Tensões atuantes no solo

Tensões no solo

• O solo ao sofrer solicitações se deforma, modificando oseu volume e forma iniciais.

• As deformações apresentadas pelo solo irão depender desuas propriedades elásticas e plásticas e docarregamento imposto.

Tensões no solo

• Tensões devido ao peso próprio

• Tensões devido a cargas externas aplicadas ao terreno.

Tensões nos Solos

o Um ponto qualquer no interior de uma massa de soloestá solicitado por esforços externos devido ao pesopróprio do solo e a forças externas aplicadas.

o As tensões em um plano passando por um ponto do solopodem ser decompostas em tensões normais ecisalhantes - que variam segundo o plano selecionado

t =Tensão tangenciais ou de

cisalhamento

s=Tensão normal

área

N=s

área

T=t

A Tensão Normal é a somatória das forças normais ao plano,

dividida pela área total que abrange as partículas em que

estes contatos ocorrem:

E a Tensão Cisalhante é a somatória das forças tangenciais,

dividida pela área.

Tensões Principais

• São planos, mutuamente ortogonais, onde a tensão decisalhamento é nula.

• As tensões normais a esses planos são chamadas de tensõesprincipais;

Estado plano de tensões

• Para simplificar os cálculos com base na teoria da Elasticidade, usa-se:

▫ As tensões principais s1 e s2 são iguais: s1=s2;

▫ A tensão intermediária s2 é nula: s2=0.

Tensões num meio particulado ⇒ os solos são

constituídos por partículas e as forças são transmitidas

de partícula a partícula e suportadas pela água dos

vazios

Tensões num plano qualquer

Tensões num plano qualquer

Tensões geostáticas

• São as tensões devidas ao peso próprio do solo;

Tensões geostáticasCaso geral: plano inclinado

Tensões geostáticas

Quando o solo é constituído de camadas aproximadamentehorizontais, a tensão vertical resulta da somatória do efeito dasdiversas camadas

Quais as tensões verticais em 3 m e 6m?

• Tensão vertical em A → sz (A)

• No ponto A, z= 3m

sz (3m) = 17 . 3 = 51 kN/m3

• No ponto B, z= 6m

sz (6m) = 51 +20 . 3 = 111 kN/m3

Tensão vertical total a 6m de profundidade → sz (6m) = 17.3 + 20.3 = 111 kN/m3

Qual é a pressão da água nos vazios do solo a 6m de profundidade?

Se for furado um poço vertical até a profundidade de 6m, o nível d’água dentro

do poço alcançará 3m abaixo da superfície de terreno.

A pressão da água nos vazios do solo a 6m de profundidade será dadopela altura da coluna d’água acima da profundidade de 6m. Essapressão d’água reinante nos vazios do solo é representada pela letrau ou uw e chamada de poropressão ou pressão neutra.

Assim, u(6m)= ga.3=10.3=30 kN/m3 ( o peso específico da água ga=10 kN/m3)

Princípio das Tensões Efetivas• A tensão de um solo, em um plano qualquer, é dada pela soma de

duas parcelas:

• a tensão transmitida pelo contato entre as partículas, chamada deTensão Efetiva (s’);

• a pressão da água, denominada Poropressão (u).

• A tensão efetiva, para solos saturados, pode ser expressa por:

• sendo s a tensão total e u a poropressão,

u= ss '

Princípio das Tensões Efetivas

• “Todos os efeitos mensuráveis resultantes da variação doestado de tensões nos solos, como compressão, distorçãoe variação da resistência ai cisalhamento são devidasexclusivamente à VARIAÇÃO DO ESTADO DETENSÕES EFETIVAS.”

Variação do estado de Tensões Efetivas

Variação de volume ou distorção (ou

ambos)

Relação entre as tensões efetivas vertical (s’v)

e horizontal (s’h)

• Coeficiente de empuxo no repouso (k0)

Valores variam entre 0,3 e 3,0

Dependem do tipo de solo, história de tensões e plasticidade.

Valores típicos de ko