalhadas sob carregamento normal de 100, 200 e 400 kPa e teores de

umidade próximos à umidade ótima do ensaio de Proctor.

A tabela 3 apresenta os resultados de resistência ao cisalhamento de pico (máximo) e

resistência ao cisalhamento residual obtidos dos ensaios de cisalhamento direto.

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Tabela 3 – Resultados dos ensaios de cisalhamento direto

Amostras (Compactação) Resistências ao

cisalhamento (kPa)

Valores obtidos – Carregamento Normal (kPa)

100,00 200,00 400,00

NS’ (Proctor Normal) Pico 66,00 102,80 195,60

Residual 46,80 97,20 182,80

NS’ (Proctor Intermediário) Pico 62,80 108,80 216,40

Residual 47,60 94,00 204,80

LG’ (Proctor Normal) Pico 113,20 228,00 263,20

Residual 64,80 130,40 241,20

LG’ (Proctor Intermediário) Pico 161,20 187,20 272,80

Residual 55,60 122,80 198,40

NG’ (Proctor Normal) Pico 100,40 126,80 225,60

Residual 56,40 106,00 205,60

NG’ (Proctor Intermediário) Pico 80,40 119,20 183,20

Residual 57,20 102,00 173,60

A partir dos resultados obtidos dos ensaios de cisalhamento foram elaborados os gráficos

da tensão cisalhante e as envoltórias de resistência. As figuras 15 a 22 apresentam os

gráficos elaborados.

Figura 15 – Curvas de tensão cisalhante x deslocamento – amostra NS’

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Figura 16 – Curvas de tensão cisalhante x deslocamento – amostra LG’

Figura 17 – Curvas de tensão cisalhante x deslocamento – amostra NG’

Figura 18 – Curvas de tensão cisalhante x deslocamento – amostras compactadas na energia normal

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Figura 19 – Curvas de tensão cisalhante x deslocamento – amostras compactadas na energia intermediária

Figura 20 – Envoltória de resistência – amostra NS’

Figura 21 – Envoltória de resistência – amostra LG’

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Figura 22 – Envoltória de resistência – amostra NG’

As envoltórias de resistência foram traçadas a partir dos valores das resistências de pico

obtidos em cada ensaio. A equação para a linha média obtida a partir dos resultados

experimentais é:

τf = σ' x tg(φ’) + c’

onde: τf = resistência ao cisalhamento de pico

σ' = tensão normal

φ’ = ângulo de atrito efetivo

c’ = coesão efetiva

A partir dessas envoltórias determinaram-se os parâmetros de resistência ao cisalhamento

das amostras ensaiadas, apresentados na tabela 4.

Tabela 4 – Parâmetros de resistência ao cisalhamento

Amostras (Compactação) c’(kPa) φ’ (°)

NS’ (Proctor Normal) 9,00 23,41

NS’ (Proctor Intermediário) 22,20 27,28

LG’ (Proctor Normal) 95,60 24,40

LG’ (Proctor Intermediário) 118,40 20,81

NG’ (Proctor Normal) 51,00 23,18

NG’ (Proctor Intermediário) 43,20 19,51

Através da análise dos gráficos elaborados e dos parâmetros de resistência ao cisalhamento

obtidos, verificou-se a influência do aumento do teor de umidade ótimo para os corpos de

prova compactados na energia intermediária sobre a resistência ao cisalhamento dos solos.

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Sendo que o solo para energia intermediária o solo NG’ apresentou redução na resistência

ao cisalhamento em todas tensões aplicadas, o solo NS’ praticamente não demonstrou

variação de resistência embora tenha-se obtido ganho nos parâmetros de resistência

determinados através da envoltória de resistência e o solo LG’ apresentou ganhos de

resistência ao cisalhamento.

5. CONCLUSÃO

Analisando os resultados pode-se fazer as seguintes conclusões quanto a variabilidade da

resistência ao cisalhamento para as amostras de solos tropicais classificados pela MCT em

LG’, NS’ e NG’, compactadas nas energias normal e intermediária:

- a heterogeneidade do material contribui para o aumento do teor de umidade ótimo durante

a compactação na energia intermediária, fator que conforme observado nos ensaios de

cisalhamento direto interferiu com a variabilidade da resistência ao cisalhamento dos solos;

- a amostra classificada em LG’, embora o acréscimo de umidade, apresentou ganhos na

resistência ao cisalhamento de pico ao elevar a energia de compactação de normal para

intermediária, ressaltando o comportamento dos solos lateríticos que adquirem capacidade

de suporte quando compactados;

- as amostras de solo com comportamento não lateríticos, classificadas em NS’ e NG’ não

apresentaram ganhos na resistência de cisalhamento, apresentando redução na resistência

ao cisalhamento para amostra NG’ e não variando significativamente na amostra NS’.

Ressalta-se que o presente estudo não encerra o assunto tendo em vista sua complexidade.

O estudo da resistência ao cisalhamento dos solos tropicais compactados exige que sejam

ensaiadas uma quantidade maior de amostras e que sejam executados uma variedade

maior de ensaios para analisar melhor todas as propriedades relacionadas à variabilidade

da resistência ao cisalhamento.

REFERÊNCIAS

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VII Jornada de Iniciação Científica - 2011

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Aluno: Leandro de Aquino Leão: [email protected];

Orientador: Prof. Dr. Rita Moura Fortes: [email protected]